Ветроэнергетическая установка: Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) — Что такое Ветроэнергетическая установка (ВЭУ)?

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) — Что такое Ветроэнергетическая установка (ВЭУ)?

Ветрогенератор — устройство для преобразование кинетической энергии воздушного потока в электричество.

Ветроэнергетическая установка, или ветрогенератор — устройство для преобразования кинетической энергии воздушного потока в электричество.

Это альтернативный источник энергии.

Его выработка, а также выходные характеристики тока связаны кубической зависимостью со скоростью ветра

Из-за этого и в виду непостоянства ветра самостоятельное его применение мало возможно.

Требуются аккумуляторы для накопления, а также оборудование для зарядки батарей.

В среднем ветряк вырабатывает 150 кВт*ч/мес. электроэнергии.

Ресурсная характеристика ветряка измеряется десятилетиями.

Ветряк обычно выполнен в виде ветроколеса с тремя лопастями, расположенными по радиусам и под углом к плоскости вращения, и синхронного генератора переменного электрического тока.

Рабочий момент на ветроколесе создается под действием аэродинамических сил, возникающих на лопастях, имеющих специальный аэродинамический профиль.

Для ориентации ветроколеса по направлению ветра у ВЭУ используется «хвостовое оперение».

Преимущества ВЭУ:

• возможность обеспечения электроэнергией любых пунктов вне зависимости от степени удаления от магистральных линий,

• нет необходимости создавать большую энергетическую станцию, можно использовать отдельные компактные установки,

• готовая ВЭУ не нуждается в топливе и других ресурсных поставках.

Существуют следующие классификации ветрогенераторов:

— по количеству лопастей:

• двухлопастные, 

• трехлопастные, 

• многолопастные;

— по материалам лопастей:

— по рабочей оси вращения:

• горизонтальные, 

• вертикальные;

— по шагу винта:

• с фиксированным шагом винта, 

• с изменяемым шагом винта.

Поиск

Выпуск	Название
№ 13-14 (2016)	КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК	Аннотация  похожие документы
Д. В. Коробатов, С. В. Козлов, Е. А. Сироткин, А. О. Троицкий
«… особенностей электронного управления ветроэнергетическими установками. Обобщены задачи управления. …»
№ 11-12 (2016)	ЭФФЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ ВИЭ	Аннотация  похожие документы
Д. В. Коробатов, А. С. Мартьянов, Е. В. Соломин, Е. А. Сироткин
«… исследований горизонтально-осевой ветроэнергетической установки мощностью 3 кВт. Даны пояснения по исследуемым …»
№ 17-18 (2015)	ИССЛЕДОВАНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНО-ОСЕВОЙ ТРЕХЛОПАСТНОЙ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ	Аннотация  похожие документы
Ф. А. Ерохин
«…   горизонтально-осевой трехлопастной  ветроэнергетической  установки.  Получена  зависимость  коэффициента …»
№ 5 (2015)	ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЛОПАСТИ ВЭУ НА ОСНОВЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ	Аннотация  похожие документы
Е. В. Соломин, В. В. Долгошеев, И. А. Васильев
«… излучения для автоматического удаления льда с поверхности лопасти ветроэнергетической установки (ВЭУ). В …»
№ 15-18 (2016)	ИСТОРИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ	Аннотация  похожие документы
Д. В. Коробатов, С. В. Козлов, Е. А. Сироткин
№ 15-18 (2016)	РЕГУЛИРОВАНИЕ МОЩНОСТИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ	Аннотация  похожие документы
Д. В. Коробатов, А. О. Троицкий, Е. А. Сироткин
«… В статье предлагается алгоритм регулирования мощности ветроэнергетической установки (ВЭУ), при ко …»
№ 10-11 (2015)	АВТОНОМНОЕ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ ОБЪЕКТОВ КРАЙНЕГО СЕВЕРА	Аннотация  похожие документы
Н. А. Павлов, Д. С. Рогачев, А. В. Синицкий, Е. В. Соломин
«… (МЛДПС) глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS на основе ветроэнергетической установки …»
№ 7-9 (2017)	ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА С СИСТЕМОЙ СЕЛЕКТИВНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ НАГРУЗКИ	Аннотация  похожие документы
Ю. В. Афанасьев, Д. Ю. Пашали, И. Ф. Саяхов
«… В статье представлена схема ветроэнергетической установки, при которой достигается максимально …»
№ 13-14 (2016)	ВИБРАЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР ЭНЕРГИИ ДЛЯ СИСТЕМЫ АВАРИЙНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ	Аннотация  похожие документы
Д. В. Коробатов, С. В. Козлов, Е. А. Сироткин
№ 5 (2014)	Анализ работы группы вертикально-осевых ветроэнергетических установок в программном комплексе MATLAB	Аннотация  похожие документы
Александр Александрович Козин, Ирина Михайловна Кирпичникова
№ 8-9 (2015)	ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТИХОХОДНОЙ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ	Аннотация  похожие документы
А. В. Матвеев, С. Е. Щеклеин
«… многолопастной ветроэнергетической установки ВЭУ-5-4, получены коэффициенты энергии- и эксергии-нетто и сроки …»
№ 13-14 (2015)	ИННОВАЦИОННО-ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ ПЛОЩАДКИ НА ОСНОВЕ ЭКОЛОГИЧНЫХ ВОЛНОВЫХ ВЕТРОДВИГАТЕЛЕЙ: СТРУКТУРА И РОЛЬ В УСТОЙЧИВОМ РАЗВИТИИ ТЕРРИТОРИИ	Аннотация  похожие документы
С. Д. Стрекалов, А. С. Стрекалова, Л. П. Стрекалова
№ 17-18 (2015)	ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ОБОБЩЕНИЕ ЛОГИСТИЧЕСКОГО ЗАКОНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В СТАТИСТИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ ДИНАМИКИ НАПРАВЛЕНИЯ ВЕТРА	Аннотация  похожие документы
Е. В. Капля
№ 9 (2014)	О размещении ветроэнергетических установок на зданиях и сооружениях	Аннотация  похожие документы
Евгений Викторович Соломин
№ 22-24 (2018)	ФОРМИРОВАНИЕ ОБЛИКА АВТОНОМНОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ ГАРАНТИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ ВЕТРА	Аннотация  похожие документы
С. Г. Игнатьев, С. В. Киселева
№ 13-15 (2018)	ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕТРО-ВОДОРОДНОГО КОМПЛЕКСА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯВ РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ	Аннотация  похожие документы
Е. В. Соломин, И. М. Кирпичникова, Р. А. Амерханов, Д. В. Коробатов, М. Лутовац, А. С. Мартьянов
«… Представлен проект по созданию автономного энергокомплекса на основе ветроэнергетической установки …»
№ 5 (2014)	Регулирование частоты вращения ротора вертикально-осевой ветроэнергетической установки	Аннотация  похожие документы
Александр Сергеевич Аникин, Сергей Васильевич Козлов, Е. А. Сироткин, Евгений Евгеньевич Соломин
«… скоростях ветра выше некоторых определенных максимальных. Оснащать ветроэнергетические установки подобными …»
№ 10 (2014)	Термодинамический анализ эффективности ветроэнергетических установок	Аннотация  похожие документы
Михаил Иванович Пак
«… предположении, что техническая работа совершается ветроэнергетической установкой за счет убыли кинетической …»
1 — 18 из 18 результатов

В ИрГТУ создается команда студентов для отработки проекта-резидента Сколково «Ветроэнергетическая установка нового поколения»

April 22, 2013 4:24pm

Студенты ИрГТУ встретились с техническим директором научно-технического малого предприятия ЗАО «Аэроэнерготех», выпускником Политехнического института (ИрГТУ) Юрием Криулиным.

 

Он рассказал об инновационном проекте «Ветроэнергетическая установка нового поколения» и обратился с предложением сформировать команду студентов по созданию опытной модели и испытательной установки по проекту. Как сообщил Ю. Криулин, сотрудники компании «Аэроэнерготех» разработали и создали ветроэнергетическую установку (ВЭУ) закрытого типа ВЭУ «AeroGreen» не зависит от направления ветра и неблагоприятных погодных условий (град, дождь со снегом, ураган), а себестоимость 1 кВТ/ч в два раза ниже по сравнению с известными решениями в ветроэнергетике. Проект прошел экспертизу и получил статус резидента Сколково. «Инновационный проект широко востребован потенциальными заказчиками, — отметил конструктор. — Мы хотели бы привлечь студентов Иркутского технического университета разных специальностей к его детальной проработке. Участие студентов в инновационном проекте и его продвижении даст представление молодым исследователям о том, какие направления пользуются спросом и получают поддержку Сколково. Принять участие в общей работе смогут архитектуры, химики, электрики».

