- dispositivi di progettazione speciale, in cui l'energia eolica viene convertita in energia elettrica. Stanno diventando ogni giorno più popolari. Utilizzando fonti di energia naturali e, soprattutto, rinnovabili, gli impianti eolici convenienti e semplici, le cosiddette turbine eoliche, sono un'ottima alternativa alle centrali elettriche tradizionali, soprattutto nelle case private.

Utilizzo dell'energia eolica

I mulini a vento, o meglio il principio del loro funzionamento, sono stati immeritatamente dimenticati negli anni venti del secolo scorso. Tuttavia, la forza del vento non veniva utilizzata nemmeno allora per ottenere energia elettrica. Alimentava le macine dei mulini, veniva utilizzato come dispositivo di propulsione per le navi a vela e in seguito avviava pompe per pompare l'acqua nei serbatoi, cioè veniva convertita in energia meccanica.

L'energia eolica iniziò a svilupparsi rapidamente alla fine degli anni Sessanta dello scorso XX secolo. In questo momento, c'è stata una catastrofica carenza di fonti energetiche tradizionali, inoltre, il loro prezzo è aumentato notevolmente, i problemi ambientali associati al loro utilizzo sono diventati sempre più acuti.

Ha promosso l'uso di fonti alternative di elettricità, compresa l'energia eolica, e il progresso tecnologico. Sono comparsi nuovi materiali ad alta resistenza e abbastanza leggeri, che consentono di erigere torri alte fino a 120 m e lame enormi.

I venti che soffiano in molte regioni del pianeta sono in grado di far girare le turbine di una centrale elettrica ad una velocità sufficiente per alimentare abitazioni private, piccole fattorie o scuole in campagna.

Ma in ogni barile di miele c'è almeno una mosca nell'unguento. Il vento non si può domare, non sempre soffia, soprattutto nella stessa direzione e alla stessa velocità. Il progresso tecnologico non si ferma. Se oggi le centrali eoliche per una casa privata, che generano centinaia di kilowatt di elettricità, non sono più una rarità, allora forse domani le centrali elettriche con una capacità di decine di megawatt diventeranno la vita di tutti i giorni. In ogni caso, esistono già parchi eolici con una potenza di 5 MW e oltre.

Vantaggi e svantaggi degli impianti eolici

Oltre all'utilizzo dell'energia eolica gratuita e all'indipendenza da fonti esterne di elettricità, gli impianti eolici presentano numerosi altri vantaggi significativi. Non esiste alcun problema ambientale di stoccaggio e smaltimento dei rifiuti e il metodo stesso di generazione di energia è uno dei più rispettosi dell'ambiente. Per non parlare di quanto sia esteticamente gradevole la turbina eolica sullo sfondo del cielo, si può considerare il vantaggio che l'installazione può essere sia fissa che mobile.

Inoltre, già oggi è possibile selezionare un parco eolico di adeguato modello e capacità, oppure utilizzare un impianto che combini l'utilizzo di più fonti energetiche, tradizionali e alternative. Può essere un impianto eolico diesel o solare.

Anche i parchi eolici hanno degli svantaggi. In primo luogo, sono così rumorosi che le grandi installazioni devono essere spente di notte. In secondo luogo, spesso interferiscono con le comunicazioni aeree o le onde radio. In terzo luogo, devono essere posizionati su aree davvero enormi. E c'è un altro svantaggio significativo dei design delle lame: devono essere disattivate durante le massicce migrazioni stagionali degli uccelli.

Tipi di parchi eolici

Per funzionalità, gli impianti eolici possono essere suddivisi in fissi e mobili o mobili. Le potenti installazioni fisse richiedono un'intera gamma di lavori preparatori, ma sono in grado di accumulare nelle batterie di accumulo una quantità sufficiente di elettricità per l'uso in condizioni di tempo calmo.

Le centrali elettriche mobili sono più semplici nel design, senza pretese, facili da installare e semplici da utilizzare. Di solito vengono utilizzati per alimentare gli apparecchi elettrici o durante i viaggi.

In base alla progettazione, viene fatta una distinzione tra parchi eolici a palette e rotanti.

Nel luogo di installazione dei WPP ci sono:

• terrestre. Sono installati a quote più elevate e sono i più comuni oggi;
• costiero. Sono costruiti nella zona costiera dei mari e degli oceani, dove, a causa del riscaldamento irregolare di terra e acqua, soffiano costantemente i venti;
• in mare aperto. Sono costruiti nel mare ad una distanza di 10-15 km dalla costa, dove soffiano costantemente i venti marini;
• galleggiante. Si trovano anche alla stessa distanza dalla costa come al largo, ma su una piattaforma galleggiante.

A seconda dei campi di applicazione, gli impianti eolici sono industriali e domestici.

Parchi eolici a palette

Gli impianti eolici a palette, leader nel mercato dell'energia eolica, sono già diventati un luogo comune. Su un sogno alto, è installato un meccanismo a palette con un asse di rotazione orizzontale, principalmente a tre pale, e la sua potenza dipende dall'ampiezza delle lame. Tale unità raggiunge la sua massima velocità di rotazione quando le pale sono perpendicolari al flusso del vento, pertanto il suo design prevede un dispositivo di rotazione dell'asse di rotazione automatico sotto forma di un'ala stabilizzatrice su piccole e sistemi di controllo dell'imbardata elettronici su stazioni più potenti.

