- uređaji posebne izvedbe, u kojima se energija vjetra pretvara u električnu energiju. Svakim danom postaju sve popularniji. Korištenjem prirodnih, a što je najvažnije, obnovljivih izvora energije, praktične i jednostavne vjetroelektrane, tzv. vjetroturbine, izvrsna su alternativa tradicionalnim elektranama, posebice u privatnim kućama.

Korištenje energije vjetra

Vjetrenjače, odnosno princip njihovog rada, nezasluženo su zaboravljeni dvadesetih godina prošlog stoljeća. Međutim, sila vjetra ni tada se nije koristila za dobivanje električne energije. Pokretala je mlinsko kamenje mlinova, koristila se kao pogonski uređaj za jedrenjake, a kasnije je pokrenula i pumpe za pumpanje vode u rezervoare, odnosno pretvarala se u mehaničku energiju.

Energija vjetra počela se ubrzano razvijati krajem šezdesetih godina prošlog, XX. stoljeća. U to je vrijeme došlo do katastrofalnog nedostatka tradicionalnih izvora energije, osim toga, oni su naglo porasli u cijeni, ekološki problemi povezani s njihovom upotrebom postajali su sve akutniji.

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

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

Ali u svakoj bačvi s medom postoji barem jedna muha. Vjetar se ne može obuzdati, ne puše 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 desetaka megavata postati svakodnevnica. U svakom slučaju, već postoje vjetroelektrane snage 5 MW i više.

Prednosti i nedostaci vjetroelektrana

Osim korištenja besplatne energije vjetra i neovisnosti o vanjskim izvorima električne energije, vjetroelektrane imaju još nekoliko značajnih prednosti. Ne postoji ekološki problem skladištenja i zbrinjavanja 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 vjetroelektrana.

Vjetroelektrane imaju i nedostatke. Prvo, toliko su bučni da se velike instalacije moraju isključiti noću. Drugo, često ometaju zračnu komunikaciju ili radio valove. Treće, potrebno ih je postaviti na uistinu velika područja. I postoji još jedan značajan nedostatak dizajna oštrica - potrebno ih je isključiti tijekom 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 sposobne akumulirati u baterijama dovoljnu količinu električne energije za korištenje u mirnom vremenu.

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

Dizajnom se pravi razlika između lopatičnih i rotacijskih vjetroelektrana.

Na mjestu postavljanja VE nalaze se:

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

Prema područjima primjene, vjetroelektrane su industrijske i kućne.

Vjetroelektrane tipa lopatica

Vjetroelektrane tipa lopatica, koje su lideri na tržištu energije vjetra, već su postale uobičajene. Na visokom snu ugrađen je mehanizam lopatice s vodoravnom osi rotacije, uglavnom s tri lopatice, a njegova snaga ovisi o rasponu lopatica. Takva jedinica postiže svoju maksimalnu brzinu rotacije kada su lopatice okomite na strujanje vjetra, stoga njezin dizajn predviđa uređaj za automatsku rotaciju osi rotacije u obliku stabilizatorskog krila na malim i elektroničkim sustavima kontrole skretanja na snažnijim postajama.

Vjetroelektrane tipa lopatice razlikuju se jedna od druge uglavnom po broju lopatica. Mogu biti s više oštrica, s dvije oštrice, čak i s jednom oštricom i protuutegom.

Rotaciona vjetroelektrana

Rotacijske, ili vrtuljke, vjetroelektrane imaju okomitu os rotacije i ne ovise o smjeru vjetra. Ovo je važna prednost kada se koriste površinske strujanja zraka. Nedostatak vjetroelektrane ovog dizajna je uporaba 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 dosegne određene aerodinamičke parametre, sam se prebacuje na generatorski način rada iz motora.

Kombinirani sustav vjetro-dizel

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

Također je moguće nadoknaditi ovaj nedostatak korištenjem kombiniranih sustava 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 dizelskim motorom mogu funkcionirati pouzdano i ravnomjerno.

Suvremena oprema, koja štedi oko 65% tekućeg goriva godišnje, omogućuje vam da spojite ili odspojite dizelski motor u samo nekoliko sekundi, ako je potrebno.

