Игорь Вадимов Грандмастер

Что такое альтернативная энергетика? Ветроэнергетика

Энергию ветра люди используют с незапамятных времен. Парусные корабли, движимые силой ветра, сделали возможной эпоху географических открытий. Ветряные мельницы мололи зерно, пилили бревна на доски, откачивали воду из польдеров Голландии и из глубоких шахт, поднимали клети с горняками в тех же шахтах, делали порох, бумагу, использовались на фабриках как источник движения во времена «до паровых двигателей». А когда настал век электричества, то, вытесняя мельницы, набрали силу ветрогенераторы, вырабатывающие электричество. Конечно — не сразу, а когда люди задумались об экологии.

T.W. van Urk , Shutterstock.com

Энергия ветра — возобновляемый вид энергии, и в последнее время ветроэнергетика очень бурно развивается. В 2010 году ветрогенераторами во всем мире было произведено 430 Тераватт-часов электроэнергии — во много-много раз больше, чем приливными, или какими-нибудь геотремальными электростанциями. Правда, эти 430 ТВатт — всего 2.5% от произведенного электричества. При этом в Дании ВЭС производят 28% всего производимого электричества, а к 2020 году датчане планируют довести эту цифру до 50%. В Португалии ВЭС производят около 19% электроэнергии, в Ирландии и Испании — около 15%. А всего в мире около 80 стран используют ветроэнергетику на коммерческой основе.

В России суммарная мощность ВЭС составляет всего около 18 МВт. Самая крупная ВЭС России расположена недалеко от Зеленограда, в Калининской области, ее мощность 5.1 МВт. Установки для нее использованы производства датской компании SЕАS Energi Service A.S.

На Чукотке — Анадырская ВЭС, ее мощность 2,5 МВт (10 ветрогенераторов по 250 кВт). Еще в России есть ВЭС в Башкирии, Калмыкии, Коми, их мощность — от нескольких МВт до нескольких десятков МВт.

А в это время Китайские ВЭС имеют суммарную мощность свыше 15 ГигаВатт, причем к 2020 г. китайцы планируют достигнуть уровня примерно в 80−100 ГВатт!

К сожалению, ВЭС не являются абсолютно безвредными. При их работе раздается шум до 100 Дб, в том числе издают они и инфра-звуки. Поэтому в странах Западной Европы приняты законы, которые ограничивают уровень шума от работающей ветряной энергетической установки до 45 дБ в дневное время и до 35 дБ ночью. По этим же законам минимальное расстояние от установки до жилых домов — 300 м.

Существуют два вида ветротурбин:

 — с вертикальной осью вращения (роторные, или карусельные);
 — с горизонтальной осью вращения (крыльчатые).

Среди коммерческих станций распространены вторые, с горизонтальной осью вращения. Они могут работать, когда ветер имеет скорость от 3 М/с (но при этом энергии вырабатывают мало). Их КПД составляет примерно 30%.

Тогда как турбины с вертикальной осью имеют КПД около 20%. Зато они могут работать при любом дуновении ветерка и им не страшен сильный ветер (генератор-то покоится на земле, на фундаменте). Кроме этого в случае слишком сильного ветра турбины с горизонтальной осью становятся опасными, и если автоматика не сможет их остановить — они могут просто развалиться и разлететься кусками по сторонам.

Существует формула расчета мощности, выдаваемой ветрогенератором при том или ином ветре: P = 0,6 * S * V3 * КПД.

Тут S — площадь, на которую перпендикулярно дует ветер (в квадратных метрах), а V — скорость в метрах в секунду. По этой формуле при длине лопастей 10 м и скорости ветра в 5 м/сек, с учетом КПД, на выходе получается около 7 КВт мощности.

Если есть деньги и постоянно живете в деревне, в которой достаточно часто дуют ветры, то можно примерно за 20 тыс. рублей купить себе ветряк с оборудованием — и даже не подключаться к электросети села. При этом цена инвертора (преобразующего постоянный ток с аккумуляторов в привычные нам 220 В, 50 Гц) составляет половину стоимости оборудования. А сами аккумуляторы — четверть всей цены.

