Самые крупные ветровые электростанции мира: виды, плюсы и экономическое обоснование строительства. Плюсы и минусы вэс

Плюсы и минусы ветроэнергетики.

Ветер, как неисчерпаемый источник экологически чистой энергии, находит все более широкое применение и приобретает все большую общественную поддержку.Начало использования энергии ветра восходит к древнему Вавилону (осушение болот), Египту (помол зерна), Китаю и Маньчжурии (откачка воды с рисовых полей). В Европе эта технология появилась в XII веке, но современные технологии стали использоваться только в XX веке.Ветряные электростанции могут функционировать в районах со скоростью ветра выше 4,5 м/с. Они могут работать с сетью существующих электростанций либо быть автономными системами. Возникают также так называемые «ветряные фермы» - энергоблоки с некоторым количеством единиц техники, общих для всей системы. Наибольшее количество энергии из ветра в настоящее время производится в Соединенных Штатах, а в Европе - в Дании, Германии, Великобритании, Нидерландах. В Германии находится самая мощная электростанция в мире - 3 МВт. Aeolus II работает на ветряной ферме Вильгельмсхафен и производит ежегодно 7 млн. кВт/ч энергии, обеспечивая около 2 тысяч домашних хозяйств. Всего в мире уже более 20 тысяч ветряных электростанций.Несмотря на массовое производство, стоимость строительства современной ветряной электростанции велика. Однако, следует отметить, что ничтожна стоимость ее эксплуатации. Экологические и экономические выгоды зависят от правильного расположения. Требует это детального и всестороннего анализа как технических аспектов, так и экологических, а также финансовых. Ветряная энергетика соответствует всем условиям, необходимым для причисления ее к экологически чистым методам производства энергии. Ее основными преимуществами являются:1. Отсутствие загрязнения окружающей среды - производство энергии из ветра не приводит к выбросам вредных веществ в атмосферу или образованию отходов.2. Использование возобновляемого, неисчерпаемого источника энергии, экономия на топливе, на процессе его добычи и транспортировки.3. Территория в непосредственной близости может быть полностью использована для сельскохозяйственных целей.4. Стабильные расходы на единицу полученной энергии, а также рост экономической конкурентоспособности по сравнению с традиционными источниками энергии.5. Минимальные потери при передаче энергии – ветряная электростанция может быть построена как непосредственно у потребителя, так и в местах удаленных, которые в случае с традиционной энергетикой требуют специальных подключений к сети.6. Простое обслуживание, быстрая установка, низкие затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию.Противники ветряной энергетики находят в ней также и недостатки. Большинство потенциальных преград для использования этого вида энергии чрезмерно пропагандируются как недостатки, которые делают невозможным ее развитие. По сравнению с вредом, причиняемым традиционными источниками энергии, они незначительны:1. Высокие инвестиционные затраты - они имеют тенденцию к снижению в связи с новыми разработками и технологиями. Также стоимость энергии из ветра постоянно снижается.2. Изменчивость мощности во времени - производст

alternativenergy.ru

Достоинства и недостатки ветровой энергетики

Ветровая энергетика

ДОСТОИНСТВА:

Экологически-чистый вид энергии:Производство электроэнергии с помощью «ветряков» не сопровождается выбросами CO2 и каких-либо других газов.

Эргономика:Ветровые электростанции занимают мало места и легко вписываются в любой ландшафт, а также отлично сочетаются с другими видами хозяйственного использования территорий.

Возобновимая энергия:Энергия ветра, в отличие от ископаемого топлива, неистощима.

Ветровая энергетика — лучшее решение для труднодоступных мест:Для удалённых мест установка ветровых электрогенераторов может быть лучшим и наиболее дешёвым решением.

НЕДОСТАТКИ:

Нестабильность:Нестабильность заключается в негарантированности получения необходимого количества электроэнергии. На некоторых участках суши силы ветра может оказаться недостаточно для выработки необходимого количества электроэнергии.

Относительно невысокий выход электроэнергии:Ветровые генераторы значительно уступают в выработке электроэнергии дизельным генераторам, что приводит к необходимости установки сразу нескольких турбин. Кроме того, ветровые турбины неэффективны при пиковых нагрузках.

