- uređaji posebnog dizajna, u kojima se energija vjetra pretvara u električnu energiju. Svakim danom postaju sve popularniji. Koristeći prirodne, a što je najvažnije, obnovljive izvore energije, praktične i jednostavne vjetroelektrane, tzv. vjetroturbine, odlična su alternativa tradicionalnim elektranama, posebno u privatnim kućama.

Korišćenje energije vetra

Vjetrenjače, odnosno princip njihovog rada, nezasluženo su zaboravljeni dvadesetih godina prošlog vijeka. Međutim, sila vjetra ni tada nije korištena za dobijanje električne energije. Pokrenuo je vodeničko kamenje mlinova, koristio se kao pogonski uređaj za jedrenjake, a kasnije je pokrenuo i pumpe za pumpanje vode u rezervoare, odnosno pretvarala se u mehaničku energiju.

Energija vjetra je počela naglo da se razvija krajem šezdesetih godina prošlog, XX vijeka. U to vrijeme došlo je do katastrofalne nestašice tradicionalnih izvora energije, osim toga, oni su naglo porasli u cijeni, ekološki problemi povezani s njihovom upotrebom postajali su sve akutniji.

Promovirano korištenje alternativnih izvora električne energije, uključujući energiju vjetra, i tehnološki napredak. Pojavili su se novi materijali visoke čvrstoće i dovoljno lagani, koji omogućavaju podizanje tornjeva do 120 m visine i ogromnih lopatica.

Vjetrovi koji duvaju u mnogim dijelovima planete mogu okretati turbine elektrane dovoljnom brzinom da napajaju privatne kuće, male farme ili škole na selu.

Ali u svakom buretu meda postoji barem jedna muha. Vjetar se ne može obuzdati, ne duva uvijek, pogotovo u istom smjeru i istom brzinom. Tehnološki napredak ne miruje. Ako danas vjetroelektrane za privatnu kuću, koje proizvode stotine kilovata električne energije, više nisu rijetkost, onda će sutra, možda, elektrane kapaciteta desetine megavata postati svakodnevnica. U svakom slučaju, već postoje vjetroelektrane kapaciteta 5 MW i više.

Prednosti i nedostaci vjetroelektrana

Osim korištenja besplatne energije vjetra i neovisnosti od vanjskih izvora električne energije, vjetroelektrane imaju još nekoliko značajnih prednosti. Ne postoji ekološki problem skladištenja i odlaganja otpada, a sam način proizvodnje energije jedan je od ekološki najprihvatljivijih. Da ne spominjemo kako vjetroturbina izgleda estetski na pozadini neba, njenom se prednošću može smatrati to što instalacija može biti i stacionarna i mobilna.

Osim toga, danas je već moguće odabrati vjetroelektranu odgovarajućeg modela i kapaciteta ili koristiti instalaciju koja kombinira korištenje više izvora energije, tradicionalnih i alternativnih. To može biti dizel ili solarna elektrana na vjetar.

Vetroelektrane imaju i nedostatke. Prvo, toliko su bučni da se velike instalacije moraju isključiti noću. Drugo, često ometaju vazdušnu komunikaciju ili radio talase. Treće, potrebno ih je postaviti na zaista velika područja. Postoji još jedan značajan nedostatak dizajna oštrica - potrebno ih je isključiti tokom masovnih sezonskih migracija ptica.

Vrste vjetroelektrana

Po funkcionalnosti vjetroelektrane se mogu podijeliti na stacionarne i mobilne, odnosno mobilne. Snažne stacionarne instalacije zahtijevaju čitav niz pripremnih radova, ali su u stanju akumulirati u baterijama dovoljnu količinu električne energije za korištenje u mirnom vremenu.

Mobilne elektrane su jednostavnijeg dizajna, nepretenciozne, jednostavne za instalaciju i jednostavne za rukovanje. Obično se koriste za napajanje električnih uređaja ili na putovanju.

Po dizajnu se pravi razlika između lopatičnih i rotacijskih vjetroelektrana.

Na mjestu postavljanja VE nalaze se:

• zemaljski. Postavljaju se na višim nadmorskim visinama i danas su najčešći;
• priobalni. Izgrađene su u obalnom pojasu mora i okeana, gdje zbog neravnomjernog zagrijavanja kopna i vode stalno pušu vjetrovi;
• offshore. Izgrađene su u moru na udaljenosti od 10-15 km od obale, gdje stalno pušu morski vjetrovi;
• plutajući. Također se nalaze na približno istoj udaljenosti od obale kao i na moru, ali na plutajućoj platformi.

Prema oblastima primjene, vjetroelektrane su industrijske i domaće.

Vjetroelektrane tipa lopatica

Vjetroelektrane tipa lopatice, koje su lideri na tržištu energije vjetra, već su postale uobičajene. Na visokom snu ugrađen je mehanizam lopatice s horizontalnom osom rotacije, uglavnom trokraki, a njegova snaga ovisi o rasponu lopatica. Takva jedinica dostiže svoju maksimalnu brzinu rotacije kada su lopatice okomite na strujanje vjetra, stoga njegov dizajn predviđa automatski uređaj za rotaciju osi rotacije u obliku stabilizatorskog krila na malim i elektroničkim sustavima za kontrolu skretanja na snažnijim stanicama.

