Значение ветряных генераторов в мировом производстве электрической энергии. Парусные ветрогенераторы. Часть 1

Декабрь 17, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор

Без электрической энергии невозможна деятельность ни отдельного человека, ни в целом человечества. Любая деятельность, по сути, является экономической деятельностью, так как экономика является процессом обмена порциями энергии между людьми или их информационными отражениями в образе так называемой стоимости, так как стоимость – это информация об израсходованной энергии на производство услуги или товара. Потребление тепловой и электрической энергии во всем мире в течение последних 30-35 лет удваивается каждые 10 лет. Это подтверждает то, что экономическое и научно-техническое развитие - это, прежде всего, энергетическое развитие.

Значение ветряных генераторов в мировом производстве электрической энергии. Парусные ветрогенераторы. Часть 1

Будет прирост энергии – будет прирост ВВП, недостаток энергии отражается в экономических кризисах. Люди стараются найти причину этих кризисов в чем угодно, но лишь некоторые экономисты и деятели политики понимают роль энергии в финансовых и экономических катаклизмах последних 20 лет. Те, кто роль энергии не понимает, тот решает проблемы в экономической области уничтожением «лишнего» количества населения путем военных конфликтов. Тот, кто разбирается в энергетике, решает все экономические проблемы посредством научно-технического развития, важным компонентом которого является развитие мирового энергетического комплекса.

Разрастающееся энергопотребление за последние десятилетия в основном удовлетворяется путем применения традиционных энергоносителей – нефти, угля, торфа, газа, воды и атомной энергии. Ускоренный рост энергопотребления, паника на энергетических рынках в виде резкого удорожания электрической энергии и топлива, обострение экологических, экономических и геополитических проблем топливно-энергетического комплекса (ТЭК) требуют более тщательной и обоснованной проработки принципов использования ресурсов и направлений в развитии энергетики. Поэтому ежегодно все актуальнее становится поиск и освоение нетрадиционных альтернативных источников энергии, к которым относится ветроэнергетика.

Доля возобновляемых нетрадиционных источников энергии (геотермальной, ветряной, солнечной, малых водных протоков и т.д.) в общем объеме мирового производства электрической энергии составляет лишь небольшой процент. А их часть в Российской Федерации составляет доли этого процента. Но вместе с этим Россия может гордиться своей отсталостью в том, что более 70% электрической энергии вырабатывается на тепловых станциях, функционирующих на угле или мазуте. И это тогда, когда ресурсы углеводородов (нефти, газа и угля) тают на глазах, а половина добытого газа и нефти идет за рубеж нашим конкурентам, с которыми в будущем у России может возникнуть военный конфликт. По оценкам экспертов запасы нефти в России иссякнут примерно через 13 лет, а запасы газа – через 60 лет.

Все установки, преобразующие кинетическую энергию прямолинейного движения потока ветра в энергию вращения ротора генератора с дальнейшим преобразованием ее в электрическое напряжение, делятся на несколько видов. Главные из них – ВЭУ с вертикальной и горизонтальной осью вращения. В соответствии с мировыми стандартами мощность ВЭУ берется за номинал скорости ветра 11,4 м/сек. КПД ветряной энергетической установки (эффективность применения энергии ветра) – величина, показывающая процент энергии ветра, который ветро-ротор забирает и передает генератору. Данную величину считают КПД ВЭУ (КИЭВ – коэффициент использования энергии ветра), но в действительности это КПД ветряного ротора (ветроколеса). Действительный КПД ветряной установки в целом можно подсчитать, если принять во внимание КПД генератора (от 70 до 90%) и КПД передачи электрической энергии на расстояние.

Лопастные ВЭУ, имеющие горизонтальную ось вращения, сделать легко, если мощность ВЭУ не более 10 кВт, но при возрастании мощности появляются значительные технические сложности. Данный тип установок распространен больше других по следующим причинам: максимальная эффективность (КПД) применения ветра (на практике до 42%, но лишь при наличии нужного направления ветра) в сравнении с остальными установками, благодаря «подъемной силе» крыла; стандартность человеческого мышления во время принятия решений. ВЭУ с горизонтальной осью вращения выпускаются нескольких типов – лопастные (крыльчатые) разных конструкций, с эффектом Магнуса и некоторые другие. Наиболее известны по эффективности – крыльчатые ВЭУ.

Но у горизонтальных лопастных ВЭУ есть один значительный недостаток – ощутимая инерционность в процессе ориентировки на ветер. Разработчики, изобретатели и производители данных установок сознательно замалчивают об этом факте от покупателя, сообщая ему лишь достоинства установки, которые состоят только в аэродинамической трубе, то есть в искусственно созданных условиях. Но в действительности пользователи установки сталкиваются со следующим. Мощность ВЭУ рассчитывается на основании того, что направление ветра должно совпадать с осью вращения установки, то есть ветер должен дуть обязательно на расчетную поверхность лопастей ветряка. В итоге получается расчетная мощность ВЭУ.

Но всем известно, что направление ветра константой не является, ветер часто меняет свое направление. Направление ветра меняется со скоростью намного выше реакции лопастных ветряных установок в ответ на данное изменение. В результате создается ситуация, что лопасти вращаются по инерции в то время, когда ветер дует в перпендикулярном направлении к оси вращения лопастей.

Это интересно ...

Последние новости и статьи:



Оставить комментарий