Презентация на тему: Энергия ветра

Энергия ветра

Ветер дует везде – на суше и на море. Человек не сразу понял, что перемещение воздушных масс связано с неравномерным изменением температуры и вращением земли, но это не помешало нашим предкам использовать ветер для мореплавания.

Глобальные ветры

            К глобальным ветрам относятся пассаты и западный ветер.

            Пассаты образуются в результате нагрева экваториальной части земли. Нагретый воздух поднимается вверх, увлекая за собой воздушные массы с севера и юга. Вращение земли отклоняет потоки воздуха. В результате устанавливаются дующие круглый год с постоянной силой северо-восточный пассат в северном полушарии и юго-восточные – в южном. Пассаты дуют в приэкваториальной области, заключённой между 25 и 30 северной и южной широтами соответственно. В северном полушарии пассаты охватывают 11%, а в южном – 20%. Сила пассатного ветра обычно 2 – 3 балла. Западный ветер дует круглый год с запада на восток в полосе от 40 до 60 южной широты вдоль кромки дрейфующих льдов Антарктиды. Это самый сильный постоянный ветер. Его сила достигает 8 – 10 баллов и редко бывает менее 5 баллов.

Стремление освоить производство ветроэнергетических машин привело к появлению на свет множества таких агрегатов. Некоторые из них достигают десятки метров в высоту, и, как полагают, со временем они могли бы образовать настоящую электрическую сеть. Малые ветроэлектрические агрегаты предназначены для снабжения электроэнергией отдельных домов.

             Основное направление использования энергии ветра – получение энергии для автономных потребителей, а также механической энергии для подъёма воды в засушливых районах, на пастбищах, осушения болот. В местностях, имеющих подходящие ветреные режимы, ветроустановки в комплекте с аккумуляторами можно применять для питания автоматических метеостанциях, сигнальных устройств, аппаратуры радиосвязи, катодной защиты от коррозии магистральных трубопроводах.

            Сегодня ветроэлектрические агрегаты надёжно снабжают током нефтяников; они успешно работают в труднодоступных районах, на дальних островах, в Арктике, на тысячах сельскохозяйственных ферм, где нет поблизости крупных населённых пунктов и электростанций общего пользования.

Первыми для плавания использовались местные ветры. К ним относятся бризы. (Бриз – свежий ветер) Бризы – это лёгкие ветры, окаймляющие берега материков и больших островов, вызываемые суточным колебанием температуры. Их периодичность обусловлена различием температуры суши и моря днём и ночью. Днём суша нагревается быстрее и сильнее, чем море.

Тёплый воздух поднимается над береговой полосой, а на его место устремляется прохладный воздух с моря – морской бриз. Ночью берег охлаждается быстрее и сильнее, чем море, поэтому тёплый воздух поднимается над морем, а его замещает холодный воздух с суши – береговой бриз.

Вторыми, постоянно дующими ветрами, являются муссоны ( Муссон – время года) Эти ветры дуют в Индийском океане и связаны с сезонным изменением температуры материка и океана. Летом солнечные лучи сильнее нагревают сушу и

ветер дует на сушу. Зимой муссон дует с суши на море.

Принцип действия всех ветродвигателей один: под напором ветра вращается ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу генератора, вырабатывающего электроэнергию, водяному насосу. Чем больше диаметр ветроколеса, тем больше воздушный поток оно захватывает и тем больше вырабатывает агрегат.

Однако главное препятствие на пути использовании энергии ветра всё же экономическая – мощность агрегата остаётся небольшой и доля затрат на его эксплуатацию оказывается значительной. В итоге себестоимость энергии не позволяет ветрякам с горизонтальной осью оказывать реальную конкуренцию традиционным источникам энергии.

Большинство типов ветродвигателей известны так давно, что история умалчивает имена их изобретателей.  Основные разновидности ветроагрегатов делятся на две группы:

1.ветродвигатели с горизонтальной осью вращения (крыльчатые)

2.ветродвигатели с вертикальной осью вращения (карусельные: лопастные и ортогональные

Типы крыльчатых ветродвигателей отличаются только количеством лопастей.

Реально работающие ветроагрегаты обнаружили ряд отрицательных явлений. Например, распространение ветрогенераторов может затруднить приём телепередач и создавать мощные звуковые колебания. Появление экспериментального ветродвигателя на Оркнейских островах (Англия) в 1986 году вызвало многочисленные жалобы от телезрителей ближайших населённых пунктов. В итоге около ветростанции был построен телевизионный ретранслятор. Лопасти крыльчатой ветреной турбины были выполнены из стеклопластика, который не отражает и не поглощает радиоволны. Помехи создавал стальной каркас лопастей и имеющиеся на них металлические полоски, предназначенные для отвода ударов молний. Они отражали и рассеивали ультракоротковолновый сигнал. Отражённый сигнал смешивался с прямым, идущим от передатчика, и создавал на экранах помехи. Построенная в 1980 году в городе Бун (США) ветроэлектростанция, дающая тысячи киловатт, действовала безотказно, но вызывала нарекания жителей городка. Во время работы ветряка в окнах дребезжали стёкла и звенела посуда на полках. Было установлено, что шестидесятиметровый винт при определённой скорости вращения издавал инфразвук. Он не ощущается человеческим ухом, но вызывает низкочастотные колебания предметов и небезопасен для человека.

Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра считаются прибрежные зоны. В море, на расстояние 10 – 12 км от берега (а иногда и дальше), строятся оффшорные ветряные электростанции. Башни ветрогенераторов устанавливаются на фундамент из свай, забитых на глубину до 30 метров.

            Могут использоваться и другие типы подводных фундаментов, а также плавающие основания.

Установленная мощность ветровых электростанций в стране на составляет около 15 МВт. Одна из самых больших ветроэлектростанций России (5,1 МВт) расположены в районе посёлка Куликово Зеленоградского района Калининградской области. Её среднегодовая выработка составляет около 6 млн кВт – час.

На Чукотке действует Анадырская ВЭС мощностью 2,5 МВт (10 ветроагрегатов по 250 кВт) среднегодовой выработкой более 3 млн кВт – час, параллельно станции установлен ДВС, вырабатывающий 30% энергии установки. Также крупные ветроэлектростанции расположены у деревни Тюпкильды Туймазинского района республики Башкортостан (2,2 МВт).

В Калмыкии в 20 км от Элисты размещена площадка Калмыцкой ВЭС планировавшейся мощностью в 22 МВт и годовой выработкой 53 млн кВт – час, на 2006 год на площадке установлена одна установка «Радуга» мощностью 1 МВт и выработкой от 3 до 5 млн кВт – час. В республике Коми вблизи Воркуты строится Заполярная ВДЭС мощностью в 3 МВт. На 2006 действуют 6 установок по 250 кВт общей мощностью 1,5 МВт. На острове Беринга Командорских островов действует ВЭС мощностью 1,2 МВт. В 1996 году в Цимлянском районе Ростовской области установлена Маркинская ВЭС мощностью 0,3 МВт. В Мурманске действует установка мощностью 0,2 МВт.