Vjetroelektrane tipa lopatice razlikuju se jedna od druge uglavnom po broju lopatica. Mogu biti sa više oštrica, sa dve oštrice, čak i sa jednom oštricom i protivtegom.

Rotaciona vjetroelektrana

Rotacijske, ili vrtuljke, vjetroelektrane imaju vertikalnu os rotacije i ne zavise od smjera vjetra. Ovo je važna prednost kada se koriste površinske struje zraka. Nedostatak vjetroelektrane ovog dizajna je upotreba višepolnih generatora koji rade pri malim brzinama i nisu u širokoj upotrebi.

Ove instalacije se sporo kreću i, kao rezultat, ne stvaraju mnogo buke. Osim toga, njihova prednost je jednostavnost električnih krugova, koje ne ometaju slučajni oštri naleti vjetra.

Stručnjaci smatraju da su rotacijske vjetroelektrane najperspektivnije za velike vjetroelektrane. Istina, da bi se oslobodila takva instalacija, na nju se mora primijeniti vanjska energija. Tek kada dostigne određene aerodinamičke parametre, prebacuje se u generatorski režim iz rada motora.

Kombinovani vetro-dizel sistem

Nedostatak vjetroturbina – neravnomjerno napajanje – u velikim mrežama nadoknađuje se velikim brojem instalacija.

Ovaj nedostatak je također moguće nadoknaditi korištenjem kombiniranih sistema u kojima postoje posebni uređaji koji raspodjeljuju opterećenje između vjetroelektrane (VE) i dizel motora. Stoga autonomne mreže male snage od 0,5 do 4 MW uparene s dizel motorom mogu funkcionirati pouzdano i ravnomjerno.

Moderna oprema, koja štedi oko 65% tekućeg goriva godišnje, omogućava vam da spojite ili isključite dizel motor u samo nekoliko sekundi, ako je potrebno.

Kućne i industrijske vjetroelektrane

Vjetroelektrane za domaćinstvo imaju snagu od 250 W do 15 kW, mogu raditi u sprezi sa solarnim panelima, sa ili bez baterije.

Električna energija koju proizvode vjetroelektrane u domaćinstvu je prilično skupa, ali se često dešava da drugih izvora električne energije jednostavno nema.

Domaće vjetroelektrane u Rusiji se proizvode sa DC generatorom koji puni baterije kapaciteta do 800 A/h. Svi kućanski aparati mogu raditi od takvih baterija u kući: TV, kuhalo za vodu itd.

Punjenje baterija nakon isključivanja opterećenja može potrajati dugo, ovisno o jačini vjetra i snazi ​​generatora.

Na ruskom tržištu postoje i strane VE za domaćinstvo, dosta su skupe, ali obično proizvode manje od polovine nazivne snage.

Industrijske vjetroelektrane odlikuju se znatno većim kapacitetom i po pravilu su objedinjene u jedinstvene mreže.

Privatne vjetroelektrane uglavnom imaju kapacitet od 3 do 5, rjeđe 10 kW. Ako prosječna godišnja brzina vjetra u regiji dostigne 3-4 m / s, tada takva vjetroelektrana može osigurati struju prosječnoj seoskoj kući, benzinskoj stanici ili malom kafiću.

Glavne karakteristike vjetroelektrane

Nazivna snaga je glavni pokazatelj koji karakterizira sve elektrane, vjetroelektrane nisu izuzetak. Određuje se snagom koju generiše generator pri prosječnoj brzini vjetra od 12 m/s, a ovisi o vrsti stanice.

Sljedeći važan pokazatelj je nazivni napon VE, koji generiše generator. Može biti ili 220 V, ili 12 V i 24 V.

Električna snaga generatora zavisi od snage turbine. Budući da je snaga turbine veća, što je veći njen promjer, a samim tim i jači jarbol, ovaj pokazatelj je važan pri odabiru i proračunu strukture jarbola.

Vjetroturbina ima još nekoliko karakteristika. Njegov učinak je važan - ovo je količina električne energije koju uređaj proizvodi godišnje. Prilikom odabira vjetroturbine potrebno je znati maksimalnu brzinu vjetra koju turbina može izdržati i njenu minimalnu (početnu) brzinu kojom počinje da se okreće. I brzina turbine i broj lopatica igraju ulogu u odabiru.

Princip rada i uređaj VE

U vjetroelektrani, protok zraka rotira kotač s lopaticama, s kojih se obrtni moment prenosi na druge mehanizme. Što je točak veći, to je veći protok vazduha koji on zahvata i, prema tome, brže se okreće.

Fizički gledano, linearna brzina vjetra se pretvara u kutnu brzinu rotacije osovine generatora, koja zauzvrat pretvara rotacijsko kretanje u električnu energiju, prenoseći je preko kontrolera do baterija. Na izlazu iz uređaja struja je već pogodna za kućnu upotrebu.

Odnosno, mala vjetroelektrana se sastoji od turbine, lopatica, repa (mehanizma za ljuljanje), jarbola sa užadima, baterija, njihovog kontrolera punjenja i pretvarača koji pretvara 12 V u 220 V.

