Энергия ветра Ветровые электростанции

Энергию ветра в электрическую энергию превращают с помощью ветротурбин.

Ветротурбины поглощают энергию ветра при помощи двух или трех лопастей, подобных пропеллеру и установленных на роторе генератора для выработки электричества.

Рис. 2.8. Ветровые станции

Турбины стоят высоко над башнями, что дает преимущество в виде более сильного и менее турбулентного ветра на высоте 30 и более метров над землей. Ветровые генераторы объединяют в ветровые энергетические станции ( рис.2.8 ).

Мощность коммерчески используемых агрегатов составляет 5 МВт.

К преимуществам в использовании ветроэнергетической техники можно отнести сравнительно небольшие затраты на сооружение установок, непродолжительные сроки ввода в эксплуатацию, широкий диапазон использования энергии. Такие станции не требуют дорогостоящего топлива и практически не оказывают вредного воздействия на окружающую среду. Ветровые электростанции подходят как для производства малого, так и большого количества энергии. Чтобы увеличить мощность ветровой фермы, достаточно лишь добавить больше ветровых турбин.

Современные ветровые станции работают следующим образом:

1. Компьютер автоматически осуществляет контроль над каждой турбиной.

2. Компьютер управляет поворотом ротора, состоящего из трех лопастей и ступицы, находящейся в нише внутри, чтобы направить его на ветер.

3. Ротор вращается (в зависимости от типа ветротурбины) со скоростью 1122 оборотов в минуту. Когда дует ветер, наклон лопасти настраивается в соответствии с изменениями в скорости ветра. В целях безопасности, если скорость ветра превышает 25 м/с, турбина выключается автоматически.

4. Лопасти приводят в действие главный вал, который при помощи коробки передач приводит в действие генератор, преобразовывая механическую энергию в электрическую.

5. Электричество идет по кабелю через башню турбины и перед тем, как попасть на главную подстанцию, проходит через ряд трансформаторов и подземных распределительных линий.

6. На подстанции электрическое напряжение повышается и подается к электрической линии. Увеличение напряжения повышает эффективность передачи энергии к домам и предприятиям.

Используя энергию ветра необходимо учитывать его различные параметры. Помимо среднегодовой и максимальной скорости надо знать порывистость, плотность, турбулентность, температуру ветрового потока.

В нашей стране к зонам ветровой активности относятся острова Северного Ледовитого океана от Кольского полуострова до Камчатки, районы Нижней и Средней Волги и Каспийского моря, побережье Охотского, Баренцева, Балтийского, Черного и Азовского морей. Такие зоны также есть в Карелии, на Алтае, в Туве, на Байкале. Осенью и зимой там наблюдается наиболее сильный ветер, именно в этот период существует наибольшая потребность в тепле и электричестве. Эти районы не входят в число районов, относящихся к центральному энергоснабжению, там будет целесообразно использовать ветровые электростанции для обеспечения их теплом и светом. В наше время уже успешно работают Маркинская ВЭС (АО «Ростовэнерго»), ВЭС на о. Беринга (АО «Камчатэнерго») и Куликовская ВЭС (АО «Янтарьэнерго»), в Краснодарском крае более 30 действующих ветроагрегатов с единичной мощностью 4 кВт. В сентябре 2007 года в Якутии была запущена ветровая электроустановка мощностью в 250 кВт,

Несмотря на экономичный и безопасный способ производства энергии, существует многое, что требует улучшения. Во-первых, ветряные электростанции не достаточно надежны для современной жизни. Если будет несколько безветренных дней, весь город останется без энергии. Во-вторых, звуки от вращающихся турбин и производственных генераторов слишком громкие, чтобы ветряные электростанции располагать вблизи города 27

или поселка. В третьих, на большей части нашей страны преобладают ветра с малой плотностью энергии, следствием чего является невысокая частота вращения первичного двигателя ветроколеса. Это обстоятельство обуславливает необходимость применения между ветроколесом и электрогенератором достаточно сложной трансмиссии. Исключение мультипликатора позволило бы существенно уменьшить стоимость ветроэнергетической установки. Осуществить это возможно при использовании специализированного низкооборотного генератора, работы, по созданию которого для ветроэнергетической установки с высокими энергетическими показателями при малой стоимости успешно ведутся, о чем свидетельствуют исследования опытного образца этого генератора.