По словам разработчика, большая часть всех современных ветроэнергетических установок в мире изготавливаются по трехлопастной схеме, чувствительной к погодным условиям. Это усложняет конструкцию ветроустановки, что приводит к высокой себестоимости электроэнергии. «Инновационная технология, в основе которой лежит конструкция осевой турбины воздушно-реактивного двигателя, позволяет снизить себестоимость вырабатываемой энергии более чем вдвое. Получать энергию мы можем при любом направлении и силе ветра (1-50 м/с) и неблагоприятных погодных условиях. Наш продукт выполнен из легких полимерных материалов, основу которых могут составлять ТБО (пластиковая упаковка, тара, бутылки, полиэтиленовые пакеты и т.п.). Ветроустановка может использоваться в качестве альтернативного источника электроэнергии на транспортных средствах как бортовая электростанция, в частных домах, на предприятиях, на АЗС для электромобилей различного класса. По себестоимости ВЭУ «AeroGreen» соразмерна со стоимостью традиционной ветроустановки, но при той же полезной площади воздействия воздуха она вырабатывает в два раза больше электроэнергии», — рассказал об особенностях инновационного проекта 

Ю. Криулин Экспериментальный образец аэродинамической турбины
Предложение компании «Аэроэнерготех» прокомментировал проректор по инновационной деятельности НИ ИрГТУ Михаил Корняков: «Мы решили активизировать защиту комплексных дипломов, когда один проект делают студенты разных специальностей. Наши интересы совпали с предложением выпускника, который имеет перспективный проект, ставший резидентом Сколково. Таким образом, мы можем объединить в одну команду студентов, чтобы дальше развивать новое направление в ветроэнергетике. В техническом университете много светлых голов, которые могут предложить нестандартные решения. Творческий подход, несомненно, усилит проект, поможет увидеть его новые стороны, а студенческие идеи лягут в основу курсовых и дипломных работ». Директор Технопарка Алексей Звездин также отметил, что данный проект открывает большие возможности для студентов: «Обозначено перспективное направление – альтернативные источники энергии, над которым сейчас работают во всем мире. Такое сотрудничество будет способствовать движению студенческой мысли в поиске новых решений и мотивирует студентов к инновационному предпринимательству. С научно-техническим инновационным предприятием ЗАО «Аэроэнерготех» мы начали сотрудничать недавно. Однако идея, предложенная выпускником нашего вуза, очень перспективна – впервые будет создан творческий коллектив изобретателей, работающих над одним проектом, подобно тому, как это происходит в командах крупных мировых брендов». Проектом «Ветроэнергетическая установка нового поколения» заинтересовались будущие электротехники, машиностроители, специалисты в области компьютерного моделирования, промышленного дизайна, строители и архитекторы.
В ИрГТУ создается команда студентов для отработки проекта-резидента Сколково «Ветроэнергетическая установка нового поколения»

Как сообщил Ю. Криулин, сотрудники компании «Аэроэнерготех» разработали и создали ветроэнергетическую установку (ВЭУ) закрытого типа«AeroGreen». Разработчики предложили использовать в альтернативном источнике энергии аэродинамическую турбину вместо традиционной трехлопастной схемы. Работа «Инновационный проект широко востребован потенциальными заказчиками, — отметил конструктор. — Мы хотели бы привлечь студентов Иркутского технического университета разных специальностей к его детальной проработке. Участие студентов в инновационном проекте и его продвижении даст представление молодым исследователям о том, какие направления пользуются спросом и получают поддержку Сколково. Принять участие в общей работе смогут архитектуры, химики, электрики». 

По словам разработчика, большая часть всех современных ветроэнергетических установок в мире изготавливаются по трехлопастной схеме, чувствительной к погодным условиям. Это усложняет конструкцию ветроустановки, что приводит к высокой себестоимости электроэнергии. «Инновационная технология, в основе которой лежит конструкция осевой турбины воздушно-реактивного двигателя, позволяет снизить себестоимость вырабатываемой энергии более чем вдвое. Получать энергию мы можем при любом направлении и силе ветра (1-50 м/с) и неблагоприятных погодных условиях. Наш продукт выполнен из легких полимерных материалов, основу которых могут составлять ТБО (пластиковая упаковка, тара, бутылки, полиэтиленовые пакеты и т.п.). Ветроустановка может использоваться в качестве альтернативного источника электроэнергии на транспортных средствах как бортовая электростанция, в частных домах, на предприятиях, на АЗС для электромобилей различного класса. По себестоимости ВЭУ «AeroGreen» соразмерна со стоимостью традиционной ветроустановки, но при той же полезной площади воздействия воздуха она вырабатывает в два раза больше электроэнергии», — рассказал об особенностях инновационного проекта Ю. Криулин Экспериментальный образец аэродинамической турбины 

 

Предложение компании «Аэроэнерготех» прокомментировал проректор по инновационной деятельности НИ ИрГТУ Михаил Корняков: «Мы решили активизировать защиту комплексных дипломов, когда один проект делают студенты разных специальностей. Наши интересы совпали с предложением выпускника, который имеет перспективный проект, ставший резидентом Сколково. Таким образом, мы можем объединить в одну команду студентов, чтобы дальше развивать новое направление в ветроэнергетике. В техническом университете много светлых голов, которые могут предложить нестандартные решения. Творческий подход, несомненно, усилит проект, поможет увидеть его новые стороны, а студенческие идеи лягут в основу курсовых и дипломных работ». 

 

Директор ТехнопаркаАлексей Звездин также отметил, что данный проект открывает большие возможности для студентов: «Обозначено перспективное направление – альтернативные источники энергии, над которым сейчас работают во всем мире. Такое сотрудничество будет способствовать движению студенческой мысли в поиске новых решений и мотивирует студентов к инновационному предпринимательству. С научно-техническим инновационным предприятием ЗАО «Аэроэнерготех» мы начали сотрудничать недавно. Однако идея, предложенная выпускником нашего вуза, очень перспективна – впервые будет создан творческий коллектив изобретателей, работающих над одним проектом, подобно тому, как это происходит в командах крупных мировых брендов». Проектом «Ветроэнергетическая установка нового поколения»заинтересовались будущие электротехники, машиностроители, специалисты в области компьютерного моделирования, промышленного дизайна, строители и архитекторы.

   

Источник: gazetahot.ru

Полигон возобновляемой энергетики НИУ «МЭИ» пополнился ветроэнергетической установкой

03.02.2021

На полигоне возобновляемой энергетики НИУ «МЭИ» введена в эксплуатацию уникальная учебно-экспериментальная ветроэнергетическая установка (ВЭУ). Запуск энергообъекта был выполнен в рамках программы создания лабораторной и научной базы для исследования процессов проектирования и эксплуатации энергетических комплексов с использованием возобновляемых источников энергии.

На полигоне возобновляемой энергетики НИУ «МЭИ» введена в эксплуатацию уникальная учебно-экспериментальная ветроэнергетическая установка (ВЭУ). Запуск энергообъекта был выполнен в рамках программы создания лабораторной и научной базы для исследования процессов проектирования и эксплуатации энергетических комплексов с использованием возобновляемых источников энергии, которую наш университет осуществляет совместно с ПАО «РусГидро».

Учебно-экспериментальная ветроэнергетическая установка НИУ «МЭИ» представляет собой комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений, предназначенный для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Ветроагрегат, являясь основной частью ВЭУ, состоит из горизонтальноосевого трехлопастного ветродвигателя, размещённого на валу электромеханического синхронного генератора на постоянных магнитах; высота свободностоящей башни ВЭУ — 12 метров. Инвертор ВЭУ осуществляет отслеживание точки максимальной мощности ветроколеса, обеспечивая выдачу максимально возможной в имеющихся ветровых условиях выработки электроэнергии в сеть НИУ «МЭИ».

Созданная учебно-экспериментальная ветроэнергетическая установка НИУ «МЭИ» позволит решать ряд учебных и научных задач:

• исследование влияния инерционных масс ветроколеса на стохастичность выработки электроэнергии;
• исследование алгоритмов отслеживания точки максимальной мощности ВЭУ;
• параллельная работа ВЭУ с другими источниками энергии и системами накопления энергии.

В настоящее время в НИУ «МЭИ» сооружается полномасштабный полигон возобновляемой энергетики, который вместе с учебно-экспериментальной ТЭЦ и Центром Национальной технологической инициативы «Технологии транспортировки электроэнергии и распределенных интеллектуальных энергосистем» создаст учебно-исследовательскую и экспериментальную базу, способную решать актуальные задачи развития отечественной электроэнергетики​​.

Источник: Национальный исследовательский университет МЭИ

В Якутии начала работу первая ветроэнергетическая установка

В арктическом поселке Тикси в Республике Саха (Якутия) начала работу уникальная ветряная электростанция. Проект по строительству ветродизельного комплекса реализуется по соглашению Республики Саха (Якутия), ПАО «Русгидро» и японскими компаниями «Комаихалтек Инк.» и НЭДО.

Ветропарк уникален не только для Якутии, но и для России в целом: впервые в нашей стране в единый технологический комплекс, управляемый автоматизированной системой, будут объединены три ветроэнергетические установки общей мощностью 900 кВт, дизель-генераторы общей мощностью 3 МВт и система аккумулирования электроэнергии. После апробации уникальной технологии РусГидро будет готово рассматривать варианты локализации производства оборудования на территории России и возможность тиражирования технологии в энергоизолированных районах Дальнего Востока.

Ветродизельный комплекс повысит надежность энергоснабжения изолированного полярного поселка Тикси, в котором сейчас проживает более 4 600 человек, и снизит его зависимость от дорогостоящего привозного топлива. По предварительной оценке, экономия дизельного топлива составит до 500 тонн в год.

Три уникальные ветроустановки выполнены в арктическом исполнении для работы в суровых условиях Заполярья. Ветроустановки могут работать при температуре до –50 ºC и способны выдержать ветер скоростью до 70 м/с. Высота каждой из трех ветроустановок – 41,5 м, диаметр лопастей – 33 м. Оборудование произведено японской компанией Komaihaltek.

В этом году компании Группы РусГидро начнут работы по строительству дизельной электростанции, оснащенной тремя генераторами общей мощностью 3 МВт, и системы аккумулирования электроэнергии. Затем ВЭС, дизельная электростанция и система аккумулирования электроэнергии будут объединены в единый энергетический комплекс с автоматизированной системой управления производством и распределением энергии. Мощность ветродизельного комплекса (ВДК) составит 3,9 МВт.

Как пояснили в Минвостокразвития России, Министерство готово поддерживать инициативу предпринимателей по запуску новых проектов по развитию альтернативной энергетики. Стимулирование проектов в данной сфере находит содействие на правительственном уровне. В октябре были внесены изменения в ряд нормативных правовых актов Правительства, которыми исключаются избыточные требования к процессу проектирования, строительства и эксплуатации генерирующих объектов, функционирующих на основе ВИЭ.

Напомним, о необходимости развивать альтернативную энергетику на Дальнем Востоке неоднократно говорил Президент РФ Владимир Путин. «Конечно, отдельная перспективная задача – это развитие возобновляемых источников энергии, особенно в отдалённых, труднодоступных районах нашей страны, таких как Восточная Сибирь, Дальний Восток. Для нашей обширной, самой большой в мире по территории страны с её разнообразными природными, климатическими условиями здесь открывается действительно огромная возможность», – отметил глава государства во время своего выступления на Международном форуме «Российская энергетическая неделя».