Osim ovih uređaja, industrijska vjetroelektrana sadrži i sisteme za praćenje smjera vjetra i njegove brzine, stanja vjetrogeneratora i zaštitu od udara groma. Osim toga, jarbol se ne može nositi s opterećenjem većeg razmjera, a zamjenjuje ga toranj u kojem se nalazi sva dodatna oprema.

Projektovanje VE

Glavni pokazatelj koji vam omogućava da donesete odluku o korištenju vjetroelektrane je prosječna godišnja brzina vjetra, koja bi trebala biti najmanje 5 m / s. Istina, danas već postoje vjetroelektrane koje se lako overclockaju, dizajnirane za snabdijevanje električnom energijom privatnih domaćinstava, koje počinju raditi s minimalnim protokom zraka od 3,5 m / s.

Za određivanje ovog indikatora koriste se posebne karte vjetrova.

Mjerenja brzine vjetra vršena su u različitim klimatskim zonama u Rusiji kako bi se utvrdilo koliko su vjetroelektrane efikasne. Vetroturbine i stanice već rade u Kalinjingradskoj oblasti, na Komandantskim ostrvima, u Murmansku, Republika Saha (Jakutija), u Baškortostanu.

Prilikom odlučivanja o instalaciji vjetroelektrane ili privatne vjetroelektrane, vrijedi prvo kontaktirati stručnjake kako bi proveli istraživanje smjera i jačine vjetra pomoću anemometara i napravili karte dostupnosti njegove energije. Na osnovu ovih podataka izračunava se i razvija projekat vetroturbine ili stanice sa više instalacija, njeni tehnički i geometrijski parametri.

Industrijska vjetroelektrana dovoljno velikog kapaciteta ne može se izgraditi bez investitora, a kompetentno izvedeni proračuni i izrađeni projekt omogućit će određivanje perioda povrata projekta i privlačenje dodatnih sredstava.

Privatne vjetroelektrane

Prema znatno potcijenjenoj statistici, koja ne uzima u obzir samostojeće udaljene zgrade i objekte, oko 30% privatnih domaćinstava u ruralnim područjima, gdje je polaganje električne mreže nemoguće iz ekonomskih razloga, nema struju. Ne postoje ni generatori na tečno gorivo svuda. I to u XXI veku!

Istraživanja su pokazala da se vjetroelektrane različitih kapaciteta mogu instalirati u mnogim regijama sjevernog i krajnjeg sjevera, na Sahalinu i Kamčatki, u regiji Donje Volge, Sibiru, Kareliji i Sjevernom Kavkazu.

Na izbor instalacije utiču potrebe kupca. Ako je potrebno osigurati rad poljoprivredne mehanizacije, vjetrogenerator male snage će se nositi s ovim zadatkom. Ako trebate elektrifikovati cijelu zgradu, uspostaviti uličnu rasvjetu, grijati kuću, potrebno je izraditi projekt za vjetroelektranu.

Pored prosječne mjesečne brzine i smjera vjetra, potrebno je izračunati prosječnu mjesečnu potrošnju i vršno opterećenje snage. Takve je proračune, po želji, lako izvesti sami.

Postoji još jedan pokazatelj koji utječe na cijenu opreme i ugradnje vjetroturbina. Ovo je visina jarbola. Što je struktura viša, to je veća brzina vjetra i to je skuplje. Optimalna, prema stručnjacima, je visina jarbola 10 veća od najvišeg drveta ili zgrade u radijusu od 100 m.

DIY vjetroelektrana

Za rad električne pumpe, TV-a, rasvjete ili drugih električnih uređaja male snage u ljetnoj kućici, vjetroelektrana se može napraviti vlastitim rukama, ako imate neko znanje o elektrotehnici.

Ulaganja u izgradnju velikih vjetroelektrana danas su u Evropi u porastu. Masovna gradnja smanjuje cijenu jednog kilovata i približava je cijeni električne energije dobivene iz tradicionalnih izvora.

Dizajn vjetroelektrana se stalno poboljšava, aerodinamički i električni pokazatelji se poboljšavaju, a gubici se smanjuju.

Kućne vjetroelektrane su ocijenjene od strane ekonomista kao najisplativije energetske projekte u smislu povrata ulaganja. U budućnosti obećavaju nezavisnost od negativnih trendova na ovom tržištu.

U potrazi za alternativnim izvorima energije, čovječanstvo je iskoračilo daleko naprijed. Na primjer, sve više se koristi snaga sunca, stvaraju se vjetroelektrane. Vjerovatno se vjetar može smatrati optimalnim načinom za dobijanje električne energije – efikasnim, a istovremeno prilično ekonomičnim.

Vjetar, vjetar, ti si moćan

Vetropark je grupa specijalnih generatora koji su kombinovani u sistem i koriste snagu vetra za stvaranje energije. Posebnost takvih generatora je njihova sigurnost za okoliš. Danas se većina vjetroelektrana gradi u Njemačkoj i Danskoj, dok u takvim zemljama ne samo da su niži troškovi energije, već se izvoze instalacije i tehnologije u druge zemlje. Vjetroelektrane rade po sljedećem principu: pod utjecajem vjetra lopatice konstrukcije se okreću, a zahvaljujući mjenjaču pokreće se električni generator. Rezultirajuća energija se prenosi kroz kabel.

