Ветроэнергетика

Ветроэнергетика – преобразование энергии ветра во вращательное движение лопастного колеса в колебания, воспринимаемые пьезоэлектрическими преобразователями, или в поступательное движение объекта с помощью ветряных двигателей (парусов и роторов). Коэффициент полезного действия ветряных установок достигает 25–50 %, что делает их перспективными для производства электрической энергии. Основной элемент ветроустановок – колесо. Используются самые различные типы колес для этих установок с горизонтальным или вертикальным расположением оси. Высота этих установок достигает 180 м (ФРГ) (рис. 5.15).

Запасы энергии ветра на Земле, по некоторым оценкам, превышают 80 трлн кВт×ч в слое воздуха толщиной до 500 м. Ветряные установки – не новая технология для человеческой деятельности. В России в XIX в. было 250 тыс. таких мельниц, которые вырабатывали примерно около 1500 МВт энергии. В США и в странах Европы очень широко используют ветряные установки для выработки электроэнергии. В Калифорнии их суммарная мощность достигает 1500 МВт. Над территорией РФ сосредоточена значительная часть мировых ветровых ресурсов, что дает в перспективе возможность получения около 10 трлн кВт×ч электроэнергии. Доля ветроэнергетики в мировом балансе на сегодняшний день соответствует примерно 0,2–0,3 %. А чтобы не зависеть от изменения местных ветров, ветряные установки необходимо объединить в единую энергосеть. Это даст возможность скомпенсировать недостаток энергии одного региона с другим, что обеспечит гарантированное электроснабжение.

По генерируемой мощности ВЭУ подразделяются на три класса:

– до 5 кВт, применяют в качестве автономных источников питания насосов, особенно на отгонных пастбищах, для отопления и освещения помещений и т.д.;

–

Рис. 5.15. Общий вид ветряной электрической установки

– свыше 100 кВт, предназначены для параллельной работы с не ветровыми электростанциями равной или большей мощности (например, с ГЭС).

Хотя ветроэнергетические станции принято считать экологически безопасными, однако их эксплуатация выявила ряд отрицательных факторов. При работе они генерируют интенсивный инфразвук, который вызывает у людей чувство угнетения, беспокойства и дискомфорта. Исследователи из США установили, что инфразвук от ВЭУ не выдерживают ни животные, ни птицы.

Таким образом, территория, где размещены ВЭУ, становится непригодной для среды обитания. При широкомасштабном применении ВЭУ в районах их размещения нарушается тепловой баланс вследствие изменения условий переноса тепла вдоль земной поверхности. Это, в свою очередь, может повлечь за собой изменение розы ветров в расположенных рядом промышленных регионах и усилить там загрязнение воздушного бассейна. Из-за больших размеров лопастных колес ВЭУ становятся опасными объектами для птиц, особенно если они расположены на путях их миграции. Вследствие отражения радиоволн УКВ и СВЧ – диапазона от движущих лопастей ВЭУ нарушается нормальная работа навигационной аппаратуры авиалайнеров и затрудняется прием телепередач. Кроме того, ветряные энергетические установки занимают большие территории под установки оборудования.