Автор: Евгения Васильева 
+7 (985) 269-77-02
[email protected]

Первая ветроэнергетическая установка в Белоруссии | Экономика в Германии и мире: новости и аналитика | DW

Одновременный ввод в эксплуатацию этих двух ветряков носит символический характер, — подчеркивает председатель объединения S-N-O-W (Süd-Nord-Ost-West-Netzwerk e.V.) Эдгар Бёс-Веннер (Edgar Boes-Wenner). По его словам, возглавляемое им объединение построило первую в Германии роторную установку, которая не просто преобразует энергию ветра в экологически чистую электроэнергию. Вложенные в этот проект средства в течение 20 лет будут приносить прибыль, которая, в свою очередь, пойдет на осуществление новых экологических проектов далеко за пределами Германии.

Альтернатива атомной энергии

Основная задача неправительственной организации S-N-O-W, название которой расшифровывается как «Юг-Север-Восток-Запад», — оказание технологической поддержки самым разным регионам мира, в соответствии с требованиями эпохи глобализации. При этом руководство организации считает, что особенно в Восточной Европе процесс перехода к экологически чистым источникам энергии нуждается в помощи. И, в частности, в тех регионах, которые пострадали от Чернобыльской катастрофы.

Строительство роторных установок в немецком городе Гезеке и в белорусской деревне Дружная осуществлялось на средства, собранные объединением S-N-O-W. В основном, это были пожертвования частных лиц. Их общая сумма составила более 150 тысяч евро. Примерно треть собранных в Германии средств была сразу выделена на осуществление проекта в Белоруссии, — рассказывает Эдгар Бёс-Веннер. Свыше 50.000 евро предоставлено в распоряжение другой немецкой общественной организации — «Дома вместо Чернобыля». Таким образом, эта организация получила возможность построить в белорусской деревне Дружная роторную установку для производства экологически чистой электроэнергии. А для объединения S-N-O-W было особенно важно показать на конкретном примере в Белоруссии, что у атомной энергетики есть вполне реальные альтернативы.

Первый ветряк в Белоруссии

В Белоруссии это первая ветроэнергетическая установка, — подтверждает Дитрих фон Бодельшвинг (Dietrich von Bodelschwing), председатель организации «Дома вместо Чернобыля» (Heim-statt-Tschernobyl e.V.). Производимая роторной установкой энергия поступает в общую сеть и оплачивается в пересчете примерно по 8 евроцентов за кВт/ч. Эти средства «Дома вместо Чернобыля» будет расходовать на реализацию новых проектов, в основном, в социальной сфере в Белоруссии.

Одновременно, с вводом в строй роторной установки в деревне Дружная, заработали и ветряки в немецком городке Гезеке, расположенном в федеральной земле Северный Рейн Вестфалия. Доходы, которые будет приносить эта ветроэнергетическая установка в течение 20 лет, предполагается использовать в качестве источника финансирования новых проектов — не только в Белоруссии, но и в Индии.

Нетрадиционную энергию — в индийские деревни

В Индии общество S-N-O-W сотрудничает с женской неправительственной организацией, которая реализует отдельные проекты в области экологически чистой энергетики, направленные на улучшение положения женщин в сельской местности. Так как в Индии тысячи деревень все еще не подключены к системе энергоснабжения, женщинам приходится практически ежедневно отправляться на поиски хвороста и дров. Подобное положение замедляет развитие целых регионов.

И идея заключается в том, чтобы обеспечить отдельные деревни автономными экологически чистыми источниками электроэнергии. Это более рациональное решение проблемы, чем строительство многокилометровых линий электропередач, особенно, когда речь идет об обеспечении энергией отдаленных населенных пунктов с населением в 50 человек.

ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ В ЭТОЙ ОБЛАСТИ | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)

Мухутдинов И.М.¹, Орлов А.Г.², Фролов М.С.³

¹Студент; ²студент; ³студент, Оренбургский государственный университет;

ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ В ЭТОЙ ОБЛАСТИ

Аннотация

В данной статье рассмотрено – виды наиболее эффективных ветроэнергетических установок, а также новые конструкции ветроустановок  и их применение в жизни людей.

Ключевые слова:  ветроэнергетика,  воздушный поток, ветроагрегат, энергоэффективность.

 

Muhutdinov I.M.¹, Orlov A.G.², Frolov M.S.³

¹Student; ²student; ³student, Orenburg State University

WIND POWER PLANTS AND RECENT DEVELOPMENTS IN THIS AREA

Abstract

In given article is devoted to the species and the most efficient wind turbines, as well as new designs of wind turbines and their application in the lives of people.

Keywords: wind energy, air flow, wind turbine, energy efficiency.

Как известно, во всем мире  основными источниками энергии являются невозобновляемые источники, такие как нефть, газ, уголь и т.д. С каждым годом  с ростом численности населения и их потребностями происходит увеличение потребления энергии, что на сегодняшний день делает актуальной проблему постепенного сокращения запасов традиционных энергоресурсов, ростом цен на жидкое топливо и зависимость от импортируемого топлива. Всё это привело к возрождению исследований, направленных на расширение возможности преобразования ветра в пригодный для использования вид энергии.

Энергия ветра на земле неисчерпаема, т.е. это возобновляемый источник энергии. Ветер является одним из наиболее мощных энергетических источников.  Многие столетия человек пытается превратить энергию ветра себе на пользу, строя ветростанции, выполняющие различные функции: мельницы, водяные насосы, электростанции. Как показала практика и опыт многих стран, использование энергии ветра крайне выгодно, поскольку, во- первых, стоимость ветра равна нулю,  во-вторых, электроэнергия получается из энергии ветра, а не за счет сжигания углеродного топлива, продукты горения которого известны своим опасным воздействием на человека, в-третьих, осуществляется  обеспечение децентрализованных потребителей и регионов с дальним и сезонным завозом топлива и снижение расходов на дальнепривозное топливо.

Эффективными и все больше и больше входящими в наш обиход преобразователями ветра являются ветроэнергетические установки (ВЭУ). ВЭУ –  комплекс технических устройств для преобразования кинетической энергии ветрового потока в какой-либо др. вид энергии. Ветроэнергетические установки  достигли сегодня уровня коммерческой зрелости и в местах с благоприятными скоростями ветра могут конкурировать с традиционными источниками электроснабжения. Из всевозможных устройств,  преобразующих энергию ветра в механическую работу,  используются лопастные машины с горизонтальным валом, устанавливаемым по направлению ветра и намного реже применяются устройства с вертикальным валом.

ВЭУ с горизонтальной осью вращения, имеющие две или три лопасти, установленные на вершине башни – наиболее распространенный тип ветрогенераторов. Ведущей вал ротора , соединяющий лопасти с генератором считается осью машины. У ВЭУ с горизонтальной осью вращения ведущий вал ротора расположен горизонтально. Чаще всего, установки с горизонтальной осью вращения имеют две или три лопасти, хотя есть и модели с большим количеством лопастей. ВЭУ с большим количеством лопастей обычно работают при низких скоростях вращения, в то время как установки с двумя или тремя лопастями должны вращаться с очень высокой скоростью, чтобы максимально охватить ветровые потоки, проходящие через площадь ротора. Теоретически, чем больше лопастей у ротора, тем эффективней должна быть его работа. Однако, это не так. Ветроэнергетические установки с большим количеством лопастей менее эффективны, чем установки с двумя или тремя лопастями, так как лопасти создают помехи друг другу и менее прочны.

 У ВЭУ с вертикальной осью вращения  ведущий вал ротора расположен вертикально. Лопасти такой установки – длинные, обычно дугообразные. Они прикреплены к верхней и нижней частям башни. Благодаря вертикальному расположению ведущего вала ротора ВЭУ, в отличие от ВЭУ с горизонтальной осью вращения,  захватывают  ветер, дующий в любом направлении, и для этого им не нужно менять положение ротора при изменении ветровых потоков.

К сожалению как и у любой другой установки ветроэнергетическая установка обладает рядом недостатков: неравномерность поступления энергии, дороговизна оборудования, шум от работы ветродвигателей, вредные для людей и животных низкочастотные вибрации, обледенение лопастей, образующее осколки, гибель птиц и летучих мышей.     Необходимо четко представлять себе, что ветроустановка работает только тогда, когда есть ветер. Наибольший ветровой потенциал наблюдается на морских побережьях, на возвышенностях и в горах. Однако существует еще много других территорий с потенциалом ветра, достаточным для его использования в ветроэнергетике. Энергетические установки обычно используют ветер в приземном слое на высоте до 50 – 70 м, реже – до 100 м от поверхности Земли, поэтому наибольший интерес представляют характеристики движения воздушных потоков именно в этом слое. Важнейшими характеристиками, определяющей энергетическую цен­ность ветра, являются его скорость и плотность.

 Непостоянство скорости ветра заставляет либо устанавливать параллельно с ВЭУ аккумуляторную батарею, либо резервировать ее установкой на органическом топливе. Естественно, это повышает стоимость установки и ее эксплуатации, поэтому распространение таких установок пока невелико.

В развивающихся странах интерес к ВЭУ связан в основном с автономными установками малой мощности (0,5-4 кВт), которые могут использоваться в деревнях, удаленных от систем централизованного электроснабжения. Такие установки уже сегодня конкурентоспособны с дизелями, работающими на привозимом топливе.

На сегодняшний день доля ветроэнергетики в мировом энергопроизводстве составляет 1%, причем в некоторых странах на долю энергии выработанной за счет ветра, приходится 20% и более от общего объема энергопоставок.