U pravilu, jarboli u instalacijama su dovoljne visine, te stoga maksimalno koriste snagu prirode. Prilikom izrade projekta takve građevine prvo se pažljivo ispituje teren, a uz pomoć niza instrumenata proučava se i njegov smjer. Već na osnovu podataka odlučuje se hoće li se ugrađeni vjetropark isplatiti.

Glavna stvar je pravi izbor

Danas se kupcima nude razne kućne vjetroelektrane, koje treba birati prema potrebama kupaca. Na primjer, ako je potrebno osigurati rad opreme u poljoprivredi, tada su potrebni mali kapaciteti. Ali za rješavanje ozbiljnijih problema, na primjer, elektrifikacija zgrada i objekata ili ugradnja sistema grijanja u kuću, potrebni su snažniji vjetrogeneratori. Samo stručnjaci trebaju biti uključeni u pripremu prostora i same instalacijske radove.

Prije kupovine vjetrogeneratora, morate uzeti u obzir niz nijansi, uključujući vršno opterećenje, prosječnu potrošnju energije i brzinu vjetra. Također je vrijedno zapamtiti da što je jarbol viši, to će vjetar jači i snažniji okretati lopatice turbine. Istina, ugradnja takvih konstrukcija je skupa. Optimalna lokacija je 10 metara iznad zgrade ili drveta u radijusu od približno 100 metara.

pros

Vjetroelektrane su danas veoma tražene iz više razloga.

• Prvo, korisniji je u poređenju sa drugim izvorima energije.
• Drugo, rezerve energije vjetra su neiscrpne.
• Treće, takvi mlinovi imaju jednostavnu strukturu, pa je njihova instalacija prilično brza. Glavna stvar je provesti istraživanje o objektu na kojem će se nalaziti.
• Četvrto, proizvodnja električne energije na ovaj način je mnogo jeftinija, a štedi se i bogatstvo podzemlja.
• Peto, vjetrenjače daju električnu energiju stabilno i pouzdano.
• Šesto, takvi uređaji su apsolutno sigurni za okoliš, što je također vrlo važno.

Minusi

S druge strane, kao i svaki drugi izvor energije, vjetroelektrane (fotografije pokazuju koliko su njihovi dizajni jednostavni) imaju svoje nedostatke.

• Prvo, vjetar nije konstantan, odnosno duva na različite načine - nekad jako, nekad slabo. Shodno tome, nije ih moguće instalirati svuda.
• Drugo, vjetroelektrane su prilično bučne, što znači da ih treba locirati dalje od stambenih zgrada.
• Treće, takvi mlinovi mogu ometati rad radio i televizijskih uređaja. Istina, u istoj Evropi su se pomirili s tim nedostatkom, a danas ovdje radi već više od 26.000 vjetroelektrana.
• Nedostatak je i to što ovakve instalacije mogu naštetiti pticama koje lete, pa ih je potrebno postaviti tamo gdje nema mjesta za njihovu migraciju i gniježđenje.

Šta kupiti?

Moderne vjetroelektrane za dom predstavljene su u širokom rasponu. Razlikuju se po performansama i dizajnirani su za različite jačine i brzine vjetra. Na primjer, instalacija kapaciteta 400-6400 W sasvim je dovoljna za napajanje malih farmi, trgovina, restorana koji se nalaze na udaljenosti od glavnih izvora energije. Ako treba da opskrbite strujom nekoliko kuća ili malo selo, onda vam je potrebno više elektrana, u prosjeku 18.000-26.500 vati. Iste instalacije preporučljivo je montirati pored velikih proizvodnih i komercijalnih objekata. Za najjednostavnije vjetroelektrane za dom cijena počinje od 700.000 rubalja, skuplje instalacije koštaju oko tri miliona rubalja.

Alternativni pogledi

Kao što smo rekli, vjetrenjača je prilično bučna instalacija, međutim, sada se nude generatori koji ne rade tako moćno. Na primjer, tiha vjetroturbina je idealno rješenje za male i srednje objekte, farme, trgovine, ako se nalaze u udaljenim područjima. Danas su vertikalne instalacije vrlo popularne zbog svoje efikasnosti i lakoće ugradnje. Prednosti ovakvog sistema su sledeće:

• tih rad bez vibracija;
• jaka otpornost na vjetar;
• zaštita kućišta aluminijskim premazom od udara groma;
• smjer vjetra nije bitan.

Tihe kućne vjetroelektrane su jednostavne za održavanje i instalaciju jer nema malih dijelova. Važno je da se pticama ne nanese šteta, jer je dizajn instalacija takav da neće biti narušen pejzaž. Još jedna zanimljiva opcija je generator za jedrenje. Naravno, nema atraktivan dizajn, ali može generirati energiju čak i pri slabom vjetru. Takve vjetroelektrane su dobre jer se zahvaljujući jedru brzo prilagođavaju kretanju prirodnih sila, što znači da je proizvodnja energije stabilna. Konstrukcije su apsolutno ekološki prihvatljive, niske cijene, rade bez buke i vibracija, što znači da imaju budućnost.