Высокая стоимость:Стоимость установки, производящей 1 мега-ватт электроэнергии, составляет 1 миллион долларов.

Опасность для дикой природы:Вращающиеся лопасти турбины представляют потенциальную опасность для некоторых видов живых организмов. Согласно статистике, лопасти каждой установленной турбины являются причиной гибели не менее 4 особей птиц в год.

Шумовое загрязнение:Шум, производимый «ветряками», может причинять беспокойство, как диким животным, так и людям, проживающим поблизости.

ФАКТЫ:

В США 32% всех мощностей ветрогенераторов было запущено в 2008 году.

«Ветряки» вырабатывают 1,5% всей потребляемой электроэнергии.

Ветровые электростанции побережий могут увеличить производство мировой электроэнергии в 40 раз.

Ожидается, что к 2010 году мощность всех ветровых электростанций в мире приблизится к 200 000 мега-ваттам (в настоящее время суммарная мощность всех «ветряков» составляет 121 188 мега-ватт).

(Visited 20 969 times, 1 visits today)

www.priroda.su

Какими преимуществами обладают ветряные электростанции, критерии выбора модели

Энергия движения воздуха человечеству известна с давних времен. Приладив однажды на свое неказистое плавучее средство парус люди через столетия смогли с его помощью познать планету Земля, побывав практически во всех ее сокровенных уголках. Мельницы, движимые ветром, по сегодняшний день во многих продолжают исправно служить человеку.

Но в наши дни естественные потоки воздуха в основном используются для получения электроэнергии. Это просто и удобно. В настоящее время действующие ветряные электростанции можно встретить во многих странах, в последние десятилетия они стали популярными и в России. В основном их применение оправдано там, где отсутствует постоянное электроснабжение.

Виды ветрогенераторов

Различные виды лопастей

Устройства отличаются между собой числом лопастей, направлением их вращения, по способам управления ими и материалом, из которого сделаны ветряки.

Ветровые электростанции могут быть:

Двухлопастные;
Трехлопастные;
Многолопастные.

Большое количество пластин в ветряке не всегда гарантирует его хорошую работу. Такие ветряные многолопастные электростанции улавливают даже малейшее дуновение ветра, но, начав вращение и достигнув определенного числа оборотов, они теряют эффективность из-за большого сопротивления воздушному потоку. Такие устройства есть смысл использовать при выполнении ими, кроме основной функции, еще каких-либо работ, например, приведение в действие водяного насоса. Ветрогенераторы с небольшим количеством рабочих элементов имеют КПД намного выше.

Разделяются по осям вращения

Ветряные электростанции могут быть с парусными или жесткими лопастями. Первые проще в изготовлении и намного дешевле. Вторые изготавливаются из металла либо стеклопластика и стоимость их, естественно, будет существенно выше. Ветровые парусные электростанции быстрее изнашиваются и требуют постоянного внимания и регулярного обслуживания.

Их лопасти могут износиться через год-полтора и потребуется их полная замена. Такие ветряные парусные электростанции нецелесообразно устанавливать в районах где наравне с сильным ветром в воздухе имеется много пыли и других механических частиц.

Горизонтальная ось вращения

Управление шагом лопастей также бывает разным. На сегодняшний день созданы с шагом:

Изменяемым;
Фиксированным.

Первый вариант дает возможность существенно увеличить спектр рабочих скоростей. Но при этом намного усложняется конструкция лопасти, и происходит утяжеление всей конструкции. Что, естественно, делает ветряные подобные электростанции дорогими как при покупке, так и в период эксплуатации.

Фиксированный шаг лопастей преобладает рядом преимуществ, но и в эксплуатации такого ветряка есть некоторые нюансы.

Например, ветровые такие электростанции в своей конструкции должны иметь предохранительное устройство, переводящее лопасти при шторме или урагане в положение флюгера. В противном случае может произойти обрушение всей мачты.

По тому, какое направление имеет ось вращения, ветряные лопастные электростанции подразделяются на две группы:

Вертикальные;
Горизонтальные.