Так, в США установлено более 1,5 млн. кВт мощностей ВЭУ, в Дании ВЭУ производят около 3% потребляемой страной энергии. Велика установленная мощность ВЭУ в Швеции, Нидерландах, Великобритании и Германии.  На сегодняшний день идёт изучение, разработка и внедрение новых видов преобразователей ветра. Китайским конструктором Цзян Цянь и его итальянский коллега Алессандро Леонетти Лупарини создали ветроагрет под название T-Box, который улавливает воздушный поток проезжающего поезда со скоростью до 240 км/ч.  Такая скорость поезда образует воздушный поток  скоростью до 15 м/с .  T-Box помещается под землю между шпалами — на поверхности остаются только вентиляционные отверстия. Внутри расположена турбина, которая и преобразует ветер в электричество. Если 200-метровый поезд пройдёт этот участок со скоростью 300 км/ч, суммарная мощность полученной энергии составит 2,6 кВт.

Ещё одной последней разработкой является  ветроустановка от фирмы Magenn Power Air Rotor System. Установка представляет собой аэростат, наполненный гелием, по бокам которого размещены два генераторных блока и удерживаемый с помощью привязи. Сам аэростат и является ротором с горизонтальной осью вращения. Устройство работает за счет эффекта Магнуса – возникновения подъемной силы в результате циркуляции воздуха вокруг твердого тела.

Традиционные ветряные генераторы эффективны при скоростях ветра от 3 до 28 м/с, а на высоте, куда можно поднять баллон MARS, скорость ветра может достигать гораздо больших значений (120-300 м), что увеличивает скорость вращения. Мощность установки составляет от 1кВт и ваше. Ещё одно преимущество – лёгкость монтажа. Также он абсолютно экологичен , и не приносит вреда птицам.

Однако MARS имеет и свои недостатки. Такие генераторы смогут работать только в тёплое время года или в странах с постоянным теплым климатом , так как при нулевой температуре и сильном ветре конструкция будет обледеневать и разрушаться. При сильных порывах возможен даже разрыв троса. Также при установке требуется согласование с авиационными службами.

Все эти устройства требуют дальнейшего изучения, разработки и рассмотрение возможного применения на территории Российской Федерации.

Литература

1.  Строительство и недвижимость [Электронный ресурс] URL: http://www.nestor.minsk.by (дата обращения 15.12.2013).
2. Компания ООО «АЭнерджи» [Электронный ресурс] URL: http://aenergy.ru (дата обращения 12.12.2013).
3. Министерство энергетики Российской Федерации [Электронный ресурс] URL: http://minenergo.gov.ru/ (дата обращения 12.12.2013).

Системы возобновляемой энергии, подключенные к сети | Министерство энергетики

Вы находитесь здесь

Главная »Системы возобновляемых источников энергии, подключенные к сети

При подключении домашней энергосистемы к электросети исследуйте и учитывайте необходимое оборудование, а также требования и соглашения вашего поставщика электроэнергии.| Фото любезно предоставлено Solar Design Associates, Inc.

В то время как системы возобновляемой энергии способны обеспечивать энергией дома и малые предприятия без подключения к электросети, многие люди предпочитают преимущества, которые дает подключение к электросети.

Система, подключенная к сети, позволяет снабжать ваш дом или малый бизнес возобновляемой энергией в те периоды (ежедневные и сезонные), когда светит солнце, течет вода или дует ветер. Любая избыточная электроэнергия, которую вы производите, возвращается в сеть.Когда возобновляемые ресурсы недоступны, электричество из сети обеспечивает ваши потребности, устраняя расходы на устройства хранения электроэнергии, такие как батареи.

Кроме того, поставщики электроэнергии (т. Е. Электроэнергетические компании) в большинстве штатов допускают нетто-учет, схему, при которой избыточная электроэнергия, вырабатываемая подключенными к сети возобновляемыми энергетическими системами, «возвращает» ваш счетчик электроэнергии, когда она подается обратно в сеть. Если вы потребляете больше электроэнергии, чем ваша система подает в сеть в течение определенного месяца, вы платите своему поставщику электроэнергии только за разницу между тем, что вы использовали, и тем, что вы произвели.

Некоторые вещи, которые вам необходимо знать, когда вы думаете о подключении вашей домашней энергосистемы к электросети, включают:

• Оборудование, необходимое для подключения вашей системы к электросети
• Требования к сетевому подключению от вашего поставщика электроэнергии
• Государство и кодексы и требования сообщества

Оборудование, необходимое для систем, подключенных к сети

Помимо основных небольших компонентов системы возобновляемой энергии, вам потребуется приобрести дополнительное оборудование (называемое «балансировкой системы»), чтобы безопасно передавать электроэнергию на ваши нагрузки и соответствовать требованиям вашего поставщика электроэнергии по подключению к сети.Вам могут понадобиться следующие предметы:

• Оборудование для кондиционирования воздуха
• Оборудование для обеспечения безопасности
• Счетчики и приборы.

Поскольку требования к сетевому подключению различаются, вам или вашему поставщику / установщику системы следует связаться с вашим поставщиком электроэнергии, чтобы узнать о его конкретных требованиях к сетевому подключению, прежде чем покупать какую-либо часть вашей системы возобновляемых источников энергии. См. Нашу страницу о требованиях к балансу системного оборудования для небольших систем возобновляемой энергии.

Требования к сетевому подключению от вашего поставщика электроэнергии

В настоящее время требования к подключению систем распределенной генерации, таких как домашние возобновляемые источники энергии или ветряные системы, к электросети сильно различаются.Но все поставщики электроэнергии сталкиваются с общим набором проблем при подключении небольших систем возобновляемой энергии к сети, поэтому правила обычно связаны с безопасностью и качеством электроэнергии, контрактами (которые могут требовать страхования ответственности), а также измерениями и тарифами.

Вам нужно будет напрямую связаться с вашим поставщиком электроэнергии, чтобы узнать о его конкретных требованиях. Если у вашего поставщика электроэнергии нет лица, назначенного для обработки запросов на подключение к сети, попробуйте связаться с комиссией по коммунальным предприятиям штата, группой защиты потребителей коммунальных услуг штата (представляет интересы потребителей в регулирующих органах штата и на федеральном уровне и в судах), в представительство потребителей штата. офис или государственный энергетический офис.

Обеспечение безопасности и качества электроэнергии при подключении к сети

Поставщики электроэнергии хотят быть уверены, что ваша система включает компоненты безопасности и качества электроэнергии. Эти компоненты включают в себя переключатели для отключения вашей системы от сети в случае скачка напряжения или сбоя в подаче электроэнергии (чтобы ремонтники не были поражены электрическим током) и оборудование для кондиционирования, чтобы ваша мощность точно соответствовала напряжению и частоте электричества, протекающего через сеть. .

Пытаясь решить проблемы безопасности и качества электроэнергии, несколько организаций разрабатывают национальные руководства по производству, эксплуатации и установке оборудования (ваш поставщик / установщик, местная организация по возобновляемым источникам энергии или ваш поставщик электроэнергии будут знать, какие из стандартов применяются в вашей ситуации и как их реализовать):

• Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) написал стандарт, который касается всей распределенной генерации, подключенной к сети, включая системы возобновляемых источников энергии.IEEE 1547-2003 содержит технические требования и тесты для работы в сети. Дополнительную информацию см. В Координационном комитете по стандартам IEEE по топливным элементам, фотоэлектрическим элементам, распределенной генерации и хранению энергии.
• Underwriters Laboratories (UL) разработала UL 1741 для сертификации инверторов, преобразователей, контроллеров заряда и выходных контроллеров для автономных и подключенных к сети систем возобновляемой энергии. UL 1741 подтверждает, что инверторы соответствуют стандарту IEEE 1547 для приложений, подключенных к сети.
• Национальный электротехнический кодекс (NEC), продукт Национальной ассоциации противопожарной защиты, касается электрического оборудования и безопасности электропроводки.

Хотя штаты и поставщики электроэнергии не уполномочены на федеральном уровне принимать эти кодексы и стандарты, ряд коммунальных комиссий и законодательных органов теперь требует, чтобы правила для систем распределенной генерации основывались на стандартах IEEE, UL и NEC.

Кроме того, в некоторых штатах в настоящее время проводится «предварительная сертификация» конкретных моделей оборудования на предмет безопасности для подключения к государственной электросети.

Вопросы по контрактам для систем, подключенных к сети

При подключении вашей небольшой системы возобновляемой энергии к сети вам, вероятно, потребуется подписать соглашение о межсетевом соединении с вашим поставщиком электроэнергии.В вашем соглашении поставщики электроэнергии могут потребовать от вас выполнения следующих действий:

• Страхование ответственности за перевозку — Страхование ответственности защищает поставщика электроэнергии в случае несчастных случаев, связанных с работой вашей системы. Большинство домовладельцев несут ответственность не менее 100 000 долларов в рамках своих полисов страхования домовладельцев (хотя вы должны убедиться, что ваш полис покрывает вашу систему), чего часто бывает достаточно. Однако имейте в виду, что ваш поставщик электроэнергии может потребовать от вас большего.Некоторые поставщики электроэнергии могут также потребовать от вас возмещения ущерба за любой потенциальный ущерб, убытки или травмы, вызванные вашей системой, что иногда может быть чрезмерно дорогостоящим.
• Оплата сборов и других сборов — вас могут попросить оплатить сборы за выдачу разрешений, сборы за разработку / осмотр, сборы за счетчики (если установлен второй счетчик) и резервные сборы (для покрытия затрат поставщика электроэнергии на техническое обслуживание вашей системы. в качестве резервного источника питания). Определите эти затраты на раннем этапе, чтобы вы могли учесть их в стоимости вашей системы, и не бойтесь ставить под сомнение любые, которые кажутся неуместными.

Помимо страховки и сборов, вы можете обнаружить, что ваш поставщик электроэнергии требует большого количества документов, прежде чем вы сможете продолжить работу с вашей системой. Однако поставщики электроэнергии в нескольких штатах сейчас переходят к упрощению процесса заключения контрактов, упрощая соглашения, устанавливая временные рамки для обработки документов и назначая представителей для обработки запросов о подключении к сети.