Kakvi su izgledi?

Općenito, ekološka situacija u svijetu je takva da se prirodni resursi postepeno iscrpljuju, a uskoro će takva odluka kao što su vjetrenjače postati stvarnost u cijelom svijetu. Nije slučajno da stanovnici mnogih zemalja postepeno dolaze da instaliraju slične strukture na svom mjestu. U Rusiji, prema mišljenju stručnjaka, postoji dovoljno potencijalnih mogućnosti za aktivan razvoj energije vjetra. Istina, za sada se ovaj proces odvija sporim tempom zbog nedostatka finansijskih sredstava. Ukoliko se situacija promeni, a država posveti dovoljno pažnje ovom načinu dobijanja energije, naša zemlja će uskoro preći na alternativna rešenja. Danas su vjetroelektrane u Rusiji zastupljene u republikama Kalmikije i Baškortostana, Čuvašiji, Komiju, u Kalinjingradskoj, Saratovskoj, Orenburškoj, Rostovskoj, Murmanskoj, Astrahanskoj oblasti, kao iu Čukotskom autonomnom okrugu. Međutim, stručnjaci kažu da će uskoro geografija lokacije vjetroturbina postati mnogo šira.

Kako napraviti vjetroelektranu?

Želja da se uštedi na troškovima energije i donese nešto novo dovodi do činjenice da majstori počinju izrađivati ​​vjetroturbine vlastitim rukama. U svom najjednostavnijem obliku, sastoji se od dvije polovice cilindra, koje su pomaknute od središnje ose. Ako se broj oštrica u strukturi poveća na četiri, tada će karakteristike snage i vuče uređaja postati mnogo veće. Vetropark "uradi sam" napravljen je od materijala i komponenti opisanih u nastavku.

1. Za izradu bubnja potrebna nam je šperploča i krovno željezo (ili plastični lim odgovarajuće veličine). Rotor bi trebao biti lagan, tako da nemojte koristiti previše debele materijale.
2. Za "obraze" bubnja potrebne su nam drvo i plastika (ili laki metal), dok spojeve treba tretirati uljanom bojom.
3. Za izradu križeva potrebne su vam čelične trake ili drvo.
4. Osovinu ćemo napraviti od čelične cijevi čiji je promjer 30 mm, a dužina 2 m.
5. Također su nam potrebni kuglični ležajevi iste veličine za osovinu.

Koraci instalacije

Dakle, domaća vjetroelektrana se radi ovako. Prvo zavarimo prečke rotora na osovinu (ako se koristi drvo, onda se mora zalijepiti ili montirati iglama). Noževi su spojeni pomoću vijaka, pri čemu je važno da od njih bude ista udaljenost od ose. Nakon sastavljanja bubnja, spojevi moraju biti tretirani gustom uljnom bojom. Sada kreiramo krevet: za to nam je potreban metal ili na koji potom montiramo kuglične ležajeve. Neusklađenost treba izbjegavati jer će se rotor sporo okretati. Sada ponovo prekrivamo vjetroelektranu bojom, a na donji kraj osovine pričvršćujemo remenice različitih promjera. Remen bacamo preko remenice i povezujemo ga s generatorom struje, na primjer, automobilom. Takva vjetroturbina je dizajnirana za brzine vjetra od oko 9-10 m / s sa izlaznom snagom od 800 vati.

Vjetrenjača za dom

Kako bi se što potpunije obezbijedile potrebe domaćinstva za električnom energijom, snaga vjetrenjače za prosječnu četveročlanu porodicu trebala bi biti najmanje 10 kW. U takvim situacijama preporučljivo je instalirati cijeli sistem, koji uključuje nekoliko vjetroturbina koje generiraju malu snagu. Energija u njima se akumulira na zajedničkoj bateriji, dok se po potrebi mogu ugraditi dodatni generatori, kao i povećati broj i kapacitet baterija.

Kako bi opskrba energijom objekta bila stabilna i ne ovisila o vanjskim uzrocima, stručnjaci preporučuju stvaranje autonomnog energetskog kompleksa. Uključiće vjetroelektranu, kao i rezervna napajanja u obliku dizel i benzinskih generatora, kao i solarne ploče. Ako je snaga vjetra dovoljna, a energija se proizvodi u potrebnoj količini, tada se dizelska instalacija može isključiti. Ako iznenada snaga koju će proizvesti vjetrenjača ne bude dovoljna, automatski će se pokrenuti rezervno napajanje.

Kako postići efikasnost?

Da bi postavljena vjetroelektrana bila pravilno postavljena i donijela željene rezultate potrebno je ispuniti nekoliko uslova.

1. Vjetar u tom području trebao bi biti stabilan skoro tokom cijele godine.
2. Na gradilištu mora biti dovoljno prostora za postavljanje vjetroturbine.
3. Saznajte da li lokalne vlasti dozvoljavaju takve instalacije.