I parchi eolici a palette si differenziano tra loro principalmente per il numero di pale. Possono essere multilame, bilame, anche con una lama e contrappeso.

Parco eolico rotativo

Gli impianti eolici rotativi, o carosello, hanno un asse di rotazione verticale e non dipendono dalla direzione del vento. Questo è un vantaggio importante quando si utilizzano correnti d'aria di imbardata di superficie. Lo svantaggio di un parco eolico di questo design è l'uso di generatori multipolari che funzionano a basse velocità e non sono ampiamente utilizzati.

Queste installazioni sono lente e, di conseguenza, non generano molto rumore. Inoltre, il loro vantaggio è la semplicità dei circuiti elettrici, che non sono disturbati da forti raffiche di vento accidentali.

Gli esperti ritengono che gli impianti eolici rotanti siano i più promettenti per la grande energia eolica. È vero, per liberare una tale installazione, è necessario applicare energia esterna. Solo quando raggiunge determinati parametri aerodinamici passa in modalità generatore da modalità motore.

Sistema combinato vento-diesel

La mancanza di turbine eoliche - alimentazione irregolare - nelle grandi reti è compensata da un gran numero di installazioni.

È anche possibile compensare questo inconveniente utilizzando sistemi combinati in cui sono presenti speciali dispositivi che distribuiscono i carichi tra un impianto eolico (WPP) e un motore diesel. Pertanto, reti autonome di bassa potenza da 0,5 a 4 MW abbinate a un motore diesel possono funzionare in modo affidabile e uniforme.

Le moderne attrezzature, che consentono di risparmiare circa il 65% di carburante liquido all'anno, consentono di collegare o scollegare un motore diesel in pochi secondi, se necessario.

Parchi eolici domestici e industriali

Gli impianti eolici domestici hanno una potenza da 250 W a 15 kW, possono funzionare in abbinamento a pannelli solari, con o senza batteria.

L'elettricità generata dai parchi eolici domestici è piuttosto costosa, ma spesso accade che semplicemente non ci siano altre fonti di elettricità.

Gli impianti eolici domestici in Russia sono realizzati con un generatore DC che carica batterie con una capacità fino a 800 A / h. Tutti gli elettrodomestici possono funzionare con tali batterie in casa: TV, bollitore elettrico, ecc.

La ricarica delle batterie dopo aver scollegato il carico può richiedere molto tempo, a seconda della forza del vento e della potenza del generatore.

Ci sono anche WPP domestici stranieri sul mercato russo, sono piuttosto costosi, ma di solito producono meno della metà della potenza nominale.

I parchi eolici industriali si distinguono per una capacità significativamente maggiore e, di regola, sono uniti in singole reti.

I parchi eolici privati ​​hanno generalmente una capacità da 3 a 5, meno spesso 10 kW. Se la velocità media annua del vento nella regione raggiunge i 3-4 m / s, un tale parco eolico può fornire elettricità a una casa di campagna media, una stazione di servizio o un piccolo caffè.

Le principali caratteristiche del parco eolico

La potenza nominale è il principale indicatore che caratterizza tutte le centrali elettriche, i parchi eolici non fanno eccezione. È determinato dalla potenza generata dal generatore ad una velocità media del vento di 12 m/s e dipende dal tipo di stazione.

Il prossimo indicatore importante è la tensione nominale del WPP, che viene generata dal generatore. Può essere a 220 V o 12 V e 24 V.

La potenza elettrica del generatore dipende dalla potenza della turbina. Poiché la potenza della turbina è maggiore, maggiore è il suo diametro e, quindi, più forte è l'albero, questo indicatore è importante quando si sceglie e si calcola la struttura dell'albero.

La turbina eolica ha molte più caratteristiche. Le sue prestazioni sono importanti: questa è la quantità di elettricità che il dispositivo genera all'anno. Quando si sceglie una turbina eolica, è necessario conoscere la velocità massima del vento che la turbina può sopportare e la sua velocità minima (di partenza) alla quale inizia a ruotare. Sia la velocità della turbina che il numero di pale giocano un ruolo nella selezione.

Il principio di funzionamento e il dispositivo di WPP

In un parco eolico, il flusso d'aria fa ruotare una ruota con pale, da cui la coppia viene trasmessa ad altri meccanismi. Più grande è la ruota, maggiore è il flusso d'aria che cattura e, quindi, più velocemente ruota.

Fisicamente parlando, la velocità lineare del vento viene convertita nella velocità di rotazione angolare dell'asse del generatore, che, a sua volta, converte il movimento rotatorio in energia elettrica, trasferendola attraverso il controller alle batterie. All'uscita dell'apparecchio, l'energia elettrica è già idonea per l'uso domestico.

Cioè, un piccolo impianto eolico è costituito da una turbina, pale, una coda (meccanismo di rotazione), un albero con tiranti, batterie, un controller di carica e un inverter che converte da 12 V a 220 V.