Устройства измерения и тарификации для систем, подключенных к сети

При подключенной к сети системе, когда ваша система возобновляемых источников энергии вырабатывает больше электроэнергии, чем вы можете использовать в данный момент, электроэнергия поступает в электрическую сеть, чтобы ваша коммунальная компания могла использовать ее в другом месте.Закон о политике регулирования коммунальных предприятий 1978 года (PURPA) требует, чтобы поставщики электроэнергии покупали избыточную электроэнергию у подключенных к сети небольших систем возобновляемой энергии по ставке, равной стоимости самого производства электроэнергии поставщику электроэнергии. Поставщики электроэнергии обычно реализуют это требование с помощью различных механизмов учета. Вот схемы учета, с которыми вы, вероятно, столкнетесь:

• Чистая покупка и продажа — По этой схеме устанавливаются два однонаправленных счетчика: один регистрирует электроэнергию, потребляемую из сети, а другой — избыточную выработанную и возвращаемую электроэнергию. в сетку.Вы платите розничный тариф за электроэнергию, которую вы используете, а поставщик электроэнергии покупает вашу избыточную выработку по минимальной цене (оптовый тариф). Может быть значительная разница между розничной ставкой, которую вы платите, и затратами, которых поставщик электроэнергии избегает.
• Чистое измерение — Чистое измерение дает вам как потребителю наибольшую выгоду. Согласно этой схеме, один двунаправленный счетчик используется для регистрации как электроэнергии, которую вы потребляете из сети, так и избыточной электроэнергии, которую ваша система возвращает обратно в сеть.Счетчик вращается вперед, когда вы потребляете электричество, и он вращается назад, когда избыток подается в сеть. Если в конце месяца вы израсходовали больше электроэнергии, чем произвела ваша система, вы платите розничную цену за эту дополнительную электроэнергию. Если вы произвели больше, чем израсходовали, поставщик электроэнергии обычно платит вам за дополнительную электроэнергию по минимальной цене. Реальная выгода от чистых измерений заключается в том, что поставщик электроэнергии, по сути, платит вам розничную цену за электроэнергию, которую вы возвращаете в сеть.

Некоторые поставщики электроэнергии теперь позволяют переносить остаток любой чистой дополнительной электроэнергии, которую ваша система вырабатывает из месяца в месяц, что может быть преимуществом, если ресурс, который вы используете для выработки электроэнергии, носит сезонный характер. Если в конце года вы произвели больше, чем израсходовали, вы передаете лишнюю выработку поставщику электроэнергии.

Системы возобновляемых источников энергии, подключенные к сети

Нет, замерзшие ветряные турбины не виноваты в отключении электроэнергии в Техасе

Подпишитесь на наш ежедневный информационный бюллетень The Brief, который держит читателей в курсе самых важных новостей Техаса.

Замерзшие ветряные турбины в Техасе заставили некоторых консервативных политиков штата заявить во вторник, что штат слишком полагается на возобновляемые источники энергии. Но на самом деле ожидалось, что энергия ветра будет составлять лишь малую часть того, что штат запланировал на зиму.

Совет по надежности электроснабжения Техаса прогнозировал, что 80% зимней мощности сети, или 67 гигаватт, можно будет вырабатывать за счет природного газа, угля и некоторой части ядерной энергии.

Февральская зимняя буря 2021 года

• Когда вернется моя вода? Как мне тем временем достать воду?

  Мы не знаем. Власти штата и города призывают к терпению и советуют техасцам, у которых есть проточная вода, кипятить ее. Примите все необходимые меры, чтобы подготовиться к нескольким дням без воды. Официальные лица в Остине, например, заявили.19, что восстановление водоснабжения, вероятно, станет многодневным процессом для всего города. Здесь у нас есть некоторые ресурсы, но лучший вариант, чтобы найти бесплатную воду, — это проверить местные СМИ.

• Получу ли я большой счет за электроэнергию?

  Не надо сразу. Официальные лица Техаса подписали приказ, временно запрещающий поставщикам электроэнергии отправлять счета жителям.Приказ является временной мерой, дающей чиновникам время для решения проблемы резкого роста счетов некоторых жителей. Чиновники также подписали приказ, запрещающий поставщикам коммунальных услуг отключать обслуживание жителей, не оплативших счет. Подробнее читайте здесь.

• Как я могу получать обновления?

  Подпишитесь на наши новости, отправив текстовое сообщение «привет» на номер 512-967-6919 или посетив эту страницу.

• Я был без электричества больше суток. Почему люди называют это откатывающимися отключениями?

  Когда 15 февраля в 1:25 утра по московскому времени оператор электросетей штата начал отключать электричество, это планировалось как временная мера на случай экстремальных зимних явлений. Вместо этого некоторые техасцы остаются без электричества намного дольше, сталкиваясь с днями без электричества вместо первоначально запланированных 45 минут. Электросеть была спроектирована так, чтобы пользоваться большим спросом летом, когда техасцы включают дома кондиционеры.Но некоторые источники энергии, питающие сеть летом, отключены зимой. Поэтому, когда техасцы остались дома во время шторма в воскресенье и потребовали рекордное количество электроэнергии, электросеть штата не выдержала.

• Подождите, у нас есть своя электросеть? Почему?

  Да, в Техасе есть своя собственная энергосистема, управляемая агентством ERCOT, Совет по надежности электроснабжения Техаса.История длинная, но короткая версия такова: в Техасе есть своя собственная сеть, чтобы избежать соблюдения федеральных правил. В 1935 году президент Франклин Д. Рузвельт подписал Закон о федеральной энергетике, по которому Федеральная энергетическая комиссия возлагала на Федеральную комиссию по энергетике ответственность за межгосударственные продажи электроэнергии. Но коммунальные предприятия Техаса не пересекают границы штата. ERCOT была образована в 1970 году после крупного отключения электроэнергии на северо-востоке в ноябре 1965 года, и ей было поручено управлять надежностью сети в соответствии с национальными стандартами.Обратите внимание, что не весь Техас находится в одной электросети. Эль-Пасо находится на другой сетке, как и верхний Панхэндл и кусок Восточного Техаса.

• Я читал в Интернете, что ветряные турбины — причина того, что мы потеряли электроэнергию. Это правда?

  Нет. Потеря энергии ветра составляет лишь часть сокращения генерирующих мощностей, которое привело к отключениям миллионов техасцев.Представитель Совета по надежности электроснабжения Техаса заявил 16 февраля, что 16 гигаватт возобновляемой энергии, в основном ветровой, отключены. Почти вдвое больше, 30 гигаватт, было потеряно из-за источников тепла, включая газ, уголь и ядерную энергию. «Техас — это газовый штат», — сказал Майкл Уэббер, профессор энергетических ресурсов Техасского университета в Остине. «Газ сейчас терпит крах самым зрелищным образом».

• Как мне согреться? Как я могу помочь другим?

  Национальная метеорологическая служба призывает людей закрывать шторы и шторы, собираться, если возможно, в одной комнате и закрывать двери для других, а также засовывать полотенца в щели под дверями.Носите свободные слои теплой легкой одежды. Закуски и потребление жидкости помогут согреть тело. В некоторых городах есть центры обогрева и транспорт по мере необходимости — местные ресурсы можно найти здесь. Если у вас есть ресурсы или вы можете сделать финансовые пожертвования, найдите здесь некоммерческие организации, которые помогают людям.

• Посмотреть больше материалов

Представитель Совета по надежности электроснабжения Техаса сообщил во вторник днем, что 16 гигаватт возобновляемой энергии, в основном ветровой, отключены.Почти вдвое больше, 30 гигаватт, было потеряно из-за источников тепла, включая газ, уголь и ядерную энергию.

К среде эти цифры изменились, поскольку все больше операторов изо всех сил пытались работать в холодную погоду: всего 45 гигаватт были отключены, из них 28 гигаватт от тепловых источников и 18 гигаватт от возобновляемых источников, заявили представители ERCOT.

«Техас — газовый штат», — сказал Майкл Уэббер, профессор энергетических ресурсов Техасского университета в Остине.

В то время как Уэббер сказал, что в энергетическом кризисе виноваты все источники энергии Техаса, газовая промышленность производит значительно меньше энергии, чем обычно.

«Газ сейчас терпит крах самым зрелищным образом», — сказал Уэббер.

Дэн Вудфин, старший директор ERCOT, во вторник поддержал это мнение.

«Похоже, что большая часть поколения, которое сегодня отключилось, в основном связано с проблемами в системе природного газа», — сказал он во вторник во время телефонного разговора с журналистами.

Тем не менее, некоторые возлагают вину за ветроэнергетику.

«Это то, что происходит, когда вы заставляете сеть частично полагаться на ветер в качестве источника энергии», — написал в Твиттере во вторник во второй половине дня представитель США Дэн Креншоу из Хьюстона. «Когда погодные условия ухудшаются, как это было на этой неделе, прерывистая возобновляемая энергия, такая как ветер, перестает быть там, когда она вам нужна».

Далее он обратил внимание на остановку ядерного реактора в Бэй-Сити из-за холода и, наконец, дошел до того, что эксперты по энергетике считают самым большим виновником, написав: «Низкое снабжение природного газа: ERCOT запланировал на 67 ГВт из природного газа / угля , но в сети можно было получить только 43 ГВт.У нас не закончился природный газ, но у нас закончилась возможность получать природный газ. На трубопроводах в Техасе не используется холодная изоляция, поэтому все замерзало ».

Комиссар по сельскому хозяйству Сид Миллер, известный своими правыми постами в Facebook, которые в прошлом распространяли дезинформацию и усиливали теории заговора, также опубликовал в Facebook неприукрашенный обзор ветроэнергетики: «Мы никогда не должны строить еще одну ветряную турбину в Техасе. «

В другом посте Миллер был еще более откровенен, но также вводил в заблуждение.«К травме добавилось оскорбление: эти уродливые ветряные турбины — одна из основных причин отключения электричества», — написал он. «Разве это не иронично? … Вот вам и неприглядные и непродуктивные, лишающие энергии памятники Обаме. По крайней мере, они показывают нам, где живут идиоты ».