Osim toga, preporučljivo je koristiti takve sisteme ako trošite previše novca na struju, a jednostavno nema načina da se povežete na električnu mrežu. Također se morate pripremiti na činjenicu da ćete morati potrošiti mnogo novca na vjetroturbinu. Ali dobit ćete ekološki čistu neiscrpnu energiju.

Dodajte svoju cijenu bazi

Komentar

Vjetroelektrane (VE) energiju kretanja atmosferskih masa, koja je u ovom ili onom stepenu dostupna bilo gdje u svijetu, pretvaraju direktno u električnu energiju. Ovo je osnova pozitivnih ekonomskih i ekoloških koristi od upotrebe vjetroturbina.

Prednosti energije vjetra

Savremena tehnološka rješenja omogućavaju proizvodnju vjetrogeneratora snage od nekoliko kW do stotine MW... Odnosno, vjetroturbine mogu obezbijediti električnu energiju kako za čitava industrijska područja tako i za pojedinačne stambene vikendice. Osim čisto ekonomskih prednosti, energija vjetra ima još jednu neospornu prednost – vrši znatno manji pritisak na ekologiju i biosferu Zemlje. Stoga autoritativni sajt "Alternativna energija" (http://altenergiya.ru/) s pravom potvrđuje duboke misli V. V. Vernadskog, izražene sredinom dvadesetog veka:

… Prodaja malih vjetroelektrana koje mogu koristiti energiju vjetra u gotovo svim regijama (čak i tamo gdje nema dovoljno energije vjetra za industrijsku upotrebu) stalno raste. Predviđa se da će se takvi alternativni izvori energije sve više koristiti, javno i privatno, dok konačno ne istisnu tradicionalnu energiju zasnovanu na fosilnim gorivima.

Ekonomske prednosti energije vjetra u domaćinstvu (instalacije kapaciteta 3 - 15 kW) uključuju sljedeće faktore:

• Neiscrpan izvor energije;
• Ekološka čistoća energije;
• Brzina izgradnje vjetroturbine;
• Kratak period povrata kapitalnih ulaganja;
• Za ugradnju opreme nisu potrebna posebna mjesta.

Nedostatak malih vjetroturbina je praktički jedan faktor - direktna ovisnost proizvedene snage od pritiska strujanja zraka, koji nije stabilan u većini dijelova Zemlje. Stoga je za stabilno i kvalitetno napajanje kućanskih aparata potrebna dodatna oprema kao što su baterije i poluvodički ispravljači..

Studija energetskog potencijala teritorije

Gledajući u budući XXI vijek, očigledna je alternativa razvoju energije vjetra. Stoga se u naprednim zemljama provode istraživanja o potencijalima teritorija u cilju njihovog korištenja za izgradnju velikih vjetroturbina.

Postrojenja alternativne energije obično zauzimaju velike površine. Shodno tome, prije svega, pažnja se poklanja onim oblastima koje se, čak ni dugoročno, ne mogu uključiti u druge ekonomske aktivnosti:

• pustinje;
• Planinske visine;
• Površine polica;
• Obalne zone mora i okeana i dr.

Konkretno, popularni Internet resurs windypower.blogspot.com/p/blog-page_8642.html pruža sljedeće informacije:

Provedena je preliminarna studija potencijala područja. Anemometri se postavljaju na nadmorskoj visini od 30 do 100 metara, a od jedne do dvije godine prikupljaju podatke o brzini i smjeru vjetra. Dobijene informacije mogu se kombinovati u mape dostupnosti energije vjetra. Takve kartice za potencijalne investitore za procjenu stope povrata na projekat

Industrijske vjetroelektrane

Industrijske vjetroturbine su vrlo različitih kapaciteta, ovisno o energetskom potencijalu određenog područja. Savremene tehnologije omogućavaju masovnu proizvodnju čak i nestandardizovane proizvodne opreme sa periodom povrata od 3 - 5 godina.

Danas se najveća vjetroelektrana na kopnu nalazi na prelazu Tehachapi u Kaliforniji. Njen puni kapacitet, srazmeran kapacitetu velikih termoelektrana, već je 1550 MW.... U budućnosti se planira povećanje instalisane snage vetroparka ALTA do 3000 MW. Koristi vjetroturbine od 1,5 i 3,0 MW.

Sile koje posjeduju velike offshore zone aktivno razvijaju energiju vjetra na moru. Danska i Velika Britanija prednjače u ovoj oblasti. Takve vjetroturbine se postavljaju 10-50 km od obale u moru sa malim dubinama i vrlo su efikasne, jer tamo stalno duvaju morski vjetrovi. Najveća vjetroelektrana koja radi u offshore zonama svijeta je britanska stanica London Array s operativnim kapacitetom od 630 MW.

Razvijaju se i egzotične vrste vjetroelektrana poput plutajućih i letećih. Do sada su to instalacije sa jednim ili malom grupom generatora snage od 40-100 kW svaki. No, s vremenom se planira povećanje kapaciteta jedinica na plutajućim elektranama na 6,3 MW. Konkretno, danske i italijanske firme su se već približile takvim kapacitetima.

Vjetroelektrane za snabdijevanje električnom energijom vikendica i malih poduzeća i njihove cijene.