Kućne i industrijske vjetroelektrane

Vjetroelektrane za kućanstvo 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 kućanstvima je prilično skupa, ali često se događa da drugih izvora električne energije jednostavno nema.

Domaće vjetroelektrane u Rusiji proizvode se s istosmjernim 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 kućanstvo, dosta su skupe, ali obično proizvode manje od polovice nazivne snage.

Industrijske vjetroelektrane odlikuju se znatno većim kapacitetom i u 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 dosegne 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 iznimka. 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 WPP-a koji generira generator. Može biti 220 V, 12 V i 24 V.

Električna snaga generatora ovisi o snazi ​​turbine. Budući da je snaga turbine veća, što je veći njezin promjer, a time i jači jarbol, ovaj pokazatelj je važan pri odabiru i proračunu strukture jarbola.

Vjetroturbina ima još nekoliko karakteristika. Njegova izvedba je važna - to je količina električne energije koju uređaj proizvodi godišnje. Prilikom odabira vjetroagregata potrebno je znati maksimalnu brzinu vjetra koju turbina može podnijeti i njezinu minimalnu (početnu) brzinu kojom se počinje okretati. 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 zakretni moment prenosi na druge mehanizme. Što je kotač veći, to je veći protok zraka koji hvata i, stoga, brže se okreće.

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

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

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

Projektiranje VE

Glavni pokazatelj koji vam omogućuje donošenje odluke o korištenju vjetroelektrane je prosječna godišnja brzina vjetra, koja bi trebala biti najmanje 5 m / s. Istina, danas već postoje lako overclockane vjetroelektrane dizajnirane za opskrbu električnom energijom privatnih kućanstava, koja počinju raditi s minimalnom brzinom protoka zraka od 3,5 m / s.

Za određivanje ovog pokazatelja koriste se posebne karte vjetrova.

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

Prilikom odlučivanja o ugradnji vjetroelektrane ili privatne vjetroelektrane, vrijedi prvo kontaktirati stručnjake za istraživanje smjera i jačine vjetra pomoću anemometara i izradu karata dostupnosti njegove energije. Na temelju tih podataka izračunava se i razvija projekt vjetroturbine ili stanice s više instalacija, njezinih tehničkih i geometrijskih parametara.

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

Privatne vjetroelektrane

Prema znatno podcijenjenoj statistici, koja ne uzima u obzir samostojeće udaljene zgrade i građevine, oko 30% privatnih kućanstava u ruralnim područjima, gdje je polaganje električne mreže nemoguće iz ekonomskih razloga, nema struju. Nema ni generatora na tekuće gorivo posvuda. A to je u XXI stoljeću!

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 utječu potrebe kupca. Ako je potrebno osigurati rad poljoprivrednih strojeva, vjetrogenerator male snage će se nositi s tim zadatkom. Ako trebate elektrificirati cijelu zgradu, uspostaviti uličnu rasvjetu, grijati kuću, potrebno je izraditi projekt vjetroelektrane.

Uz prosječnu mjesečnu brzinu i smjer vjetra potrebno je izračunati prosječnu mjesečnu potrošnju i vršno opterećenje snage. Takve izračune, po želji, lako je 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 je, prema mišljenju stručnjaka, visina jarbola 10 više od najvišeg stabla 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 Europi u porastu. Masovna gradnja smanjuje cijenu jednog kilovata i približava ga cijeni električne energije dobivene iz tradicionalnih izvora.

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

Kućne vjetroelektrane ekonomisti ocjenjuju kao najisplativije energetske projekte u smislu povrata ulaganja. U budućnosti obećavaju neovisnost od negativnih trendova na ovom tržištu.

U potrazi za alternativnim izvorima energije čovječanstvo je iskoračilo daleko naprijed. Primjerice, sve se više koristi snaga sunca, stvaraju se vjetroelektrane. Vjerojatno se vjetar može smatrati optimalnim načinom dobivanja električne energije - učinkovitim, a ujedno i prilično ekonomičnim.