В то время как скептики ветроэнергетики утверждали, что недельное замораживание означает, что на ветровую энергию нельзя положиться, ветровые турбины, как и газовые электростанции, могут быть «подготовлены к зиме» или модифицированы для работы при очень низких температурах.Эксперты говорят, что многие электрогенераторы Техаса не инвестировали необходимые средства для предотвращения сбоев в работе оборудования, поскольку в штате редко случаются сильные зимние штормы.

По оценкам, из общей зимней мощности сети около 80%, или 67 гигаватт, может быть произведено за счет природного газа, угля и некоторой ядерной энергии. Ожидалось, что только 7% прогнозируемой зимней мощности ERCOT, или 6 гигаватт, будет приходиться на различные источники ветровой энергии по всему штату.

Производство природного газа в штате резко упало из-за морозных условий, что затрудняет получение электростанциями топлива, необходимого для их работы. По словам экспертов, на электростанциях, работающих на природном газе, обычно не так много топлива. Вместо этого заводы полагаются на постоянный поток природного газа из трубопроводов, которые проходят через штат от таких областей, как Пермский бассейн, добывающий нефть и природный газ, в Западном Техасе до крупных центров спроса, таких как Хьюстон и Даллас.

Губернатор

Грег Эбботт уточнил, что источники ископаемого топлива вносят свой вклад в проблемы с энергосистемой, описывая ситуацию в понедельник днем.

«Возможности некоторых компаний, производящих электроэнергию, были заморожены. Это включает в себя генераторы природного газа и угля », — написал он в твиттере.

Хизер Зичал, генеральный директор отраслевой группы American Clean Power Association, заявила, что противники возобновляемой энергии пытались отвлечь внимание от сбоев в других частях системы и замедлить «переход к экологически чистой энергии будущего».”

«Позорно видеть, как давние противники чистой власти — которые нападают на нее, идет ли дождь, идет снег или светит солнце — участвуют в политически оппортунистической шараде, вводя американцев в заблуждение, продвигая программу, не имеющую ничего общего с восстановлением власти. сообществам Техаса », — сказала она.

Мэтью Уоткинс предоставил репортаж.

Раскрытие информации: Facebook и Техасский университет в Остине оказывали финансовую поддержку The Texas Tribune, некоммерческой, непартийной новостной организации, которая частично финансируется за счет пожертвований членов, фондов и корпоративных спонсоров.Финансовые спонсоры не играют никакой роли в журналистике Tribune. Здесь вы найдете их полный список.

Основы ветроэнергетики | NREL

Ветер возникает, когда поверхность земли неравномерно нагревается солнцем. Ветряная энергия можно использовать для выработки электроэнергии.

Ветряные турбины

Ветряные турбины, как и ветряные мельницы, устанавливаются на башне, чтобы улавливать максимум энергии.На высоте 100 футов (30 метров) и более они могут воспользоваться более быстрым и менее бурный ветер. Турбины улавливают энергию ветра своим пропеллером. лезвия. Обычно на валу устанавливаются две или три лопасти, образующие ротор .

Лезвие действует как крыло самолета. Когда дует ветер, карман низкого давления воздух образуется на подветренной стороне лопасти.Затем воздушный карман низкого давления вытягивает лезвие к нему, заставляя ротор вращаться. Это называется лифт . Сила подъема на самом деле намного сильнее, чем сила ветра, направленная против ветра. Передняя сторона клинка, которая называется , лобовая часть . Комбинация подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться как пропеллер, и вращающийся вал вращает генератор, чтобы вырабатывать электричество.

Исследования ветроэнергетики

NREL в основном проводятся в кампусе Флэтайронс, отдельном месте недалеко от Боулдера, Колорадо.

Ветряные турбины коммунального назначения на ветряной электростанции Сидар-Крик в Гровере, штат Колорадо. Фото Денниса Шредера / NREL

VolturnUS Плавающая оффшорная ветряная турбина с полупогружной плавучей ветроэнергетической системой Платформа, Университет штата Мэн, часть консорциума DeepCWind. Фотография из Университета штата Мэн

Наземная ветроэнергетика

Ветровые турбины могут использоваться как автономные приложения или их можно подключать к электросети или даже в сочетании с фотоэлектрической системой (солнечными элементами).За коммунальные (мегаваттные) источники энергии ветра, большое количество ветряных турбин обычно строятся близко друг к другу и образуют ветряную электростанцию ​​ , также называемую ветровой электростанцией . Некоторые поставщики электроэнергии сегодня используют ветряные электростанции для снабжения электроэнергией своих потребителей.

Автономные ветряные турбины обычно используются для перекачки воды или связи. Однако домовладельцы, фермеры и владельцы ранчо в ветреных районах также могут использовать ветряные турбины. как способ сократить свои счета за электричество.

Распределенная энергия ветра

Малые ветровые системы также обладают потенциалом в качестве распределенных энергоресурсов. Распространено энергоресурсы относятся к множеству небольших модульных технологий производства энергии. которые могут быть объединены для улучшения работы системы подачи электроэнергии. Для получения дополнительной информации о распределенном ветре посетите Отдел ветроэнергетических технологий Министерства энергетики США.

Морская ветроэнергетика

Оффшорная ветроэнергетика — относительно новая отрасль в США. Америки первая оффшорная ветряная электростанция, расположенная в Род-Айленде, у побережья острова Блок, был включен в декабре 2016 года. В отчете Wind Vision Министерства энергетики показано, что к 2050 году морской ветер будет доступен во всех прибрежных регионах страны.

Дополнительные ресурсы

Для получения дополнительной информации о ветровой энергии посетите следующие ресурсы:

Основы ветроэнергетики
Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США

Карты и данные по ветроэнергетике
WINDExchange DOE

Как работают ветряные турбины
U.S. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики.

Малые ветроэнергетические системы
Программа энергосбережения Министерства энергетики США

Американская ассоциация ветроэнергетики

Energy Kids Wind Basics
Управление энергетической информации США Energy Kids

Энергия ветра — Энергетическое образование

Рисунок 1.Ветряная электростанция в Техасе. ^[1]

Энергия ветра — это выработка электроэнергии из ветра. Энергия ветра собирает поток первичной энергии атмосферы, образующийся в результате неравномерного нагрева поверхности Земли Солнцем. Таким образом, энергия ветра — это косвенный способ использования солнечной энергии. Энергия ветра преобразуется в электрическую энергию ветряными турбинами. ^[2]

Ресурс ветра

Несколько различных факторов влияют на потенциальный ветровой ресурс в районе.На выходную мощность влияют три основных фактора: скорость ветра , плотность воздуха и радиус лопасти . ^[3] Ветровые турбины должны регулярно находиться в районах с сильным ветром, что более важно, чем периодические сильные ветра.

Скорость ветра

Рисунок 2. Произвольная кривая мощности ветряной турбины мощностью 1 МВт в сравнении со скоростью ветра. Обратите внимание на скорость резки. ^[4]

Скорость ветра в значительной степени определяет количество электроэнергии, вырабатываемой турбиной.Более высокая скорость ветра генерирует больше энергии, потому что более сильный ветер позволяет лопастям вращаться быстрее. ^[3] Более быстрое вращение приводит к большей механической мощности и большей электрической мощности от генератора. Взаимосвязь между скоростью ветра и мощностью для типичной ветряной турбины показана на рисунке 2.

Турбины предназначены для работы в определенном диапазоне скоростей ветра. Пределы диапазона известны как скорость включения и скорость отключения. ^[5] Скорость включения — это точка, при которой ветряная турбина может вырабатывать электроэнергию.Между скоростью включения и номинальной скоростью, где достигается максимальная мощность, выходная мощность будет увеличиваться кубическим образом со скоростью ветра. Например, если скорость ветра увеличится вдвое, выходная мощность увеличится в 8 раз. Это кубическое соотношение делает скорость ветра таким важным фактором для ветроэнергетики. Эта кубическая зависимость действительно отключается при номинальной скорости ветра. Это приводит к относительно пологой части кривой на Рисунке 2, поэтому кубическая зависимость наблюдается при скоростях ниже 15 м / с (54 км / ч).

Скорость отключения — это точка, при которой турбина должна быть остановлена, чтобы избежать повреждения оборудования.Скорости включения и выключения зависят от конструкции и размера турбины и определяются до начала строительства. ^[6]

Плотность воздуха

Выходная мощность связана с местной плотностью воздуха, которая является функцией высоты, давления и температуры. Плотный воздух оказывает большее давление на роторы, что приводит к увеличению выходной мощности. ^[7]

Конструкция турбины

Ветровые турбины предназначены для увеличения радиуса лопастей ротора и увеличения выходной мощности.Лопасти большего размера позволяют турбине улавливать больше кинетической энергии ветра за счет перемещения большего количества воздуха через роторы. ^[8] Однако для работы более крупных лопастей требуется больше места и более высокая скорость ветра. Как правило, турбины располагаются на расстоянии в четыре раза больше диаметра ротора. ^[6] Это расстояние необходимо, чтобы избежать помех между турбинами, что снижает выходную мощность. ^[5] Относительное расстояние между ветряными турбинами показано на Рисунке 1.