Da bi se u potpunosti pokrile potrebe seoske kuće, a ne velike farme, restorana ili tržnice, dovoljno je imati instalaciju kapaciteta 20 kW ili čak manje. Za stambenu zgradu, na primjer, nazivna snaga generatora se bira na osnovu 1 kW na 12 m2 površine, ako zimska temperatura ne padne ispod 18 C sa prosječnom dnevnom brzinom vjetra od 6,3 m / s ili više .

Trošak elektrane za potrebe domaćinstva i malog biznisa ovisi o nazivnoj snazi ​​električnog generatora i iznosi oko 50 hiljada rubalja po 1 kW za vjetroelektrane do 3 kW, 40 hiljada rubalja / kW - za vjetroelektrane do 10 kW i oko 30 hiljada rubalja / kW - za vjetroelektrane preko 10 kW.

Otplata autonomne elektrane je u roku od 5 - 7 godina, tako da 1 kW instalirane nazivne snage generatora godišnje može proizvesti toliko energije koja je ekvivalentna sagorijevanju 2 tone visokokvalitetnog uglja... Konkretno, vjetroturbina ESO-0020 nominalne električne snage od 20 kW predstavljena na web stranici VSUES Training Materials (http://abc.vvsu.ru/) ima sljedeće parametre:

• Troškovi električne energije - 0,02 $ / kWh;
• Godišnja izrada e-maila energija - više od 70.000 kWh;
• Rok otplate - do 7 godina;
• Vijek trajanja - 20 godina.

Video

Projektovanje, princip rada i rad vjetroelektrana

Može li neko od vas da objasni kakva je pojava vetar? Vjerovatno ne. Međutim, svi znaju šta je to. Sa fizičke tačke gledišta, vjetar je složen prirodni proces. Teško je zamisliti, ali u posljednje vrijeme vjetar se procjenjuje sa ekonomske tačke gledišta. Štaviše, interesovanje za korišćenje energije vetra stalno raste. Energija vjetra je jeftina i obnovljiva. Zahvaljujući tome, vjetar je postao atraktivan sa stanovišta izgradnje stanica koje ga koriste. U kategoriju obnovljivih izvora energije spadaju protok vode, oseke i oseke, sunčevo zračenje. Energija vjetra se koristi u vjetroelektranama i ima svoje karakteristike. Vjetar se danas prvenstveno koristi za proizvodnju električne energije. Ovdje je vrijedno napomenuti da je energija vjetra skuplja od one proizvedene u nuklearnim, termo ili hidroelektranama. Međutim, u nekim regijama sa jakim vjetrovima, dobro je koristiti vjetroturbine u kombinaciji s tradicionalnim izvorima energije. I vjetroelektrane će dobro doći tamo gdje ne postoje centralizovane električne mreže.

Energija vjetra je korištena još u starom Babilonu nekoliko hiljada godina prije naše ere. Ovaj drevni grad je bio na svom vrhuncu u 6. veku pre nove ere. NS. I tokom ovog perioda napravljena su mnoga značajna otkrića. Na primjer, pojavio se uređaj za isušivanje močvara. Seljaci u starom Egiptu koristili su snagu vjetra u mlinovima za mljevenje brašna. U međuvremenu, u staroj Kini, vodu iz pirinčanih polja ispumpali su mehanizovani uređaji sa lopaticama koje je rotirao vetar. Na evropskom kontinentu prvi mehanizmi pokretani energijom vjetra pojavili su se u 12. vijeku nove ere.

Istovremeno, pravi iskorak u korištenju energije vjetra dogodio se tek u prošlom stoljeću. Pojavile su se vjetroelektrane u kojima vjetar nije samo rotirao lopatice, već je proizvodio električnu energiju potrebnu za rad raznih uređaja. Zahvaljujući tome, popularnost "vetroturbina" je dramatično porasla. Počeli su se pojavljivati ​​u blizini privatnih kuća i industrijskih objekata. Nakon toga je izašlo nekoliko generacija vjetroelektrana. Prije svega, počeli su se pojavljivati ​​u obalnim područjima gdje pušu jaki vjetrovi. Pogledajmo šta su vjetroelektrane.

Princip rada i dizajn

Vjetroelektrana ima prilično jednostavan princip rada. Vjetar rotira rotor sa lopaticama, koji je povezan sa osovinom generatora. U nekim slučajevima se povezuje direktno, ali češće preko prenosnog sistema. Danas postoje i dizajni vjetrogeneratora, gdje vjetar ne rotira lopatice, već pritiska klipom na ploču. Količina proizvedene električne energije u vjetroelektrani ovisi o promjeru lopatica i brzini vjetra.

Što jače vjetar okreće lopatice, to će se više električne energije proizvoditi. Ali proizvodnja električne energije ne zavisi samo od brzine vjetra. Visina na kojoj je vjetroturbina okačena također ima veliki uticaj. Bliže tlu, sila vjetra se smanjuje, a brzina postaje sporija, jer se elementi pejzaža ometaju. Zbog toga, vjetrobran treba postaviti što je više moguće.

Postoje 3 glavne vrste vjetroelektrana:

• Propeler;
• Drum;
• Carousel.