У первого типа турбина находится перпендикулярно по отношению к основе. Ветряные горизонтальные электростанции расположены горизонтально к опоре.

С вертикальной осью вращения

Вертикальные генераторы в свою очередь делятся на такие виды:

Стандартный ветряк;
Роторный;
С геликоидным ротором;
Ортогональный.

Ветряные стандартные электростанции характеризуются вертикальной осью вращения и парой цилиндров. Они всегда в движении, но при этом использование энергии ветра довольно низкое.

Наличие в ветряке ротора значительно уменьшает нагрузку на его подшипник. Это намного продлевает срок эксплуатации устройства. Ветровые роторные электростанции характеризуются сложным монтажом, что делает и без того высокую стоимость еще большей.

Устройство с геликоидным ротором отличается закрученными лопастями, способствующими равномерному вращению.

Устройство с геликоидным ротором

Ветряные ортогональные электростанции не нуждаются в сильном ветре, их работа возможна даже при небольшой скорости воздушного потока. Главными достоинствами таких аппаратов являются:

Бесшумность;
Безопасность;
Отличные технические характеристики.

К недостаткам данных аппаратов можно отнести большие лопасти и слишком сложные монтажные работы.

Ветровые горизонтальные электростанции имеют самый высокий КПД. Их работа возможна только при скорости движения потока воздуха не меньше двух метров в секунду.

Как они работают

Главная функция любого ветряка — это преобразование механической силы ветра в постоянную, используемую в последующем для обеспечения электричеством загородного дома, а если мощность большая, то и нескольких зданий.

Схема Ветряка

Ветровые электростанции для дома состоят из основных компонентов и дополнительных. Главными составляющими являются:

Мачты;
Лопасти;
Генераторы.

Опорой всего устройства является мачта, которая удерживает его на определенном уровне. В прямой зависимости от ее высоты находится скорость работы механизма.

Лопасти улавливают воздушные потоки и заставляют работать генератор, который преобразует энергию ветра в электричество.

Ветрогенераторы дополнительно оснащаются приборами, обеспечивающими независимость от других источников поступления электроэнергии.

Схема работы

К таким компонентам относятся:

Аккумуляторные батареи;
Контроллеры;
Анемоскоп;
Инверторы.

Ветер вращает лопасти, чем заставляет работать механизм установки. При этом вырабатывается переменный ток, который поступает в контроллер, где он превращается в постоянный. В инверторе ток преобразовывается в однофазный переменный. Имеющиеся остатки электроэнергии накапливаются в аккумуляторе. Они будут использованы при полном штиле, когда ветровые электростанции не могут в прежнем объеме вырабатывать ток.

Преимущества и особенности ветрогенераторов

Их установка дает возможность обеспечить дом или предприятие надежным электроснабжением. Особенно это актуально в отдаленных районах, на кораблях и яхтах, в тех местах, где традиционное снабжение энергией невозможно.

Смотрим видео, о плюсах и минусах ветровой энергетики:

Ветровые электростанции для загородного дома позволяют значительно снизить финансовые затраты. Ведь потратившись один раз в дальнейшем не придется оплачивать ежемесячные счета за электричество, которые в последнее время имеют тенденцию к росту его стоимости. Тем более, что сегодня ветряная электростанция может быть собрана своими руками, что будет гораздо дешевле, чем приобретение промышленного аналога.

Характерно то, что самая активная фаза работы ветряка приходится на осенне-зимний сезон. В это время повсеместно наблюдаются сильные ветры. И одновременно с этим много электроэнергии тратится на отопление помещений.

Ветровые домашние электростанции функционируют одновременно с другими источниками поступления электричества, например, солнечными батареями.

Устройства работают практически бесшумно. Они могут вырабатывать ток в любой момент, лишь бы дул ветер, а когда его нет можно воспользоваться накоплениями из аккумуляторной батареи.

Ветряные стандартные электростанции можно устанавливать в любом уголке нашей страны, они способны работать в любых погодных условиях. Формы рельефа местности и наличие высоких деревьев также не являются помехой для их функционирования.