Интерактивный график

Ветроэнергетика довольно быстро растет во многих регионах; изучите приведенные ниже данные, чтобы увидеть, как растет энергия ветра в разных странах. ^[9]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:GreenMountainWindFarm_Fluvanna_2004.jpg#/media/File:GreenMountainWindFarm_Fluvanna_2004.jpg
2. ↑ Развитие ветроэнергетики. (18 августа 2015 г.). Основы ветроэнергетики [Онлайн], доступно: http://windeis.anl.gov/guide/basics/
3. ↑ ^{3,0 3,1} Европейская ассоциация ветроэнергетики.(2013, 4 ноября). Как работает ветряная турбина [Online]. Доступно: http://www.ewea.org/wind-energy-basics/how-a-wind-turbine-works/
4. ↑ По материалам: R. Wolfson, Energy, Environment and Climate, 2nd ed. Нью-Йорк: Norton, 2012. и WindPowerProgram, [Online], Доступно: http://www.wind-power-program.com/popups/powercurve.htm
5. ↑ ^{5,0 5,1} Д. Вуд, частное сообщение, октябрь 2013 г.
6. ↑ ^{6,0 6.1} Energy Research Unit (нет данных). (2013, 4 ноября). Energy Research Unit Meteorological Data [Online]. Доступно: http://www.elm.eru.rl.ac.uk/ins4.html
7. ↑ WindTurbines.net (2013, 4 ноября). Факторы, влияющие на КПД ветряных турбин [Online]. Доступно: http://www.slideshare.net/windturbinesnet/factors-affecting-wind-turbine-efficiency-7146602
8. ↑ Оренда. (2013, 4 ноября). Имеет ли значение длина лопастей ветряной турбины? [Интернет]. Доступно: http: // orendaenergy.com / действительно-имеет значение-длина-лопасти-ветряной турбины /
9. ↑ BP Worldwide. (2014, 1 июля). Статистический обзор мировой энергетики за 2017 год [Онлайн]. Доступно: https://calculators.io/statistical-review-of-world-energy/

История первой ветряной турбины Карлтона — Управление оборудованием — Колледж Карлтона

Суббота, 25 сентября 2004 г., ознаменовала торжественное открытие ветряной турбины Carleton мощностью 1,65 мегаватта, первой в стране ветряной турбины общего назначения, принадлежащей колледжу.Хотя турбина была построена с поразительной скоростью в августе 2004 года, процесс разработки плана по использованию зеленой энергии занял гораздо больше времени. Процесс планирования и строительства описан ниже.

Планирование

Летом 2002 года школьный округ Нортфилда инициировал встречу с колледжем Св. Олафа, городом Нортфилд, Northfield ReNew (общественная организация по защите интересов ветра) и колледжем Карлтон, чтобы создать рабочую группу для изучения возможностей развития ветроэнергетики.После исследования участков, прилегающих к общине, было обнаружено, что два хребта являются кандидатами на использование энергии ветра. Только школьный округ и Карлтон были заинтересованы в дальнейшей разработке технико-экономического обоснования для определения стоимости, местоположения и одобрения общественности двух ветряных турбин промышленного размера. На каждом гребне был установлен анемометр для измерения ветра и определения размера турбины, которая будет производить наибольшую мощность для участков. Карлтон и школьный округ вместе наняли разработчика ветряков для помощи в разработке проекта.

В начале исследования Northfield ReNew провела публичное собрание, чтобы обсудить Карлтон и предварительные планы школьного округа по покупке и эксплуатации ветряных турбин. На собрании присутствовало более 90 членов сообщества, и, за исключением нескольких, которые беспокоились об убийствах птиц, первоначальное признание идеи было всеобщим. Примерно девять месяцев спустя общественное агентство по проведению опросов спросило жителей Нортфилда об энергии ветра в связи с школьным референдумом. Исследование показало, что школьный округ высоко оценил развитие ветроэнергетики — 80% согласились бы с этим, если бы это было выгодно.К сожалению, школьный округ Нортфилда не смог реализовать этот проект.

После того, как был собран значительный объем данных о ветре, был проведен официальный процесс торгов на лучшую турбину. Из-за немного меньшей скорости ветра в этом районе, чем в западной Миннесоте, был выбран ротор NEG Micon с размахом ротора NM1.65MWx82M с 40-метровыми лопастями, который использовался для оценки затрат и создания сценария разработки.

Предложение

Разработка и строительство 1.Ветряк мощностью 65 мегаватт, расположенный примерно в 1-1 / 2 милях к востоку от Карлтон-колледжа в сотрудничестве со школьным округом Нортфилд. Эта ветряная турбина будет ветровой турбиной коммунального класса. Высота 360 футов — это верхняя часть рабочей области пролета ротора, обычно описываемая высотой ступицы, которая составляет 230 футов (70 м), а размах ротора — 270 футов (82 м). Лопасти имеют длину около 132 футов (40 м). Размах ротора больше, чем у старых турбин, расположенных в районах с сильным ветром, таких как юго-запад Миннесоты.Большой пролет технологически более эффективен для сбора энергии от более низкой средней скорости ветра в районе Нортфилда.

Эта установка станет важной демонстрацией современной технологии слабого ветра, которая позволяет размещать ветроэнергетику в гораздо более широких географических районах и ближе к обслуживаемым электрическим нагрузкам. Ветровые турбины будут подключены непосредственно к распределительным линиям Xcel. Этот тип соединения является примером того, что называется распределенной генерацией (DG).Распределенная генерация — это просто выработка энергии рядом с областями, где ее можно легко использовать. В нашем случае энергия от этой турбины будет поступать в электрическую сеть Northfield и использоваться локально. Вместо того, чтобы генерировать энергию за много миль от источника и строить высоковольтную линию электропередачи, энергия может быть включена в существующую электрическую сеть. Xcel готов покупать произведенную энергию по цене 3,3 цента за киловатт-час для всей произведенной энергии. Эта цена на энергию может быть уменьшена по фиксированной ставке на 20 лет.Колледж должен будет оплатить стоимость турбины, аренды земли, линий электропередачи к распределительной линии, соединительного оборудования, трансформаторов, имущества и страхования от перерыва в работе, налогов и технического обслуживания. Расчетный киловатт-час в год турбины мощностью 1,65 мегаватта составляет приблизительно 5 000 000 кВт · ч.

График процесса

• Сентябрь – ноябрь 2003 г .: Составьте меморандум о взаимопонимании со школьным округом Нортфилда.
• Ноябрь 2003 г. — январь 2004 г .: Подготовить бюллетень для референдума школьного округа
• Декабрь 2003 г. для продолжения проекта)
• Февраль 2004 г .: Разработать и распространить тендерную документацию на ветряную турбину
• Февраль 2004 г. заказ на ветряную турбину
• август 2004 г .: Поставка и установка турбины
• сентябрь 2004 г .: Начало производства зеленой энергии

График проекта

• 4 августа: Фундамент завершен
• 13 августа: Турбина прибывает в Хьюстон
• 27 августа: Пилонная башня прибывает на площадку
• 27 августа: Турбина прибывает на площадку
• 27 августа: Базовая секция башни установлена ​​
• 30 августа : Турбина подготовлена ​​к установке
• 1 сентября: Башня завершена
• 1 сентября: Турбина и лопасти установлены
• 3 сентября: Электромонтажные работы завершены
• 13 сентября: Завершено соединение с Xcel Energy
• 15 сентября: Ветровая турбина введен в эксплуатацию
• 16 сентября: турбина поставляет энергию в сеть
• 25 сентября: открытие ветряной турбины

Почему ветер?

Среднеконтинентальная часть Соединенных Штатов богата ветровыми ресурсами.С 1981 года в США было разработано 4250 мегаватт ветровой энергии. С середины 1990-х годов коммунальные предприятия и фермеры на юго-западе Миннесоты добывали этот ветровой ресурс, производя 336 мегаватт. Ожидается, что в ближайшие годы будет установлено еще 259 мегаватт. Xcel производит более 308 мегаватт электроэнергии или почти 3,75 процента энергетического портфеля Xcel.

За последние 10 лет изменились два технологических фактора, которые позволили области вокруг Нортфилда стать плодородным ветроэнергетическим ресурсом.Во-первых, конструкция ветряных турбин промышленного класса продвинулась до такой степени, что они могут улавливать энергию при более низкой скорости ветра. Хотя ветры вокруг Нортфилда не такие сильные, как в юго-западной части Миннесоты, с новыми технологиями турбины стали экономически целесообразными. Второй фактор связан с первым. С развитием ветроэнергетики не только турбины стали более эффективными, но турбины получили некоторую экономию на масштабе и, следовательно, стали дешевле.В 1980 году производство киловатт-часа, вырабатываемого ветром, стоило почти 40 центов. В настоящее время производство того же киловатт-часа стоит около 4 центов.

Воздействие на окружающую среду

Carleton оказывает следующее воздействие на окружающую среду: одна турбина мощностью 1,65 мегаватт заменит около 40 процентов нашей общей электрической нагрузки на экологически чистую энергию, не загрязняющую окружающую среду. Турбина мощностью 1,65 МВт снизит вредные выбросы парниковых газов в размере:

• CO2 (двуокись углерода): 4318.1 (тонны)
• ЛОС (летучие органические соединения): 170,8 (фунты)
• NOx (закись азота): 11,6 (тонны)
• CO (оксид углерода): 1665,8 (фунты)
• SO2 (диоксид серы): 11,5 (тонн)
• PM10: 1223,9 (фунт)
• Ртуть: 0,1 (фунт)

Датское исследование Министерства окружающей среды также показало, что угольная электростанция выбрасывает в 360 раз больше SOx, NOx и углерода. диоксида для выработки эквивалентного количества электроэнергии в течение 25-летнего срока службы ветряной турбины.Предполагается, что в течение срока службы турбины Карлтона Колледж сократит выбросы CO2 на 1,5 миллиона тонн.

Возможности

Эта разработка ветряной турбины предоставляет колледжу невероятные образовательные, экологические и экономические возможности.

Возможности обучения:

С каждой из турбин есть компьютерный интерфейс. Данные, передаваемые в компьютер, отслеживают и отображают скорость ветра в каждый момент, количество вырабатываемой энергии и мощность турбины.Кафедра физики может изучать механические аспекты турбины и выработку энергии с помощью ветра. Киловатт-часы могут быть мгновенно переведены на сокращение выбросов парниковых газов. Эти выбросы можно отслеживать и накапливать с течением времени. Это позволит установить учебную станцию ​​в зоне сбора физического факультета, где студенты смогут получить доступ к данным, генерируемым турбиной, а также к информации о том, как работает турбина и почему энергия ветра важна для Карлтона и региона.Факультет может также предложить учебные материалы о зеленой энергии и эффективности самих методов зеленой энергии. Каждый тип можно сравнить и сопоставить с точки зрения их эффективности и воздействия на окружающую среду.