Vjetar, vjetar, ti si moćan

Vjetroelektrana je skupina posebnih generatora koji se kombiniraju u sustav i koriste snagu vjetra 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 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 su jarboli u instalacijama dovoljne visine, te stoga maksimalno koriste snagu prirode. Prilikom izrade projekta takve građevine najprije se pomno ispituje teren, a uz pomoć niza instrumenata proučava se i njegov smjer. Već na temelju podataka odlučuje se hoće li se ugrađena vjetroelektrana isplatiti.

Glavna stvar je pravi izbor

Danas se kupcima nude razne kućne vjetroelektrane, a treba ih odabrati prema potrebama kupca. 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 građevina ili ugradnja sustava grijanja u kuću, potrebni su snažniji generatori vjetra. Samo stručnjaci trebaju biti uključeni u pripremu prostora i same instalacijske radove.

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

pros

Vjetroelektrane su danas vrlo tražene iz više razloga.

• Prvo, korisniji je u usporedbi s 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 na objektu na kojem će se nalaziti.
• Četvrto, proizvodnja električne energije na ovaj način je znatno jeftinija, a štedi se i bogatstvo podzemlja.
• Peto, vjetrenjače daju električnu energiju stabilno i pouzdano.
• Šesto, takvi su uređaji 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 puše na različite načine - nekad jako, nekad slabo. Sukladno tome, nije ih moguće instalirati posvuda.
• Drugo, vjetroelektrane su prilično bučne, što znači da se moraju nalaziti dalje od stambenih zgrada.
• Treće, takvi mlinovi mogu ometati rad radio i televizijskih uređaja. Istina, u istoj Europi su se pomirili s tim nedostatkom, a danas ovdje radi već više od 26 tisuća vjetroelektrana.
• Nedostatak je i to što takve instalacije mogu naštetiti pticama koje lete, pa ih je potrebno postaviti tamo gdje nema mjesta za njihovu selidbu i gniježđenje.

Što kupiti?

Moderne vjetroelektrane za dom predstavljene su u širokom rasponu. Razlikuju se u izvedbi i dizajnirani su za različite jačine i brzine vjetra. Na primjer, instalacija kapaciteta 400-6400 W sasvim je dovoljna za opskrbu energijom malim farmama, trgovinama, restoranima koji se nalaze na udaljenosti od glavnih izvora energije. Ako trebate opskrbiti strujom nekoliko kuća ili malo selo, onda vam treba više elektrana, u prosjeku 18.000-26.500 wata. Iste instalacije preporučljivo je montirati uz velike proizvodne i komercijalne objekte. Za najjednostavnije vjetroelektrane za dom, cijena počinje od 700.000 rubalja, skuplje instalacije koštaju oko tri milijuna rubalja.

Alternativni pogledi

Kao što smo rekli, vjetrenjača je prilično bučna instalacija, međutim, sada se nude generatori koji ne rade tako moćno. Primjerice, tiha vjetroturbina je idealno rješenje za male i srednje objekte, farme, trgovine, ako se nalaze u udaljenim područjima. Danas su okomite instalacije vrlo popularne zbog svoje učinkovitosti i jednostavnosti ugradnje. Prednosti takvog sustava su sljedeće:

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

Tihe kućne vjetroelektrane jednostavne su za održavanje i instalaciju jer nema malih dijelova. Važno je da se pticama ne naškodi, jer je dizajn instalacija takav da krajolik neće biti narušen. 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. Strukture su apsolutno ekološki prihvatljive, imaju nisku cijenu, rade bez buke i vibracija, što znači da imaju budućnost.

Kakvi su izgledi?