Oltre a questi dispositivi, il parco eolico industriale contiene anche sistemi per il tracciamento della direzione del vento e della sua velocità, lo stato del generatore eolico e la protezione contro le scariche di fulmine. Inoltre, l'albero non può far fronte a carichi di dimensioni maggiori ed è sostituito da una torre in cui si trovano tutte le apparecchiature aggiuntive.

Progettazione WPP

L'indicatore principale che consente di prendere una decisione sull'uso di un parco eolico è la velocità media annuale del vento, che dovrebbe essere di almeno 5 m / s. È vero, oggi esistono già parchi eolici facilmente overcloccabili progettati per fornire elettricità alle famiglie private, che iniziano a funzionare con una portata d'aria minima di 3,5 m / s.

Per determinare questo indicatore, vengono utilizzate mappe del vento speciali.

Sono state effettuate misurazioni della velocità del vento in varie zone climatiche della Russia per determinare l'efficienza dei parchi eolici. Turbine e stazioni eoliche sono già operative nella regione di Kaliningrad, sulle Isole Commander, a Murmansk, nella Repubblica di Sakha (Yakutia), in Bashkortostan.

Al momento di decidere l'installazione di un impianto eolico o di un parco eolico privato, vale la pena contattare prima gli specialisti per condurre ricerche sulla direzione e la forza del vento utilizzando anemometri e costruire mappe della disponibilità della sua energia. Sulla base di questi dati, viene calcolato e sviluppato un progetto di una turbina eolica o una stazione di più installazioni, i suoi parametri tecnici e geometrici.

Un parco eolico industriale di capacità sufficientemente grande non può essere costruito senza investitori e calcoli eseguiti con competenza e un progetto elaborato consentiranno di determinare il periodo di ammortamento del progetto e di attirare fondi aggiuntivi.

Parchi eolici privati

Secondo statistiche notevolmente sottovalutate, che non tengono conto di edifici e strutture distaccate e remote, circa il 30% delle famiglie nelle aree rurali, dove la posa di reti elettriche è impossibile per motivi economici, non dispone di elettricità. Non ci sono nemmeno generatori a combustibile liquido ovunque. E questo è nel XXI secolo!

Gli studi hanno dimostrato che le centrali eoliche di varie capacità possono essere installate in molte regioni del nord e dell'estremo nord, a Sakhalin e Kamchatka, nella regione del Basso Volga, in Siberia, Carelia e nel Caucaso settentrionale.

La scelta dell'installazione è influenzata dalle esigenze del cliente. Se è necessario garantire il funzionamento delle macchine agricole, un generatore eolico a bassa potenza farà fronte a questo compito. Se devi elettrificare un intero edificio, stabilire l'illuminazione stradale, fornire il riscaldamento per la casa, devi realizzare un progetto per un parco eolico.

Oltre alla velocità e direzione del vento medie mensili, è necessario calcolare il consumo medio mensile e il carico di potenza di picco. Tali calcoli, se lo si desidera, sono facili da eseguire da soli.

C'è un altro indicatore che influenza il costo delle attrezzature e l'installazione delle turbine eoliche. Questa è l'altezza dell'albero. Più alta è la struttura, maggiore è la velocità del vento e più costosa è. L'ottimale, secondo gli esperti, è l'altezza dell'albero 10 in più rispetto all'albero o edificio più alto entro un raggio di 100 m.

Parco eolico fai da te

Per il funzionamento di una pompa elettrica, TV, illuminazione o altri apparecchi elettrici a bassa potenza in un cottage estivo, è possibile realizzare un impianto eolico con le proprie mani, se si ha una certa conoscenza dell'ingegneria elettrica.

Oggi in Europa sono in aumento gli investimenti nella costruzione di grandi parchi eolici. La costruzione di massa riduce il costo di un kilowatt e lo avvicina al prezzo dell'elettricità ottenuta da fonti tradizionali.

La progettazione degli impianti eolici viene costantemente migliorata, gli indicatori aerodinamici ed elettrici vengono migliorati e le perdite sono ridotte.

I parchi eolici domestici sono valutati dagli economisti come i progetti energetici più convenienti in termini di ritorno sull'investimento. In futuro, promettono l'indipendenza dalle tendenze negative in questo mercato.

Alla ricerca di fonti energetiche alternative, l'umanità ha fatto un passo avanti. Ad esempio, l'energia del sole è sempre più utilizzata, vengono creati parchi eolici. Probabilmente, è il vento che può essere considerato il modo ottimale per ottenere energia elettrica - efficiente e allo stesso tempo abbastanza economico.

Vento, vento, sei potente

Un parco eolico è un gruppo di generatori speciali che vengono combinati in un sistema e utilizzano la forza del vento per creare energia. La particolarità di tali generatori è la loro sicurezza per l'ambiente. Oggi la maggior parte dei parchi eolici viene costruita in Germania e Danimarca, mentre in tali paesi non solo i costi energetici sono inferiori, ma esportano anche impianti e tecnologie in altri paesi. Gli impianti eolici funzionano secondo il seguente principio: sotto l'influenza del vento, le pale della struttura ruotano e, grazie al cambio, viene azionato un generatore elettrico. L'energia risultante viene trasportata attraverso il cavo.