Экологические возможности:

В США ежегодно на человека выбрасывается около 6,6 тонны (почти 15 000 фунтов углеродного эквивалента) парниковых газов. А выбросы на человека увеличились примерно на 3,4% в период с 1990 по 1997 год. Большая часть этих выбросов, около 82 процентов, приходится на сжигание ископаемого топлива для выработки электроэнергии и силовых автомобилей.

Экономические возможности:

В дополнение к ежемесячным платежам Xcel Колледжу за приобретенную энергию, колледж имеет право на получение производственного кредита Миннесоты в размере 1,5 цента за киловатт-час на 10-летний период.

Еще одним потенциальным источником финансирования является Федеральный производственный кредит, если он будет одобрен. Это альтернатива Федеральной налоговой льготе для некоммерческих организаций. Кредит на производство составляет примерно 1,8 цента за киловатт-час на 10 лет. Нет ограничений на сумму финансирования для кредита, но правительство не обязано полностью возмещать заявителю, хотя на сегодняшний день все заявители полностью профинансированы.Этот кредит финансируется ежегодно.

Физика ветряных турбин | Основы энергетики

Более тысячи лет назад ветряные мельницы работали в Персии и Китае, см. TelosNet и Википедия. Почтовые мельницы появились в Европе в XII веке, а к концу XIII в. башенная мельница, на которой вращалась только деревянная крышка вместо всего корпуса мельницы. В США развитие ветряная мельница, перекачивающая воду, была важным фактором, позволившим заниматься земледелием и разводить скотоводство на обширных территориях в середине девятнадцатого века.Эти ветряные помпы (иногда называемые западными мельницами) все еще распространены в Америке и Австралии. У них есть ротор с около 30 лопастей (или лопастей) и способность медленно поворачиваться. Из 200 000 ветряных мельниц, существующих в В Европе середины девятнадцатого века через столетие остался только один из десяти. С тех пор старые ветряные мельницы были заменены паровыми двигателями и двигателями внутреннего сгорания. Однако поскольку В конце прошлого века количество ветряных турбин неуклонно растет, и их начинают принимать играет важную роль в производстве электроэнергии во многих странах.

Сначала мы покажем, что для всех ветряных турбин энергия ветра пропорциональна скорости ветра в кубе. Энергия ветра — это кинетическая энергия движущегося воздуха. Кинетическая энергия массы м с скорость v равна

Массу воздуха m можно определить из плотности воздуха ρ и объема воздуха V согласно

Затем,

Мощность — это энергия, разделенная на время. Рассмотрим малое время Δ t , за которое частицы воздуха пройти расстояние с = v Δ t для протекания.Умножаем расстояние на площадь ротора ветряной турбины, A , в результате получается объем

, который приводит в движение ветряную турбину на короткое время. Тогда мощность ветра дается как

.

Сила ветра увеличивается пропорционально скорости ветра. Другими словами: удвоение скорости ветра дает в восемь раз больше энергии ветра. Поэтому для ветряка очень важен выбор «ветреного» места.

Эффективная полезная энергия ветра меньше, чем указано в приведенном выше уравнении.Скорость ветра позади ветряк не может быть нулевым, так как воздух не может следовать. Следовательно, только часть кинетической энергии можно извлечь. Рассмотрим следующую картину:

Скорость ветра перед ветряком больше, чем после него. Поскольку массовый расход должен быть непрерывным, площадь A ₂ после ветряной турбины больше площади A ₁ перед. Эффективная мощность — это разница между двумя ветровыми мощностями:

.

Если разница обеих скоростей равна нулю, у нас нет чистой эффективности.Если разница слишком велика, поток воздуха через ротор слишком затруднен. Коэффициент мощности c _p характеризует относительная мощность рисования:

Для вывода приведенного выше уравнения было принято следующее: A ₁ v ₁ = A ₂ v ₂ = A ( v 1+ v 2) / 2. Обозначим соотношение v 2/ v 1 с правой стороны. уравнения с x .Чтобы найти значение x , которое дает максимальное значение C _P , мы берем производную по x и устанавливаем ее равной нулю. Это дает максимум, когда x = 1/3. Максимальная мощность рисования получается для v ₂ = v ₁ /3, а идеальный коэффициент мощности равен

Другая ветряная турбина, расположенная слишком близко сзади, будет приводиться в движение только более медленным воздухом. Таким образом, ветряные электростанции в Преобладающее направление ветра требует минимального расстояния в восемь раз больше диаметра ротора.Обычный диаметр ветряков составляет 50 м с установленной мощностью 1 МВт и 126 м с ветроэнергетической установкой мощностью 5 МВт. Последний в основном используется на шельфе.

Установленная мощность или номинальная мощность ветряной турбины соответствует выходной электрической мощности со скоростью между 12 и 16 м / с, при оптимальных ветровых условиях. По соображениям безопасности установка не вырабатывает большую мощность при сильном ветре. условий, чем те, для которых он предназначен. Во время грозы завод отключается.В течение года загруженность из 23% можно добраться вглубь страны. Это увеличивается до 28% на побережье и 43% на море.

Более подробную информацию можно найти на Интернет-страницах wind-works.org и в страницы Американской ассоциации ветроэнергетики.

Установленная мощность ветроэнергетики в США в апреле 2020 года составляла около 107,4 ГВт. Эта мощность была превышена. только Китай (более 200 ГВт). Центр ветроэнергетики Альты в Калифорнии — крупнейшая ветряная электростанция в Соединенных Штатах с 2013 года мощностью 1.6 ГВт. Электроэнергия, произведенная с помощью энергии ветра в Соединенных Штатах, составила в 2019 году около 300 ТВт-ч (тераватт-часов), или 7,3% всей вырабатываемой электроэнергии. Подробную информацию о нынешнем состоянии в США можно найти в Википедия.

Ключевым моментом в ветроэнергетике является то, что время пикового спроса на электроэнергию и время оптимальных ветровых условий совпадают редко. Таким образом, другие производители электроэнергии с короткими сроками выполнения заказа и хорошо развитой системой распределения электроэнергии системы необходимы для дополнения выработки энергии ветра.

Почему современные ветряные турбины потеряли одну лопасть по сравнению со старыми четырехлопастными ветряными мельницами?
Мощность ротора P _мех = 2π M n пропорциональна крутящему моменту M , действующему на вал и частота вращения n . На последнее влияет передаточное число наконечника λ , который рассчитывается согласно λ = v _u / v ₁ из отношения окружная скорость (конечная скорость) v _u ротора и скорость ветра v ₁ .Крутящий момент M увеличивается с количеством лопастей. Поэтому он является самым большим для мельниц западного производства с множеством лопастей, меньшего размера для ветряных мельниц с четырьмя лопастями и самого маленького на сегодняшний день ветряных турбин с 3 лопастями. Однако каждое лезвие, по мере вращения снижает скорость ветра для следующих лопастей. Этот эффект «ветровой тени» увеличивается с увеличением количества лопастей. Оптимальное передаточное число концевых скоростей около 1 для мельницы Western, чуть больше 2 для четырехлопастной мельницы и 7-8 для мельницы. трехлопастные роторы.Трехлопастные роторы при оптимальном передаточном числе конечных скоростей достигают значения c _p . 48% и приближается к идеальному значению 59%, чем ветряки с 4 лопастями. Для ветряных турбин с двумя лопастями или уравновешенных по весу конфигураций ротора с одной лопастью выходная мощность меньше, несмотря на более высокое передаточное число наконечника из-за меньшего момента M . Таким образом, у ветряных турбин сегодня три лопасти.

Информация и факты о ветроэнергетике

Ветер — это движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления.На самом деле ветер существует потому, что Солнце неравномерно нагревает поверхность Земли. Когда горячий воздух поднимается, более холодный воздух заполняет пустоту. Пока светит солнце, будет дуть ветер. А ветер издавна служил источником энергии для людей.

Древние мореплаватели ловили ветер парусами. Когда-то фермеры использовали ветряные мельницы для измельчения зерна и перекачивания воды. Сегодня все больше и больше ветряных турбин выжимают из ветра электричество. За последнее десятилетие использование ветряных турбин увеличивалось более чем на 25 процентов в год.Тем не менее, он обеспечивает лишь небольшую часть мировой энергии.

Погода 101

Погода на нашей планете может быть очень суровой — от волн тепла и града до тайфунов и торнадо. Узнайте, что заставляет природу высвободить свою ярость.

Как это работает

Большая часть энергии ветра поступает от турбин, которые могут достигать высоты 20-этажного здания и иметь три лопасти длиной 200 футов (60 метров). Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, соединенный с генератором, вырабатывающим электричество.

Самые большие ветряные турбины вырабатывают достаточно электроэнергии в год (около 12 мегаватт-часов) для снабжения около 600 домов в США. Ветряные электростанции имеют десятки, а иногда и сотни таких турбин, выстроенных вместе в особенно ветреных местах. Небольшие турбины, установленные на заднем дворе, могут производить достаточно электроэнергии для одного дома или небольшого предприятия.

Бурно развивающаяся ветроэнергетика

Ветер — это чистый источник возобновляемой энергии, не вызывающий загрязнения воздуха и воды. А поскольку ветер здесь бесплатный, эксплуатационные расходы после установки турбины практически равны нулю.Массовое производство и технический прогресс удешевляют турбины, и многие правительства предлагают налоговые льготы, чтобы стимулировать развитие ветроэнергетики.

К недостаткам относятся жалобы местных жителей на уродливые и шумные ветряные турбины. Медленно вращающиеся лезвия также могут убивать птиц и летучих мышей, но не так много, как автомобили, линии электропередач и высотные здания. Ветер тоже переменчив: если он не дует, электричество не вырабатывается.

Тем не менее, ветроэнергетика процветает.Благодаря глобальным усилиям по борьбе с изменением климата, таким как Парижское соглашение, возобновляемая энергия переживает бум роста, при этом энергия ветра лидирует. С 2000 по 2015 год совокупная ветровая мощность во всем мире увеличилась с 17 000 мегаватт до более чем 430 000 мегаватт. В 2015 году Китай также обогнал ЕС по количеству установленных ветряных турбин и продолжает лидировать в установке.