Općenito, ekološka situacija u svijetu je takva da se prirodni resursi postupno iscrpljuju, a uskoro će takva odluka poput vjetrenjača postati prava stvarnost u cijelom svijetu. Nije slučajno da stanovnici mnogih zemalja postupno dolaze instalirati slične strukture na svoje mjesto. U Rusiji, prema riječima stručnjaka, postoji dovoljno potencijalnih mogućnosti za aktivan razvoj energije vjetra. Istina, zasad se ovaj proces odvija sporim tempom zbog nedostatka dovoljnih financijskih sredstava. Ako se situacija promijeni, a država posveti dovoljno pažnje ovom načinu dobivanja energije, naša zemlja će uskoro prijeći na alternativna rješenja. Danas su vjetroelektrane u Rusiji zastupljene u republikama Kalmikije i Baškortostana, Čuvašiji, Komiju, u Kalinjingradskoj, Saratovskoj, Orenburškoj, Rostovskoj, Murmanskoj, Astrahanskoj regijama, 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 obrtnici počinju izrađivati ​​vjetroturbine vlastitim rukama. U svom najjednostavnijem obliku, sastoji se od dvije polovice cilindra koje su pomaknute od središnje osi. Ako se broj oštrica u strukturi poveća na četiri, tada će karakteristike snage i vuče uređaja postati mnogo veće. Vjetroelektrana "uradi sam" izrađena je od materijala i komponenti opisanih u nastavku.

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

Koraci instalacije

Dakle, domaća vjetroelektrana se radi ovako. Prvo zavarimo poprečne dijelove rotora na osovinu (ako se koristi drvo, onda se mora zalijepiti ili montirati iglama). Oštrice su spojene pomoću vijaka, pri čemu je važno da od njih bude jednaka udaljenost od osi. Nakon sastavljanja bubnja, spojevi moraju biti tretirani gustom uljnom bojom. Sada stvaramo krevet: za to nam je potreban metal ili na koji zatim montiramo kuglične ležajeve. Neusklađenost treba izbjegavati jer će se rotor sporo okretati. Sada ponovno prekrivamo vjetroelektranu bojom, a na donjem kraju 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 s izlaznom snagom od 800 vata.

Vjetrenjača za dom

Kako bi se što potpunije osigurale potrebe kućanstva za električnom energijom, snaga vjetrenjače za prosječnu četveročlanu obitelj trebala bi biti najmanje 10 kW. U takvim situacijama preporučljivo je ugraditi cijeli sustav, 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. Sadržavat će vjetroelektranu, kao i rezervna napajanja u obliku dizelskih i benzinskih generatora, kao i solarne ploče. Ako je snaga vjetra dovoljna, a energija se stvara 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 učinkovitost?

Kako bi postavljena vjetroelektrana bila ispravno postavljena i donijela željene rezultate potrebno je ispuniti nekoliko uvjeta.

1. Vjetar na tom području trebao bi biti stabilan gotovo tijekom cijele godine.
2. Na gradilištu mora biti dovoljno mjesta za ugradnju vjetroturbine.
3. Saznajte dozvoljavaju li lokalne vlasti takve instalacije.

Osim toga, preporučljivo je koristiti takve sustave ako trošite previše novca na struju, a jednostavno nema načina za spajanje na električnu mrežu. Također se morate pripremiti na činjenicu da ćete morati potrošiti puno 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 stupnju dostupna bilo gdje u svijetu, pretvaraju izravno u električnu energiju. To je temelj pozitivnih ekonomskih i ekoloških koristi od korištenja vjetroturbina.

Prednosti energije vjetra

Suvremena tehnološka rješenja omogućuju proizvodnju vjetrogeneratora snage od nekoliko kW do stotina MW... Odnosno, vjetroturbine mogu osigurati struju kako za cijela 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 autoritativno mjesto "Alternativna energija" (http://altenergiya.ru/) s pravom potvrđuje duboke misli V. V. Vernadskog, izražene sredinom dvadesetog stoljeća:

… 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 temeljenu na fosilnim gorivima.

Ekonomske prednosti energije vjetra u kućanstvu (instalacije snage 3 - 15 kW) uključuju sljedeće čimbenike:

• Neiscrpan izvor energije;
• Ekološka čistoća energije;
• Brzina konstrukcije vjetroturbine;
• Kratko razdoblje povrata kapitalnih ulaganja;
• Za ugradnju opreme nisu potrebna posebna mjesta.