А на случай долгого безветрия хорошо бы и дизель-генератор иметь… В общем, увы — но не все так просто.

Статья размещена на сайте 2.10.2014

Комментарии (19):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • Если бы эти вертушки птиц не убивали...

    • Аркадий Голод, они еще шумят так, что у них санитарная зона в 300 метров. А еще, говорят, что и инфразвуки издают....

      Оценка статьи: 4

      • Игорь Вадимов, особенно вреден низко частотный, 7 и около того герц.
        В общем, та же фабрика, что у Гаврика, только изначально дороже, экологически вреднее - акустическое загрязнение и гибель птиц) - и наличие "механики"...

  • Купить ветряк и не подключаться к электросети - заманчивое предложение, но не все так просто. У меня есть знакомые, которые занимаются как раз развитием ветроэнергетики. По их словам, не так уж много в России мест, где "постоянно дуют ветра". И далеко не факт, что ваш личный участок окажется удачным местом для установки ветрогенератора.

    А вот насчет эффективных менеджеров и слабого развития ветроэнергетики в России (это ответ Сергею Дмитриеву) все не так плохо. Развивается ветроэнергетика, и, по прогнозам, будет развиваться в ближайшее время не то что бы семимильными шагами, но вполне приятными темпами. Тем более что господдержка этой отрасли в помощь...

  • А теперь от теориии несколько практических замечаний. Както в конце 90-х...начале 2000-х была у меня в оперативном ведении ветроэлектростанция (самая первая, построенная в России ещё в 93 году) 6 по 250 кВА. Себестоимость вырабатываемой электроэнергии -1 доллар за кВт час.

    А с 91 по 97 я работал энергодиспетчером на ЖД. И были у мну две дизельэлектростанции (ст.Елецкая и ст.Сивая Маска...это Северная ж.д.) в оперативном ведении. На Сивой Маске (уст.мощность дизельной электростанции составляла тогда более 6 тыс кВт) на 1 кВт час выработки использовалось 290 грамм дизтоплива. На Елецкой -180 грамм (там тихоходные дизеля)...ИМХО: ДОХРЕНИЩЩА что в первом, что во втором случае. Сейчас на ст.Елецкая электричество от Единой Системы, а на ст.Сивая Маска до сих пор пашут дизеля.

    Технико-экономический расчёт (делал тогда) показал, что совместная работа в ветряками дизельэлектростанции-весьма выгодна.

    • Еще чуть-чуть с практической точки зрения.
      Я уже прикидывал по цене. Если я поставлю себе на участке ветрогенератор (~30.000 р), я смогу не покупать электричество у государства - и даже снабжать им двух моих соседей (у них, как и у меня, на даче много не нагорает). Но зачем? Бизнес на этом?
      Сейчас у меня в год нагорает хорошо, если на 1000-1500р (а то и меньше).
      Ветрогенератор на 3 КВт стоит 93000. За примерно 2.5 года он оправдает свою цену (теоретически). Но лезть в этот бизнес, не зная брода?...
      Вот поэтому у нас так плохо с ветроэнергетикой.

      Оценка статьи: 4

      • Евгений Романов Читатель 13 октября 2014 в 15:17 отредактирован 13 октября 2014 в 15:18

        А каков КИУМ данного ветрогенератора?

        К примеру. Те ветрогенераторы, которые были у меня в оперативном управлении начинали вырабатывать электроэнергию при силе ветра 7 м/с. А номинал в 250 кВт они выдавали при 18 м/с.

        • Евгений Романов, я же сам его не делал и не продаю (тогда соврал бы наверняка и сильно). В рекламе было написано, что начинает работать при 2.5 м/сек, при 5м/сек дает 2500Вт, от 7 и выше - 3500...
          А насколько это правда...

          Оценка статьи: 4

          • Вот видите. Вы читаете рекламные проспекты. А я оперативно управлял ветроэлектростанцией.