Di norma, gli alberi negli impianti sono di altezza sufficiente e quindi sfruttano al massimo la forza della natura. Quando si redige un progetto di una tale struttura, il terreno viene prima esaminato attentamente e anche la sua direzione viene studiata con l'aiuto di una serie di strumenti. Già sulla base dei dati si decide se il parco eolico installato pagherà.

L'importante è la scelta giusta

Oggi, ai clienti viene offerta una varietà di parchi eolici domestici, che dovrebbero essere scelti in base alle esigenze del cliente. Ad esempio, se è necessario garantire il funzionamento delle attrezzature in agricoltura, sono necessarie capacità ridotte. Ma per risolvere problemi più seri, ad esempio l'elettrificazione di edifici e strutture o l'installazione di un sistema di riscaldamento in una casa, sono necessari generatori eolici più potenti. Solo gli specialisti dovrebbero essere coinvolti nella preparazione dell'area e nel lavoro di installazione stesso.

Prima di acquistare un generatore eolico, è necessario prendere in considerazione una serie di sfumature, tra cui il carico di picco, il consumo energetico medio e la velocità del vento. Vale anche la pena ricordare che più alto è l'albero, più forte e potente sarà il vento che farà girare le pale della turbina. È vero, l'installazione di tali strutture è costosa. La posizione ottimale è 10 metri sopra un edificio o un albero entro un raggio di circa 100 metri.

professionisti

I parchi eolici sono oggi molto richiesti per una serie di motivi.

• Innanzitutto, è più vantaggioso rispetto ad altre fonti di energia.
• In secondo luogo, le riserve di energia eolica sono inesauribili.
• In terzo luogo, tali mulini hanno una struttura semplice, quindi la loro installazione è abbastanza rapida. La cosa principale è condurre ricerche sull'oggetto su cui si troveranno.
• In quarto luogo, la produzione di elettricità in questo modo è molto più economica e consente di risparmiare la ricchezza del sottosuolo.
• In quinto luogo, i mulini a vento forniscono elettricità in modo stabile e affidabile.
• Sesto, tali dispositivi sono assolutamente sicuri per l'ambiente, il che è anche molto importante.

contro

D'altra parte, come qualsiasi altra fonte di energia, i parchi eolici (le foto mostrano quanto siano semplici i loro progetti) hanno i loro svantaggi.

• Innanzitutto, il vento non è costante, cioè soffia in modi diversi: a volte forte, a volte debole. Di conseguenza, non è possibile installarli ovunque.
• In secondo luogo, le strutture eoliche sono piuttosto rumorose, il che significa che devono essere situate lontano dagli edifici residenziali.
• In terzo luogo, tali mulini possono interferire con i dispositivi radiofonici e televisivi. È vero, nella stessa Europa si sono rassegnati a questa mancanza, e oggi ci sono già più di 26.000 parchi eolici che operano qui.
• Un altro svantaggio è che tali installazioni possono danneggiare gli uccelli in volo, quindi devono essere erette dove non ci sono luoghi per la loro migrazione e nidificazione.

Cosa comprare?

I moderni impianti eolici per la casa sono presentati in una vasta gamma. Differiscono nelle prestazioni e sono progettati per diversi punti di forza e velocità del vento. Ad esempio, un'installazione con una capacità di 400-6400 W è abbastanza per fornire energia a piccole aziende agricole, negozi, ristoranti che si trovano a distanza dalle principali fonti di energia. Se devi fornire elettricità a più case o a un piccolo villaggio, allora hai bisogno di più centrali elettriche, in media 18.000-26.500 watt. Si consiglia di montare le stesse installazioni accanto a grandi impianti produttivi e strutture commerciali. Per gli impianti eolici più semplici per una casa, il prezzo parte da 700.000 rubli, le installazioni più costose costano circa tre milioni di rubli.

Viste alternative

Come abbiamo detto, il mulino a vento è un'installazione abbastanza rumorosa, tuttavia ora vengono offerti generatori che non funzionano così potenti. Ad esempio, una turbina eolica silenziosa è una soluzione ideale per strutture di piccole e medie dimensioni, aziende agricole, negozi, se ubicate in aree remote. Oggi le installazioni verticali sono molto popolari grazie alla loro efficienza e facilità di installazione. I vantaggi di un tale sistema sono i seguenti:

• funzionamento silenzioso senza vibrazioni;
• forte resistenza al vento;
• protezione della custodia con rivestimento in alluminio contro i fulmini;
• la direzione del vento non ha importanza.

I parchi eolici domestici silenziosi sono facili da mantenere e installare poiché non ci sono piccole parti. È importante che non venga fatto alcun danno agli uccelli, poiché la progettazione delle installazioni è tale da non disturbare il paesaggio. Un'altra opzione interessante è il generatore di vela. Certo, non ha un design accattivante, ma può generare energia anche con vento leggero. Tali parchi eolici sono buoni perché, grazie alla vela, si adattano rapidamente al movimento delle forze della natura, il che significa che la generazione di energia è stabile. Le strutture sono assolutamente ecocompatibili, hanno un costo contenuto, funzionano senza rumore e vibrazioni, il che significa che hanno un futuro.

