Специализированные турбины для ветряных электростанций

Сентябрь 30, 2014 / Ольга Шейдина, Редактор

На сегодняшний день энергия ветряной стихии стала очень популярной среди других источников. Она свободно конкурирует с ними и постоянно улучшает свое качество, обеспечивая потребности населения с каждым годом все эффективнее. Особенно позитивные изменения произошли при открытии специальных плавающих турбин, работающих при помощи ветра. Первым ученым, который выдвинул данную гипотезу, был профессор У. Иеронимус, работающий в Университете Массачусетса. Идея была воплощена в жизнь через создания первой такой ветряной электростанции на море Италии в 2008 году. Она очень похожа на платформу, которая являлась глубоководной. Объем производства ее турбины составлял 80 кВт.

Специализированные турбины для ветряных электростанций

Когда были собраны необходимые данные (о ветре, морской стихии определенного региона), новая система в том же 2008 году была приостановлена. Вскоре, ученые представили следующую турбину, функционирующую при помощи ветра, под названием Hywind. Сила ее производительности составляла 2,3 МВт. Она была введена в эксплуатацию в Норвегии в 2009 году. На этом продвижение новой идеи не остановилось. Множество венчурных компаний смело реализовывали данный проект.

Ветряная электростанцияморского местонахождения

Данное базирование имеет серьезную мотивацию. Ведь всем известно, что на больших морских просторах сила ветряной стихии куда сильнее, нежели на суше. Таким образом, сложная конструкция была перенесена в море. Инженерам финансово выгодно потратить огромную сумму на установку подобной турбины для того, чтобы вскоре обеспечить огромное количество людей электроэнергией. Также громоздкая конструкция не будет занимать место на суше, и портить ландшафт местности.

Расписание скорости стихии ветра

Силу ветра на море определяют за формулой – она пропорциональна кубу скорости стихии ветра. Таким образом, понятно, почему выгодно строить ветряную электростанцию на море, ведь на суше скорость ветер на много ниже, следовательно, и энергии можно произвести гораздо больше.

С самого начала технология установки таких турбин была до конца не изучена, поэтому приходилось использовать те районы, где не сильно глубоко. Но вскоре все изменилось, и инженеры придумали мощные конструкции, которые устанавливаются в самых глубоких местах. Данное сооружение создается на специальной платформе, крепящейся к морскому дну якорями. Такая турбина имеет следующие составные элементы:

- канаты для якоря;

- специальная площадка, которая держится на плаву;

- крыло ротора;

- лодка;

- башня.

На определенной высоте работники устанавливают анемометр, который постоянно фиксирует скорость и направление стихии ветра. Существует несколько главных методов, с помощью которых происходит закрепление турбины на якоре. Для этого используют вертикальное крепление, установку при помощи цепи с балластом и без.

Первый тип применяют для вертикального удерживания платформы, которая находится на воде. При таком способе конструкция становится более устойчивой для вертикальных колебаний. Она также постоянно закрепляется несколькими видами фалов (натяжные закрепки). Данные элементы удерживают также все углы ветряной электростанции.

Натяжные закрепки очень выгодны с точки зрения финансов. Но в неглубоких местах морских просторов применяют цепи. Они в данном случае сильнее удерживают огромную платформу на месте и предупреждают колебания. Ведь их масса обеспечивает конструкцию возвратной силой. Очень часто при этом применяют балласт. Он увеличивает прочность станции и эффективно удерживает платформу на воде.

Hywind – первая система ветряных турбин на воде

Чтобы увеличить количество энергии, получаемых от ветряных станций, необходимо расширить их число. Такой комплекс обеспечит инженерам желаемый результат. И действительно, теория подтвердилась практикой. С помощью кабелей, которые находятся под водой, получаемая энергия поступает на берег. Крылья ротора, прикрепленные к валу, соединены с динамическим элементом генератора. Вся система закреплена в гондоле. Поэтому энергия легко поступает по башне на специализированную платформу трансформации. И только после всего процесса энергия приходит к людям на сушу через кабели, находящиеся под водой.

Но не всегда данный процесс идеален. На практике часто случаются непредвиденные ситуации природного характера. Особенно это касается проблемы, когда на море штиль. Для этого в 2011 году был разработан специальный дополнительный элемент – маховик. Именно он обеспечивал население необходимой энергией, когда ветра не было. Это стало еще одним новым открытием в области проектирования ветряных электростанций.

Данные морские турбины очень выгодны. Стоит отметить, что такая конструкция может даже рассеивать энергию ураганов, которые образовываются в морских пространствах. Забирая часть их мощности на себя, они, тем самым, ослабляют движение бури. Также при этом ослабляется высота волн, создаваемых ветром. Таким образом, данные турбины не только производят энергию, но еще и в некоторой мере предупреждают ураганные образования.

Особую роль в эффективном функционировании морских конструкций играют вертикальные оси для крепления. Они финансово выгодны, в отличие от турбин с горизонтальным натяжением. Если качественно произвести установку таких осей, то вскоре они сильно себя оправдают. Мощность аккумулированной энергии возрастет во много раз и приносит огромные доходы компании. Интересными являются турбины, функционирующие при помощи ветра, под названием Darrieus. В их состав входят вертикальные оси, поэтому они производят в несколько раз больше энергии, нежели те же конструкции с горизонтальными элементами. Также турбины данного типа очень мобильны и практичны. Таким образом, их количество значительно может увеличиться за счет их небольших размеров. Еще приятно то, что они не создают столько шума, сколько производят другие виды турбин.

Все основные работы при сборке огромной конструкции производят на суше, так как это является выгодно с финансовой точки зрения. После монтажа происходит перевозка всей платформы на необходимое место с помощью специальных судов.

Достоинства:

- безотходное производство энергии, которое безопасно для населения;

- позитивное воздействие на эстетику окружающей среды;

- новые жилища для морских животных на дне;

- предупреждение ураганов;

- высокая эффективность производства энергии;

- компьютерное обслуживание, которое способствует недопущению больших ошибок в управлении.

Недостаткиветряных электростанцийна море:

- негативное воздействие на миграцию рыбы;

- огромные финансовые затраты на монтаж и обслуживание конструкции;

- наличие множества опасностей при работе в море.

Несмотря на все риски, собранная таким образом электроэнергия является абсолютно чистой и безотходной. Ведь для ее производства не используются никакие другие средства, которые всегда будут негативно воздействовать на атмосферу окружающей среды, создавая выбросы. Но работы по оптимизации данных процессов не прекращаются. Поэтому ученые продолжают изучать и улучшать функционирование морских турбин для обеспечения людей необходимой энергией.

Это интересно ...

Последние новости и статьи:



Оставить комментарий