            То что там написанно, это хорошо. Только вы таки знаете что такое КИУМ?

            • Евгений Романов, те, кто утверждают, что являются спецами абсолютно во всех областях - нагло врут. Даже - брешут.
              По первому Вашему вопросу я залез в Вики и увидел, что это такое.
              Вы же понимаете, что КИУМ абсолютно одинаковых ветроэлектических станций, расположенных в разных местах - совершенно разный.

              еще раз про КИУМ. Если будете очень настаивать, откопипасчу определение из ВИКИ в текст специально для Вас.

              Оценка статьи: 4

              • Евгений Романов Читатель 13 октября 2014 в 19:34 отредактирован 26 мая 2018 в 18:58

                Я не являюсь спецом во всех облпстях. Я обычный инженер-электроэнергетик. Ракботаю оперативным руководителем в электроэнергетике (управляю оборудованием, сетями, подчинённым персоналом). В переводе на руссский: я-диспетчер. Чтобы им стать, надо учиться, учиться, учиться. Надо кое что уметь и знать. У меня в оперативном управлении и ведении три угольных ТЭЦ, сети и подстанции 220/110/35/10/6 кВ. Ився электроэнергитика двух городов со всеми предприятиями в условиях очень крайнего севера.

                А начинал я с ПТУ, где получил (его закончив в 81 году) корочку подземного электрослесаря 5-го разряда. Мне 52 года...За длительную жизнь в электроэнергетике пришлось поработать и электрослесарем 4-го разряда и аккумуляторщиком и инженером проектировщиком (Во ВНИИгазе) и дизелистом.

                Приходилось иметь дело и со стационарными дизелями и передвижными. А ветроэлектростанция, о которой я вам рассказываю, находиться недалего от г.Воркута. Можете погуглить и даже фотки увидеть. Её несколько лет назад передали в ТГК-9. Там охренели и закрыли её. Но до передачи в ТГК-9 данная ветроэлектростанция была в моём оперативной ведении(согласно должностной инструкции).

                • Рад за Вас, Евгений Романов. Вы уверены, что другие работали меньше Вас? Доброго Вам здоровьичка.
                  Поверьте - тут полно тех, кто работал столько же, сколько и Вы. А некоторые - и больше. Только в других отраслях.

                  Оценка статьи: 4

  • Сергей Дмитриев Сергей Дмитриев Мастер 13 октября 2014 в 03:25 отредактирован 13 октября 2014 в 03:37

    Объявляю автору "благодарность по роте" технарей ШЖ за серию статей об альтернативной энергетике. Предлагаю отметить этот сериал,как лучший за период одного месяца.

    Именно такие лениво-величественные ветряки я видел с самолёта в Лас-Вегас и обратно. Я пытался посчитать эти стайки ветряков. По 50 шт. есть.Местность безлесая и далеко от жилья. Почему они так медленно крутЮтся? У них мультипликатор обротов перед генератором? Как они подворачиваются под ветер?

    Ау, закопёрщики конкурса момментариев?! Хто был лауреатом за позапрошлую неделю? Где табло победителей за сентябрь?

    Оценка статьи: 5

  • Сергей Дмитриев Сергей Дмитриев Мастер 8 октября 2014 в 12:29 отредактирован 13 октября 2014 в 03:27

    Изложено обстоятельно и обозначены подводные камни ВЭС. (волновые - тоже ВЭС)

    Я случайно оказался на фуршете по случаю обмывки (буквально) золотой медали выставки за ветрогенератор с вертикальной осью. Один изобретатель "уболтал" директора завода сделать опытный образец турбины. Я по долгу ходил вокруг внушительного "изделия" метра 3 в диаметре и ок. метра высотой.

    Тогда я написал строчки: " Молдова - тихая страна, // здесь ветры сильные редки. // Вот почему её пейзаж // не украшают ветряки".

    Тоскливо, что РФ так отстаёт в использовании ветров. Где ж они, "эффективные менеджеры"?

    Оценка статьи: 5