Quali sono le prospettive?

In generale, la situazione ecologica nel mondo è tale che le risorse naturali si stanno gradualmente esaurendo e presto una decisione come i mulini a vento diventerà una realtà reale in tutto il mondo. Non è un caso che i residenti di molti paesi arrivino gradualmente a installare strutture simili sul loro sito. In Russia, secondo gli esperti, ci sono abbastanza potenziali opportunità per lo sviluppo attivo dell'energia eolica. È vero, finora questo processo procede a rilento a causa della mancanza di fondi sufficienti. Se la situazione cambia e lo stato presta sufficiente attenzione a questo metodo per ottenere energia, il nostro paese passerà presto a soluzioni alternative. Oggi gli impianti eolici in Russia sono rappresentati nelle repubbliche di Kalmykia e Bashkortostan, Chuvashia, Komi, nelle regioni di Kaliningrad, Saratov, Orenburg, Rostov, Murmansk, Astrakhan, nonché nel Chukotka Autonomous Okrug. Tuttavia, gli esperti affermano che presto la geografia dell'ubicazione delle turbine eoliche diventerà molto più ampia.

Come realizzare un parco eolico?

Il desiderio di risparmiare sui costi energetici e portare qualcosa di nuovo porta al fatto che gli artigiani iniziano a realizzare turbine eoliche con le proprie mani. Nella sua forma più semplice, è costituito da due metà del cilindro, che vengono allontanate dall'asse centrale. Se il numero di lame nella struttura viene aumentato a quattro, le caratteristiche di potenza e trazione del dispositivo diventeranno molto più elevate. Un parco eolico fai-da-te viene realizzato utilizzando i materiali e i componenti descritti di seguito.

1. Per creare un tamburo, abbiamo bisogno di compensato e ferro da tetto (o un foglio di plastica di dimensioni adeguate). Il rotore dovrebbe essere leggero, quindi non utilizzare materiali troppo spessi.
2. Per le "guance" del tamburo, occorrono legno e plastica (o metallo leggero), mentre le giunture vanno trattate con pittura ad olio.
3. Per fare le croci, hai bisogno di strisce di acciaio o legno.
4. Realizzeremo l'asse da un tubo d'acciaio, il cui diametro è di 30 mm e la lunghezza è di 2 m.
5. Abbiamo anche bisogno di cuscinetti a sfera della stessa dimensione per l'asse.

Fasi di installazione

Quindi, un parco eolico fatto in casa è fatto in questo modo. Innanzitutto, saldiamo le traverse del rotore all'asse (se si usa il legno, allora deve essere incollato o montato con perni). Le lame sono collegate tramite bulloni, mentre è importante che vi sia la stessa distanza dall'asse da esse. Dopo aver assemblato il tamburo, i giunti devono essere trattati con una spessa pittura ad olio. Ora creiamo il letto: per questo ci serve del metallo o sul quale poi montiamo dei cuscinetti a sfera. Il disallineamento dovrebbe essere evitato poiché il rotore ruoterà lentamente. Ora stiamo nuovamente coprendo il parco eolico con la vernice e all'estremità inferiore dell'asse fissiamo pulegge di diverso diametro. Gettiamo la cintura sopra la puleggia e la colleghiamo a un generatore di corrente, ad esempio un'auto. Tale turbina eolica è progettata per velocità del vento di circa 9-10 m / s con una potenza di 800 watt.

Mulino a vento per casa

Per soddisfare il più possibile il fabbisogno domestico di energia elettrica, la potenza di un mulino a vento per una famiglia media di quattro persone dovrebbe essere di almeno 10 kW. In tali situazioni, è consigliabile installare un intero sistema, che include diverse turbine eoliche che generano piccola potenza. L'energia in essi contenuta viene accumulata su una batteria comune, mentre, se necessario, è possibile installare generatori aggiuntivi, nonché aumentare il numero e la capacità delle batterie.

Affinché l'approvvigionamento energetico della struttura sia stabile e non dipendente da cause esterne, gli esperti raccomandano di creare un complesso energetico autonomo. Comprenderà un parco eolico, nonché alimentatori di riserva sotto forma di generatori diesel e benzina, nonché pannelli solari. Se la forza del vento è sufficiente e l'energia viene generata nella quantità richiesta, l'impianto diesel può essere spento. Se improvvisamente la potenza che verrà prodotta dal mulino a vento non è sufficiente, l'alimentazione di backup si avvierà automaticamente.

Come raggiungere l'efficienza?

Affinché il parco eolico installato sia installato correttamente e porti i risultati desiderati, devono essere soddisfatte diverse condizioni.

1. Il vento nella zona dovrebbe essere stabile quasi tutto l'anno.
2. Ci deve essere spazio sufficiente sul sito per installare una turbina eolica.
3. Scopri se le autorità locali consentono tali installazioni.