Обзор популярных моделей различных типов

Продукция компании Windtronics

Возьмем для рассмотрения по одному образцу популярных установок каждой группы. Очень большой интерес у потребителей вызывают ветровые горизонтальные электростанции. Среди них особым спросом пользуется безредукторный генератор «Windtronics».

Он отличается особой конструкцией турбины, на каждом конце всех лопастей имеются мощные магниты, а вдоль обода установлены статорные катушки. Это позволяет существенно снизить аэродинамическое сопротивление.

Эта конструктивная особенность превратила ротор еще и в генератор электроэнергии. Имеющиеся на лопастях специальные закрылки способствуют началу работе ветряка при ветре силой всего в 0,2 м/сек. Для генераторов подобного типа это можно считать рекордом. Ветряные американские электростанции «Windtronics» весят около 119 кг, диаметр равняется 1,8 метра. Шумность в пределах 35 дБ. Стоимость устройства — 5750 долларов, что является его основным недостатком.

Среди вертикальных установок лидером являются ветряные электростанции для дома «Eddy», выпускаемые компанией «Urban Green Energy». Мало того, что они компактны практически бесшумны, так еще и могут быть установлены даже в городе. Вес устройства 95 кг, монтаж занимает около часа. Эксплуатационный срок ветрогенераторов «Eddy» для дома имеют до 20 лет. Допустимые нагрузки до силы ветра в 193 км/час. В год генератор может вырабатывать, в зависимости от модели, до 4000 кВт/ч.

Смотрим видео о продукции Urban Green Energy:

Оригинальную форму турбины имеют ветрогенераторы «Power Flowers», что в переводе означает «цветочное дерево». Их производит компания UGE. Существует несколько моделей подобных генераторов, отличающихся некоторыми конструкционными особенностями. Но всех их объединяет один фактор: высокая цена. За ветряные электростанции «Power Flowers» для дома придется заплатить около 2 тысяч долларов, и это без монтажных работ, которые могут повысить стоимость еще на 500 $.

Напрашивающиеся выводы

Специалисты утверждают, что электроэнергия, выработанная экологически чистыми источниками, обходится в несколько раз дороже обычной. Если используются ветровые маломощные электростанции, то цена полученной от них энергии может раз в 10 превышать традиционную. Это объясняется тем, что ветряная электростанция, которую сегодня купить и так могут позволить далеко не все, требует еще и больших затрат на установку, наладку и обслуживание.

Если возможности все-таки разрешают установить ветряк, то сначала рекомендуется узнать погодные особенности своей местности за несколько предыдущих лет. Подобная информация позволит выяснить, есть ли смысл использовать ветровые электростанции.

generatorvolt.ru

самая мощная и интересная из них, её плюсы и минусы

уже прочитали: 114

Возрастающая роль ветроэнергетики в мире вызвала неоднозначное отношение у населения. С одной стороны, приветствуется экологическая чистота и отсутствие вредных выбросов в атмосферу, с другой — муссируются различные домыслы об отрицательном воздействии ветроэнергетических установок на человеческий организм. Такое отношение не всегда объяснимо, ведь для некоторых регионов ветроэнергетика — единственный способ получить электроэнергию в своих домах.

Рост числа установок вызвал объединение их в ветровые электростанции, обеспечивающие энергией целые страны и крупные регионы.

Виды ветровых электростанций

Основным и единственным видом ветровых электростанций является объединение в единую систему нескольких десятков (или сотен) ветроэнергетических установок, производящих энергию и отдающих ее в единую сеть. Практически все эти установки имеют одну и ту же конструкцию с некоторыми изменениями у отдельных турбин. Как состав, так и все остальные показатели у станций вполне единообразны и зависят от суммарной мощности отдельных агрегатов. Различия между ними имеются только в способе размещения. Так, существуют:

наземные
прибрежные
шельфовые
плавающие
парящие
горные

Такое обилие вариантов связано с условиями, потребностями и возможностями компаний, эксплуатирующих те или иные станции в различных регионах земного шара. Большинство точек размещения связаны с необходимостью. Например, лидер в мировой ветроэнергетике Дания попросту не имеет других возможностей. С развитием отрасли неминуемо появление других вариантов размещения агрегатов, извлекающих максимальную выгоду из местных ветряных условий.