Kod propelerskih instalacija osovina je horizontalna u odnosu na vjetar. Imaju poseban stabilizator koji se nalazi na stražnjoj strani vjetrobranskog točka. Služi za pomicanje konstrukcije u smjeru vjetra. Ova opcija je najekonomičnija od svih vjetroelektrana. Brzina rotacije u ovim instalacijama ovisi o broju noževa. U većini slučajeva od 3. efikasnost propelerskih elektrana je 48%.

U slučaju vjetroelektrana sa bubnjevima i vrtuljcima, osovina sa lopaticama je u vertikalnoj ravni. Ova vrsta instalacije se koristi kada smjer vjetra nije važan. Zakretni moment takvih uređaja veći je od momenta propelerskih instalacija. Ali efikasnost je niža (10-15%). S jedne strane sve izgleda dobro, ali s druge strane rad vjetrogeneratora uvelike ovisi o vanjskim faktorima na koje ne možemo utjecati.

Glavni problem je nedosljednost vjetra. Stoga vjetroelektrane u svom radu moraju voditi računa o ovom faktoru. Stoga, pored samog vjetrogeneratora, uključuju baterije za skladištenje energije, inverter za kontrolu njihovog punjenja i inverter za pretvaranje napona. Odnosno, skoro sve iste pomoćne komponente kao u solarnim sistemima.

Još jedan problem kod vjetroelektrana je taj što prejak vjetar može oštetiti biljku. No, uprkos tome, isplativo je koristiti vjetroturbine za proizvodnju električne energije u nekim regijama naše planete. U ovom slučaju, idealna opcija je kada vjetrogenerator radi zajedno s kućnom električnom mrežom ili generatorom goriva. Tada će struja biti konstantna, čak i kada je vani mirno. Mnogo je slučajeva kada se vjetroturbine koriste u kombinaciji sa solarnim panelima.

Razvoj energije vjetra u svijetu i Rusiji

Razvijene zemlje su lideri u izgradnji vjetroelektrana. Ispred planete je cijela Njemačka i evropske zemlje općenito. Vetroelektrane postoje u skandinavskim zemljama i južnoj Evropi. U azijskom regionu Kina je lider u korištenju energije vjetra. Imaju mnogo građevinskih projekata koji uključuju ugradnju vjetrogeneratora u njih.

I u Americi i u Sjevernoj Americi, vjetroelektrane su se decenijama koristile za snabdijevanje električnom energijom domova i farmi. Ovdje su uspjeli potisnuti tradicionalne izvore energije. U Sjedinjenim Državama dobija se otprilike 1/5 sve energije vjetra na planeti.

U Rusiji se posljednjih godina odvija i proces izgradnje vjetroelektrana. Može se uočiti nekoliko regija u kojima su izgrađeni:

• Baškortostan (stanica Tjulkildi);
• Kalmikija (kalmička vjetroelektrana);
• Kalinjingradska oblast (vetrostanica Zelenograd);
• Krim. Na poluotoku postoji 5 stanica, od kojih su vrlo velike;
• Murmansk;
• Republika Saha (Jakutija.

Rast korištenja energije vjetra u zemlji nije tako intenzivan kao u zapadnim zemljama, ali postoji pozitivan trend. Stručnjaci predviđaju dalje proširenje kapaciteta. U zapadnim zemljama se sve više budžetskih sredstava troši na razvoj alternativne energije. Uključujući i za izgradnju vjetroelektrana. Smatraju da je posebno važno da ovakve instalacije ne zagađuju životnu sredinu.

Proizvođači i cijene

Glavni dobavljači vjetroelektrana na tržište su kompanije iz evropskih zemalja i SAD.

• Njemačka. Siemens, Repower, Enercon (drugi proizvođač u svijetu po proizvodnji), Nordex;
• Danska. Vestas (jedan od lidera na tržištu);
• Španija. Gamesa i Ecotechnia;
• SAD. GeneralElectric;
• Indija (Suzlon);
• Japan. Mitsubishi.

Većina ovih proizvođača proizvodi vjetroelektrane kapaciteta od 500 do 6 hiljada kilovata.

U našoj zemlji postoji nekoliko sljedećih proizvođača vjetroelektrana:

• doo Vetro Svet;
• Sapsan-Energia doo;
• LMV Vetroenergetika;
• OOO SKB Iskra;
• EnergyWind LLC.

Mala količina opreme za pretvaranje energije vjetra proizvodi se u tvornicama vojno-industrijskog kompleksa.

Okvirne cijene vjetroelektrana možete pogledati u tabeli ispod.

snaga, kWt	Izlazni napon, Volt	Opseg upotrebe	Cijena, hiljada rubalja
snaga, kWt	Izlazni napon, Volt	Opseg upotrebe	Cijena, hiljada rubalja
3	48	Glavno ili pomoćno napajanje u malim kućama	90-100
5	120	Glavno ili pomoćno napajanje u velikim vikendicama	230-250
10	240	Može se koristiti za snabdijevanje energijom malih farmi, supermarketa	400-450
20	240	Može obezbijediti struju za malu crpnu stanicu	700-800
30	240	Takva jedinica može osigurati struju za petokatnicu.	900-1000
50	380	Koristi se u industrijskim objektima	3000-3500