Inoltre, è consigliabile utilizzare tali sistemi se si spendono troppi soldi per l'elettricità e semplicemente non c'è modo di collegarsi alla rete. Devi anche prepararti al fatto che dovrai spendere molti soldi per una turbina eolica. Ma otterrai energia inesauribile ecologicamente pulita.

Aggiungi il tuo prezzo alla base

Un commento

Le centrali eoliche (WPP) convertono l'energia di movimento delle masse atmosferiche, che è disponibile in un modo o nell'altro in qualsiasi parte del mondo, direttamente in elettricità. Questa è la base dei positivi benefici economici e ambientali derivanti dall'uso delle turbine eoliche.

Vantaggi dell'energia eolica

Le moderne soluzioni tecnologiche consentono la produzione di generatori eolici con capacità da diversi kW a centinaia di MW... Cioè, le turbine eoliche possono fornire elettricità sia per intere aree industriali che per singoli cottage residenziali. Oltre ai vantaggi puramente economici, l'energia eolica ha un altro indiscutibile vantaggio: esercita una pressione significativamente inferiore sull'ecologia e sulla biosfera della Terra. Pertanto, l'autorevole sito "Energia alternativa" (http://altenergiya.ru/) conferma giustamente i profondi pensieri di V.V. Vernadsky, espressi a metà del ventesimo secolo:

… Le vendite di piccoli impianti eolici in grado di sfruttare l'energia eolica in quasi tutte le regioni (anche dove non c'è abbastanza energia eolica per uso industriale) sono in costante crescita. Si prevede che tali fonti energetiche alternative saranno utilizzate sempre più ampiamente, sia pubblicamente che privatamente, fino a sostituire definitivamente l'energia tradizionale basata sui combustibili fossili.

I vantaggi economici dell'energia eolica domestica (impianti con una capacità di 3 - 15 kW) includono i seguenti fattori:

• La fonte inesauribile di energia;
• Pulizia ecologica dell'energia;
• La velocità di costruzione della turbina eolica;
• Breve periodo di ammortamento degli investimenti di capitale;
• Non sono necessari siti speciali per l'installazione delle apparecchiature.

Lo svantaggio delle piccole turbine eoliche è praticamente un fattore: la dipendenza diretta della potenza generata dalla pressione del flusso d'aria, che non è stabile nella maggior parte delle regioni della Terra. Pertanto, per un'alimentazione stabile e di alta qualità degli elettrodomestici, sono necessarie apparecchiature aggiuntive come batterie e raddrizzatori a semiconduttore..

Studio del potenziale energetico del territorio

Guardando al futuro XXI secolo, non c'è alternativa allo sviluppo dell'energia eolica è ovvio. Pertanto, nei paesi avanzati, si sta conducendo una ricerca sulle potenzialità dei territori al fine di utilizzarli per la costruzione di grandi turbine eoliche.

Gli impianti di energia alternativa di solito occupano vaste aree. Di conseguenza, prima di tutto, l'attenzione è rivolta a quelle aree che, anche a lungo termine, non possono essere coinvolte in altre attività economiche:

• deserti;
• Altezze delle montagne;
• Aree scaffali;
• Zone costiere di mari e oceani, e altri.

In particolare, la popolare risorsa Internet windypower.blogspot.com/p/blog-page_8642.html fornisce le seguenti informazioni:

Viene effettuato uno studio preliminare delle potenzialità dell'area. Gli anemometri sono installati ad un'altitudine compresa tra 30 e 100 metri e per uno o due anni raccolgono informazioni sulla velocità e la direzione del vento. Le informazioni ottenute possono essere combinate in mappe della disponibilità di energia eolica. Tali carte per i potenziali investitori per valutare il tasso di rendimento del progetto

Impianti eolici industriali

Le turbine eoliche industriali hanno capacità molto diverse, a seconda del potenziale energetico di una particolare area. Le moderne tecnologie consentono la produzione in serie di apparecchiature di generazione anche non standardizzate con un periodo di ammortamento di 3 - 5 anni.

Oggi il più grande parco eolico onshore si trova al Tehachapi Pass in California. La sua piena capacità, commisurata alla capacità delle grandi centrali termiche, è già di 1550 MW.... In futuro si prevede di aumentare la capacità installata del parco eolico di ALTA fino a 3000 MW. Utilizza turbine eoliche da 1,5 e 3,0 MW.

Le potenze che possiedono grandi zone offshore stanno attivamente sviluppando l'energia eolica offshore. Danimarca e Gran Bretagna sono leader in questo settore. Tali turbine eoliche sono installate a 10-50 km dalla costa in mare con bassi fondali e sono molto efficienti, perché lì soffiano venti marini costanti. Il più grande parco eolico operante nelle zone offshore del mondo è la stazione britannica di London Array con una capacità operativa di 630 MW.

Si stanno sviluppando anche tipi esotici di parchi eolici come quelli galleggianti e librati. Finora si tratta di installazioni con uno o un piccolo gruppo di generatori con una potenza di 40-100 kW ciascuno. Ma nel tempo, si prevede di aumentare la capacità delle unità presso le centrali galleggianti a 6,3 MW. In particolare, le imprese danesi e italiane si sono già avvicinate a tali capacità.

Parchi eolici per fornire elettricità a cottage e piccole imprese e i loro prezzi.