Плюсы и минусы ВЭС

На сегодняшний день в мире насчитывается более 20 000 ветроэлектростанций разной мощности. Большинство из них установлены на побережье морей и океанов, а также в степных или пустынных районах. Ветроэлектростанции обладают массой преимуществ:

нет необходимости в подготовке площадей для монтажа установок
ремонт и обслуживание ВЭС обходятся значительно дешевле, чем любых других станций
потери на передачу энергии значительно ниже вследствие близости от потребителей
отсутствие вреда для окружающей природы
источник энергии совершенно бесплатный
земли между установками можно использовать для сельскохозяйственных целей

К плюсам можно отнести также отсутствие четкой привязки к определенной точке, как это наблюдается у ГЭС.

При этом, имеются и минусы:

нестабильность источника вынуждает использовать большое количество аккумуляторных батарей
установки при работе издают шум
мерцание от лопастей ветряков весьма отрицательно воздействует на психику
стоимость энергии намного выше, чем при использовании других методов производства

Дополнительным недостатком можно назвать высокую инвестиционную стоимость проектов таких станций, складывающуюся из цены техники, стоимости транспортировки, монтажа и эксплуатации. Учитывая срок службы отдельной установки — 20-25 лет, многие станции являются неокупаемыми.

Недостатки достаточно существенные, но отсутствие иных возможностей снижает их влияние на принимаемые решения. Для многих регионов или государств ветроэнергетика является основным способом получать собственную энергию, не зависеть от поставщиков из других стран.

Самые крупные ветровые электростанции мира: виды, плюсы и экономическое обоснование строительства

Экономическое обоснование строительства ветровых электростанций

Перед тем, как принимать решение о строительстве в данном участке местности ВЭС, производятся тщательные и обширные изыскания. Специалисты выясняют параметры местных ветров, направление, скорости, прочие данные. Примечательно, что метеорологические сведения в данном случае пользы приносят мало, так как они собираются в разных уровнях атмосферы и преследуют различные цели.

Некоторые страны (например, Канада) имеют специальную карту ветров, собранную для всей территории страны и значительно облегчающую проектирование станций для бизнесменов. Такие карты имеются у 19 стран, с каждым годом это число увеличивается.

Полученная информация дает основание для расчетов эффективности, ожидаемой производительности и мощности станции. Учитываются, с одной стороны, все расходы на создание станции, включая приобретение оборудования, доставку, монтаж и пусковые работы, эксплуатационные издержки и т.п. С другой стороны, подсчитывается прибыль, которую может принести работа станции. Полученные значения сопоставляются между собой, сравниваются с параметрами других станций, после чего выносится вердикт о степени целесообразности строительства станции в данном регионе.

Самые крупные ветровые электростанции мира: виды, плюсы и экономическое обоснование строительства

Самая мощная ВЭС

Создание небольшой электростанции невыгодно. В этой отрасли четко действует правило — выгодно либо иметь частный ветряк для обслуживания дома, фермы, небольшого поселка, либо строить большую электростанцию регионального значения, действующую на уровне энергосистемы страны. Поэтому в мире постоянно создаются все более мощные станции, вырабатывающие большое количество электроэнергии.

Крупнейшей в мире ВЭС, вырабатывающей почти 7,9 ГВт энергии в год, является китайская «Ганьсу». Потребности почти двухмиллиардного Китая в энергии огромны, что заставляет строить большие станции. К 2020 году запланирован выход на мощность 20 ГВт.

В 2011 году была задействована индийская станция «Муппандал», установленная мощность которой составляет 1,5 ГВт.

Третей по мощности станцией с объемом производства 1,064 ГВт в год, является индийская Jaisalmer Wind Park, работающая с 2001 года. Изначально мощность станции была ниже, но, после серии модернизаций, достигла сегодняшнего значения. Такие параметры уже приближаются к показателям средней ГЭС. Достигнутые объемы производства электроэнергии начинают выводить ветроэнергетику из разряда второстепенных в основные направления энергетической отрасли, создают широкие перспективы и возможности.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

energo.house