Энергія ветру

Узнаўляльныя энергарэсурсы
Ветраная турбіна (ВЭУ)
Энергія Сонца Энергія ветру Энергія вады Цяпло Зямлі Біямаса Энергія прыліваў Энергія хваль

Ветрагенератар у Беларусі каля в. Грабнікі (Навагрудскі раён)

Ветраная ферма ў Каліфорніі

Эне́ргія ве́тру — натуральная, узнаўляльная крыніца энергіі. Энергія ветру вельмі вялікая. Яе запасы ў свеце складаюць 170 трлн кВт·г у год. Гэту энергію можна атрымліваць не забруджваючы навакольнае асяроддзе. Але ў ветру ёсць два істотных недахопы: яго энергія рассеяна ў прасторы і вецер часта змяняе напрамак.

Чалавек выкарыстоўваў энергію ветру тысячагоддзямі. Старажытныя парусныя караблі, млыны, выкарыстоўвалі энергію ветру для руху, пампавання вады, памолу зерня. Яшчэ ў Персіі згадваецца ўжыванне ветравых млыноў у II ст. да н.э.

Зараз вецер выкарыстоўваецца для выпрацоўкі электрычнасці (першы ветраэлектрагенератар быў сканструяваны ў Даніі ў 1890 годзе). Гэта можа быць генератар, які забяспечвае электрычнасцю ферму ці складаныя сістэмы, якія забяспечваюць энергіяй электрасістэму. Маленькія турбіны выпрацоўваюць толькі 500 ват, чаго хапае толькі для тэлевізара, а магутнасць самых вялікіх складае некалькі мегават, што можа забяспечыць невялікі горад. У складаных сістэмах (так званыя ветравыя фермы) звычайна выкарыстоўваюць турбіны магутнасцю каля 300 кВт, усталяваныя на вышыні да 50 метраў, а дыяметр лопасцяў можа скласці да 30 метраў.

Ветравая турбіна

Сучасныя турбіны — складаныя структуры, якія павінны вытрымліваць цяжкія абставіны штормаў і вятроў, заставацца лёгкімі і прыдатнымі да работы пры невялікім ветры. Ротар разлічаны для работы на сталай хуткасці (звычайна 34 абароты за мінуту), а вугал лопасцей аўтаматычна рэгулюецца для дасягнення гэтай хуткасці. Верхавіна турбіны таксама паварочваецца па ветры. Лопасці турбіны, даўжыня якіх можа дасягаць 15 метраў, збіраюць уручную з кампазітнага шклавалаконнага матэрыялу, арміраванага дрэвам або алюмініем. Тэхніка зборкі развілася з метадаў вытворчасці сучасных ветразевых яхта. Лопасці могуць вырабляць са сталі.

Канструктыўна ветравая турбіна складаецца з ветракола з лопасцямі, павышальнага рэдуктара, ветрагенератара, усталяванага на мачце, інвертара, акумулятарнай батарэі. Часта, для надзейнасці ў склад такой аўтаномнай сістэмы электразабеспячэння дадаюць блокі сонечных батарэй і бензінавы (дызельны) электрарухавік. Прынцып дзеяння ветрагенератара: моц ветру круціць ветракола з лопасцямі, перадаючы рух праз рэдуктар на стрыжань генератара. Такім чынам, рэалізуецца прынцып пераўтварэння механічнай энергіі ў электрычную. Магутнасць ветрагенератара залежыць ад памераў ветракола, хуткасці ветру, вышыні мачты. Інвертар уяўляе сабой вузел, які выконвае задачу пераўтварэння электрычнага тока ў сінусаідальны і дадатковую стабілізацыю напружання. У буферы з інвертарам працуе акумулятар, які перадае напружанне ў сетку нагрузкі пры адсутнасці ветру.

Самым малым з ветрагенератараў з’яўляецца тып G-60. Пры дыяметры пяцілопаснага ротара 0,75 метра і хуткасці ветру 3 — 10 м/c ён выпрацоўвае магутнасць 60 ват напругай 12/24 вольта, пры гэтым важыць 9 кг.

Ветравыя турбіны ставяць толькі ў месцах дзе дастаткова ветравых рэсурсаў — сярэднегадавая хуткасцю ветру 6—25 м/с. Такія месцы звычайна знаходзяцца на ўзгорыстай, часта ўзбярэжнай мясцовасці. У краінах Еўропы ветраэнергетычныя магутнасці маюць некалькі варыянтаў базіравання: унутрыкантынентальнае (ВЭС і адзінкавыя ВЭУ унутры кантынента); узбярэжнае (ВЭС размяшчаюцца паблізу або ўздоўж марскога берага); марское (ВЭС размяшчаюцца ў адкрытым моры паблізу ўзбярэжжа). Для ацэнкі прыдатнасці пляцовак пад будаўніцтва ВЭУ праводзяцца назіранні і даследаванні, складаюцца карты вятроў, пляцоўкі пашпартызуюцца што палягчае выбар мадыфікацыі ВЭУ для кожнай пляцоўкі. Значным крытэрыем у вызначэнні пляцовак з’яўляецца блізкае знаходжанне існуючых сістэм размеркавання электрычнасці, а таксама цэнтраў яе попыту.

Ветравыя турбіны маюць нязвыклы выгляд а іх размяшчэнне ў месцах з добрай бачнасцю прывяло да ўзнікнення ў грамадстве занепакоенасцю парушэннем традыцыйных відаў прыроды. Праблемай з’яўляецца і шум. Аднак з развіццём тэхналогій павялічваецца рэнтабельнасць усталявання турбін у моры на невялікай адлегласці ад берага. Такая шэльфавая ветравая ферма ёсць каля ўзбярэжжа Даніі.

Развіццё

Нягледзячы на тое, што ў пачатку 1980-х гадоў, кошт кВт·гадзіны складаў 40 цэнтаў, у канцы 1990-х гадоў ён знізіўся да 5 цэнтаў, і энергія ветру стала танней за электраэнергію атрыманай на цеплавых электрастанцыях, паводле даных Міністэрства энергетыкі ЗША, ветравая электраэнергія складае менш за 1 % усёй энергіі, вырабленай у ЗША, а на долю вугалю прыпадае 52 %. У гэтай вобласці ЗША адстаюць ад Еўрапейскага Саюза, дзе ў 2002 годзе вытворчасць ветравой электраэнергіі ўзрасла на 33 % і дасягнула адзнакі 23.056 МВт, у параўнанні з 4.685 МВт у ЗША. Больш за 70 % ветравой электраэнергіі, вырабленай у свеце, выпрацоўваецца ў Еўропе.

Тэмпы павелічэння сумарнай вызначанай магутнасці ВЭУ ў свеце маюць тэндэнцыю да хуткага росту. Калі ў 2001 вызначаная магутнасць ВЭУ планеты склала 24,35 ГВт, то да канца 2006 — ужо больш за 74 ГВт, а да канца 2007 — больш за 94 ГВт. У сувязі з гэтым у 2006 годзе Еўрапейская асацыяцыя ветраэнергетыкі (EWEA) пераглядзела планы росту ветраэнергетыкі ў ЕС да 2010 — папярэдні планавы паказчык у 40 ГВт зменены на 60 ГВт, у 2007 годзе на Еўропу прыпадае каля 70 % вызначанай магутнасці ВЭУ ў свеце, найбольшая іх частка размешчана ў Германіі, Іспаніі і Даніі.

Спасылкі

• На Вікісховішчы ёсць медыяфайлы па тэме Энергія ветру