Per coprire completamente le esigenze di una casa di campagna, non di una grande azienda agricola, di un ristorante o di un mercato, è sufficiente un impianto con una potenza di 20 kW o anche inferiore. Per un edificio residenziale, ad esempio, la potenza nominale del generatore è selezionata sulla base di 1 kW per 12 m2 di superficie, se la temperatura invernale non scende sotto i 18C con una velocità media giornaliera del vento di 6,3 m/s o più .

Il costo di una centrale elettrica per esigenze domestiche e piccole imprese dipende dalla potenza nominale di un generatore elettrico ed è di circa 50 mila rubli per 1 kW per parchi eolici fino a 3 kW, 40 mila rubli / kW - per parchi eolici fino a 10 kW e circa 30 mila rubli / kW - per parchi eolici oltre 10 kW.

L'ammortamento di una centrale elettrica autonoma è entro 5 - 7 anni, quindi 1 kW della potenza nominale installata del generatore all'anno può generare così tanta energia che equivale a bruciare 2 tonnellate di carbone di alta qualità... In particolare, la turbina eolica ESO-0020 con una potenza elettrica nominale di 20 kW presentata sul sito Web VSUES Training Materials (http://abc.vvsu.ru/) ha i seguenti parametri:

• Costo dell'elettricità - $ 0,02 / kWh;
• Produzione annua di posta elettronica energia - più di 70.000 kWh;
• Periodo di rimborso - fino a 7 anni;
• Durata di servizio - 20 anni.

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Progettazione, principio di funzionamento e funzionamento dei parchi eolici

Qualcuno di voi sa spiegare che tipo di fenomeno è il vento? Probabilmente no. Tuttavia, tutti sanno di cosa si tratta. Da un punto di vista fisico, il vento è un processo naturale complesso. È difficile da immaginare, ma recentemente il vento è stato valutato da un punto di vista economico. Inoltre, l'interesse per l'uso dell'energia eolica è in costante aumento. L'energia eolica è economica e rinnovabile. Grazie a questo, il vento è diventato attraente dal punto di vista della costruzione di stazioni che lo utilizzano. La categoria delle fonti energetiche rinnovabili comprende il flusso d'acqua, flusso e riflusso, radiazione solare. L'energia eolica viene utilizzata negli impianti eolici e ha le sue caratteristiche. Il vento è oggi utilizzato principalmente per generare elettricità. Vale la pena notare qui che l'energia eolica è più costosa di quella generata nelle centrali nucleari, termiche o idroelettriche. Tuttavia, in alcune regioni con forte vento, è bene utilizzare le turbine eoliche in combinazione con le fonti energetiche tradizionali. E anche i parchi eolici torneranno utili dove non ci sono reti elettriche centralizzate.

L'energia eolica è stata utilizzata fin dall'antica Babilonia diverse migliaia di anni prima della nostra era. Questa antica città raggiunse il suo apice nel VI secolo aC. e. E durante questo periodo furono fatte molte scoperte significative. Ad esempio, è apparso un dispositivo per drenare le paludi. I contadini dell'antico Egitto usavano l'energia eolica nei mulini per macinare la farina. Nel frattempo, nell'antica Cina, l'acqua delle risaie veniva pompata fuori da dispositivi meccanizzati con pale ruotate dal vento. Nel continente europeo, i primi meccanismi alimentati dall'energia eolica apparvero nel XII secolo d.C.

Allo stesso tempo, solo nel secolo scorso si è verificata una vera svolta nell'uso dell'energia eolica. Sono comparsi parchi eolici, in cui il vento non si limitava a ruotare le pale, ma generava l'elettricità necessaria per far funzionare una varietà di dispositivi. Grazie a ciò, la popolarità delle "turbine eoliche" è aumentata notevolmente. Cominciarono ad apparire vicino a case private e impianti industriali. Successivamente, sono uscite diverse generazioni di parchi eolici. Prima di tutto, hanno iniziato a comparire nelle zone costiere dove soffiano forti venti. Diamo un'occhiata a cosa sono i parchi eolici.

Principio di funzionamento e design

Il parco eolico ha un principio di funzionamento abbastanza semplice. Il vento fa ruotare un rotore con pale, che è collegato all'albero del generatore. In alcuni casi si collega direttamente, ma più spesso tramite un sistema di trasmissione. Oggi esistono anche progetti di generatori eolici, in cui il vento non fa ruotare le pale, ma preme sulla piastra con il pistone. La quantità di elettricità generata in un parco eolico dipende dal diametro delle pale e dalla velocità del vento.

Più forte è il vento che fa girare le pale, più elettricità verrà generata. Ma la produzione di elettricità non dipende solo dalla velocità del vento. Anche l'altezza alla quale è sospesa la turbina eolica ha un grande impatto. Più vicino al suolo, la forza del vento diminuisce e la velocità diventa più lenta, poiché gli elementi del paesaggio interferiscono. Pertanto, la ruota del vento dovrebbe essere installata il più in alto possibile.

Esistono 3 principali tipologie di parchi eolici:

• Elica;
• Tamburo;
• Giostra.

