Основной элемент ветроустановок - колесо. Используются самые различные типы колес для ветроэнергетических установок (ВЭУ) - с горизонтальным или вертикальным расположением оси (рис. 11.2).[ ...]
Запасы энергии ветра на Земле невероятно велики и, по некоторым оценкам, превышают 80 трлн кВт ч в слое воздуха толщиной до 500 м. Ветроустановки не новая технология для человечества. Совсем недавно ветряные мельницы были привычным элементом пейзажа в любой стране. Например, в России в XIX в. было 250 тыс. ветряных мельниц, которые вырабатывали около 1500 МВт энергии. Современные технологии во много раз эффективнее старых. Многие страны (Нидерланды, США, Бельгия и др.) широко используют ветроэнергетические установки для выработки электроэнергии. Только в Калифорнии (США) их суммарная мощность составляет 1500 МВт.[ ...]
Интересно отметить, что над территорией России сосредоточена значительная часть мировых ветровых ресурсов. Наиболее перспективные регионы по ветроэнергетике находятся на Севере и в Поволжье. Если для первого этапа освоения ветроресурсов взять только нижний 200-метровый слой и разместить ВЭУ общей мощностью 3...5 млрд кВт (одна установка на 200 км2), то за год можно выработать 10 трлн кВт ч электроэнергии, что в 5 раз больше гидроэнергетического потенциала страны. Существенным недостатком энергии ветра является ее изменчивость во времени, но его можно скомпенсировать изменчивостью ветра в пространстве. Если объединить несколько десятков крупных ветроагрегатов, то средняя их мощность будет практически постоянной. В отличие от рек потоки воздуха не знают «засух» и способны гарантировать надежное энергоснабжение.[ ...]
Особенно перспективны ветровые электростанции, расположенные на высоте 6...8 км, где плотность потока энергии ветра максимальна. Например, под Москвой средняя плотность потока энергии достигает 6 Вт/м2. Как показывают расчеты, для получения мощности 20 МВт потребуется сооружение ортогонального летающего ротора сечением 6 тыс. м2. Такой ротор со струйным управлением циркуляцией на крыльях можно подвесить на полом газонаполненном кабель-тросе, обеспечивающем связь с землей.[ ...]
Так как скорость ветра всегда случайная функция времени, качество электроэнергии, вырабатываемой ВЭУ, будет низким. Поэтому еще академик A.B. Винтер предлагал соединить в единый комплекс ветровую электрическую станцию (ВЭС) и ГЭС, что может значительно увеличить выработку электроэнергии.[ ...]
Кольский полуостров - один из самых ветреных регионов России. По мнению ученых Кольского научного центра РАН, здесь можно разместить комплекс ВЭС из агрегатов повышенной мощности, разработанных как отечественными, так и западными фирмами. Вместе с действующими в этом районе ГЭС они могут составить конкуренцию Кольской АЭС.[ ...]
Хотя ВЭС принято считать экологически безопасными, однако их эксплуатация выявила ряд недостатков. При работе они генерируют интенсивный инфразвук, который вызывает у людей угнетенное состояние, чувство беспокойства и дискомфорта. Исследователи из США установили, что инфразвук от ВЭС не выдерживают ни животные, ни птицы. Таким образом, территория, где размещены ВЭУ, становится непригодной для использования в качестве среды обитания.[ ...]
При широкомасштабном применении ВЭУ в районах их размещения нарушается тепловой баланс вследствие изменения условий переноса тепла вдоль земной поверхности. Это, в свою очередь, может повлечь за собой изменение розы ветров в расположенных рядом промышленных регионах и усилить там загрязнение воздушного бассейна. Из-за больших размеров лопастных колес ВЭУ становятся опасными для пернатых, особенно если они расположены на путях миграции птиц. Из-за отражения радиоволн УКВ- и СВЧ-диапазона от движущихся лопастей ВЭУ нарушается нормальная работа навигационной аппаратуры авиалайнеров и затрудняется прием телевизионных передач.[ ...]
Исследования показали, что скорость ветра увеличивается по мере удаления от береговой линии. Так, на расстоянии 40 км от берега скорость ветра возрастает на 20...25%, что позволяет получить от него в 2 раза больше энергии при тех же параметрах ВЭУ. Кроме того, размещение ВЭУ в морских акваториях позволяет обеспечить энергией добывающие платформы, а сэкономленные земельные участки использовать на благо человека.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Рабочие колеса перспективных ветроэнергетических установок |
 |