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

Proučavanje energetskog potencijala teritorija

Gledajući u budućnost XXI stoljeće, ne postoji alternativa razvoju energije vjetra očito je. Stoga se u naprednim zemljama provode istraživanja o potencijalima teritorija s ciljem njihovog korištenja za izgradnju velikih vjetroagregata.

Postrojenja alternativne energije obično zauzimaju velike površine. U skladu s tim, prije svega, pozornost se posvećuje onim područjima koja se ni dugoročno ne mogu uključiti u druge gospodarske djelatnosti:

• pustinje;
• Planinske visine;
• Područja polica;
• Obalne zone mora i oceana i dr.

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

Provodi se preliminarna studija potencijala područja. Anemometri se postavljaju na nadmorskoj visini od 30 do 100 metara, a tijekom jedne do dvije godine prikupljaju podatke o brzini i smjeru vjetra. Dobivene informacije mogu se kombinirati u karte dostupnosti energije vjetra. Takve kartice za potencijalne investitore za procjenu stope povrata na projekt

Industrijske vjetroelektrane

Industrijske vjetroturbine su vrlo različitih kapaciteta, ovisno o energetskom potencijalu pojedinog područja. Suvremene tehnologije omogućuju masovnu proizvodnju čak i nestandardizirane proizvodne opreme s rokom povrata od 3 - 5 godina.

Danas se najveća vjetroelektrana na kopnu nalazi na prolazu Tehachapi u Kaliforniji. Njen puni kapacitet, srazmjeran kapacitetu velikih termoelektrana, već je 1550 MW.... U budućnosti se planira povećanje instalirane snage vjetroelektrane 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. U tom području prednjače Danska i Velika Britanija. Takve vjetroturbine se postavljaju 10-50 km od obale u moru s malim dubinama i vrlo su učinkovite, jer tamo stalno pušu morski vjetrovi. Najveća vjetroelektrana koja djeluje u offshore zonama svijeta je britanska stanica London Array s radnim kapacitetom od 630 MW.

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

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

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

Trošak elektrane za potrebe kućanstva i mala poduzeća ovisi o nazivnoj snazi ​​električnog generatora i iznosi oko 50 tisuća rubalja po 1 kW za vjetroelektrane do 3 kW, 40 tisuća rubalja / kW - za vjetroelektrane do 10 kW i oko 30 tisuća 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 ugljena... Konkretno, vjetroturbina ESO-0020 s nazivnom električnom snagom od 20 kW predstavljena na web stranici VSUES Training Materials (http://abc.vvsu.ru/) ima sljedeće parametre:

• Trošak električne energije - 0,02 USD / kWh;
• Godišnja izrada e-maila energija - više od 70.000 kWh;
• Razdoblje povrata - do 7 godina;
• Vijek trajanja - 20 godina.

Video

Projektiranje, princip rada i rad vjetroelektrana

Može li netko od vas objasniti kakva je pojava vjetar? Vjerojatno ne. Međutim, svi znaju što je to. S fizičke točke gledišta, vjetar je složen prirodni proces. Teško je zamisliti, ali u posljednje vrijeme vjetar se procjenjuje s ekonomske strane. Štoviše, interes za korištenje energije vjetra stalno raste. Energija vjetra je jeftina i obnovljiva. Zahvaljujući tome, vjetar je postao atraktivan sa stajališta izgradnje postaja 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 s jakim vjetrovima dobro je koristiti vjetroturbine u kombinaciji s tradicionalnim izvorima energije. A vjetroelektrane će također dobro doći tamo gdje nema centraliziranih energetskih mreža.

Energija vjetra korištena je još u starom Babilonu nekoliko tisuća godina prije naše ere. Ovaj drevni grad bio je na svom vrhuncu u 6. stoljeću prije Krista. e. I tijekom tog razdoblja 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 drevnoj Kini, vodu iz rižinih polja ispumpali su mehanizirani uređaji s oštricama koje je rotirao vjetar. Na europskom kontinentu prvi mehanizmi pokretani energijom vjetra pojavili su se u 12. stoljeću 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 stvarao električnu energiju potrebnu za rad raznih uređaja. Zahvaljujući tome, popularnost "vjetrogeneratora" dramatično je 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 što su vjetroelektrane.