Nelle installazioni ad elica, l'albero è orizzontale rispetto al vento. Hanno uno stabilizzatore speciale situato sul retro della ruota del vento. Serve per spostare la struttura nella direzione del vento. Questa opzione è la più economica di tutti i parchi eolici. La velocità di rotazione in queste installazioni dipende dal numero di lame. Nella maggior parte dei casi su 3. l'efficienza delle centrali elettriche ad elica è del 48%.

Nel caso di parchi eolici a tamburo e carosello, l'albero con le pale è su un piano verticale. Questo tipo di installazione viene utilizzato quando la direzione del vento non è importante. La coppia di tali dispositivi è maggiore di quella delle installazioni di eliche. Ma l'efficienza è inferiore (10-15%). Da un lato, tutto sembra a posto, ma dall'altro il funzionamento dei generatori eolici dipende fortemente da fattori esterni che non possiamo influenzare.

Il problema principale è l'incoerenza del vento. Pertanto, nel loro lavoro, gli impianti eolici devono tenere conto di questo fattore. Pertanto, oltre al generatore eolico stesso, includono batterie per l'accumulo di energia, un inverter per il controllo della loro carica e un inverter per la conversione della tensione. Cioè, quasi tutti gli stessi componenti ausiliari dei sistemi solari.

Un altro problema con i parchi eolici è che un vento troppo forte può danneggiare l'impianto. Ma, nonostante ciò, è redditizio utilizzare le turbine eoliche per generare elettricità in alcune regioni del nostro pianeta. In questo caso, l'opzione ideale è quando il generatore eolico funziona in combinazione con una rete elettrica domestica o un generatore di carburante. Quindi l'elettricità sarà costante, anche quando fuori c'è calma. Ci sono molti casi in cui le turbine eoliche vengono utilizzate insieme ai pannelli solari.

Sviluppo dell'energia eolica nel mondo e in Russia

I paesi sviluppati sono i leader nella costruzione di parchi eolici. Davanti al pianeta c'è tutta la Germania e i paesi europei in generale. Ci sono parchi eolici nei paesi scandinavi e nell'Europa meridionale. Nella regione asiatica, la Cina è leader nell'utilizzo dell'energia eolica. Hanno molti progetti di costruzione che comportano l'installazione di generatori eolici al loro interno.

Sia nelle Americhe che in Nord America, i parchi eolici sono stati utilizzati per decenni per fornire elettricità a case e fattorie. Qui sono riusciti a respingere le fonti energetiche tradizionali. Negli Stati Uniti si ottiene circa 1/5 di tutta l'energia eolica del pianeta.

In Russia, negli ultimi anni, è in corso anche il processo di costruzione di impianti eolici. Si possono notare diverse regioni in cui sono costruiti:

• Bashkortostan (stazione di Tyulkildy);
• Kalmykia (parco eolico di Kalmyk);
• regione di Kaliningrad (stazione eolica di Zelenograd);
• Crimea. Ci sono 5 stazioni sulla penisola, di cui molto grandi;
• Murmansk;
• La Repubblica di Sakha (Yakutia.

La crescita dell'utilizzo dell'energia eolica nel Paese non è così intensa come nei Paesi occidentali, ma c'è un trend positivo. Gli specialisti prevedono un'ulteriore espansione della capacità. Nei paesi occidentali, vengono spesi sempre più fondi di bilancio per lo sviluppo di energie alternative. Compreso per la costruzione di impianti eolici. Ritengono particolarmente importante che tali installazioni non inquinino l'ambiente.

Produttori e prezzi

I principali fornitori di centrali eoliche sul mercato sono aziende dei paesi europei e degli Stati Uniti.

• Germania. Siemens, Repower, Enercon (il secondo produttore mondiale in termini di produzione), Nordex;
• Danimarca. Vestas (uno dei leader di mercato);
• Spagna. Gamesa ed Ecotechnia;
• STATI UNITI D'AMERICA. GeneraleElettrico;
• India (Suzlon);
• Giappone. Mitsubishi.

La maggior parte di questi produttori produce parchi eolici con una capacità da 500 a 6 mila kilowatt.

Nel nostro Paese sono presenti diversi dei seguenti produttori di parchi eolici:

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

Una piccola quantità di apparecchiature per la conversione dell'energia eolica viene prodotta nelle fabbriche del complesso militare-industriale.

Puoi vedere i prezzi approssimativi per i parchi eolici nella tabella sottostante.

potenza, kWt	Tensione di uscita, Volt	Ambito di utilizzo	Prezzo, mille rubli
potenza, kWt	Tensione di uscita, Volt	Ambito di utilizzo	Prezzo, mille rubli
3	48	Alimentazione principale o ausiliaria in piccole abitazioni	90-100
5	120	Alimentazione principale o ausiliaria in grandi cottage	230-250
10	240	Può essere utilizzato per fornire energia a piccole aziende agricole, supermercati	400-450
20	240	Può fornire elettricità a una piccola stazione di pompaggio	700-800
30	240	Tale unità può fornire elettricità a una casa di cinque piani.	900-1000
50	380	Utilizzato in impianti industriali	3000-3500