Princip rada i dizajn

Vjetroelektrana ima prilično jednostavan princip rada. Vjetar rotira rotor s lopaticama, koji je spojen na osovinu generatora. U nekim slučajevima se povezuje izravno, ali češće putem prijenosnog sustava. Danas postoje i izvedbe vjetrogeneratora, gdje vjetar ne rotira lopatice, već klipom pritiska ploču. Količina proizvedene električne energije u vjetroelektrani ovisi o promjeru lopatica i brzini vjetra.

Što vjetar jače okreće oštrice, to će se proizvoditi više električne energije. No proizvodnja električne energije ne ovisi samo o brzini vjetra. Veliki utjecaj ima i visina na kojoj je vjetroturbina ovješena. Bliže tlu, sila vjetra se smanjuje, a brzina postaje sporija, jer elementi krajolika ometaju. Stoga bi kotač vjetra trebao biti postavljen što je više moguće.

Postoje 3 glavne vrste vjetroelektrana:

• Propeler;
• Bubanj;
• Karusel.

U propelerskim instalacijama osovina je horizontalna u odnosu na vjetar. Imaju poseban stabilizator koji se nalazi na stražnjoj strani vjetrobranskog kotača. 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. učinkovitost propelerskih elektrana iznosi 48%.

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

Glavni problem je nedosljednost vjetra. Stoga vjetroelektrane u svom radu moraju voditi računa o ovom faktoru. Stoga, osim samog vjetrogeneratora, uključuju baterije za pohranjivanje energije, inverter za kontrolu njihovog punjenja, te inverter za pretvaranje napona. Odnosno, gotovo sve iste pomoćne komponente kao u solarnim sustavima.

Drugi problem kod vjetroelektrana je taj što prejak vjetar može oštetiti biljku. No, unatoč tome, isplativo je koristiti vjetroturbine za proizvodnju električne energije u nekim regijama našeg planeta. U ovom slučaju, idealna opcija je kada generator vjetra radi zajedno s električnom mrežom u kućanstvu ili generatorom goriva. Tada će struja biti konstantna, čak i kada je vani mirno. Mnogo je slučajeva kada se vjetroturbine koriste zajedno sa solarnim panelima.

Razvoj energije vjetra u svijetu i Rusiji

Razvijene zemlje prednjače u izgradnji vjetroelektrana. Ispred planeta je cijela Njemačka i europske zemlje općenito. U skandinavskim zemljama i južnoj Europi postoje vjetroelektrane. U azijskoj regiji 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 se desetljećima koriste za opskrbu električnom energijom domova i farmi. Ovdje su uspjeli potisnuti tradicionalne izvore energije. U Sjedinjenim Državama dobiva se otprilike 1/5 sve energije vjetra na planetu.

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

• Baškortostan (stanica Tyulkildy);
• Kalmykia (Kalmyk vjetroelektrana);
• Kalinjingradska regija (vjetrostanica Zelenograd);
• Krim. Na poluotoku se nalazi 5 postaja, 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 daljnje proširenje kapaciteta. U zapadnim zemljama sve se više proračunskih sredstava troši na razvoj alternativne energije. Uključujući i za izgradnju vjetroelektrana. Posebno im je važno da takve instalacije ne zagađuju okoliš.

Proizvođači i cijene

Glavni dobavljači vjetroelektrana na tržištu su tvrtke iz europskih zemalja i SAD-a.

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

Većina ovih proizvođača proizvodi vjetroelektrane kapaciteta od 500 do 6 tisuća 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 vidjeti u donjoj tablici.

snaga, kWt	Izlazni napon, Volt	Opseg upotrebe	Cijena, tisuća rubalja
snaga, kWt	Izlazni napon, Volt	Opseg upotrebe	Cijena, tisuća 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 opskrbu energijom malih farmi, supermarketa	400-450
20	240	Može osigurati struju za malu crpnu stanicu	700-800
30	240	Takva jedinica može osigurati struju peterokatnici.	900-1000
50	380	Koristi se u industrijskim objektima	3000-3500