Eng Ru
Отправить письмо

Периоды безветрия. Покрытие потребности в электроэнергии в периоды отсутствия ветра. Ветер на службе у человека

$direct1

Энергия ветра на службе у человека

Энергии ветра неиссякаема до тех пор, пока существует солнце, воздушные потоки будут перемещаться, а значит, будет дуть ветер. Человек использовал энергию ветра в своих целях еще с незапамятных времен. При помощи энергии ветра наши предки осушали территории, орошали поля, плавали на парусных судах. Всем известный пример применения энергии ветра - это мельница, причем, не всегда с ее помощью мололи муку, использовали мельницу еще и для подъема груза. Сегодня человечество сооружает ветровые станции различного назначения: это и мельницы, и водяные насосы, и электростанции. Исходя из многолетнего опыта стран, которые активно используют энергию ветра, можно сделать вывод, что энергия ветра является очень выгодной, так как сам ветер ни чего не стоит, а преобразование энергии ветра в электроэнергию не требует переработки углеродного топлива, последствия которой негативно сказываются не только на состоянии окружающей среды, но и на здоровье человека. Постоянные выбросы в атмосферу вредных веществ, которые делаются индустриальными производствами, а также иные причины оказывают влияние на возникновение контраста температур, который в свою очередь влияет на увеличение активности ветра во многих областях нашей планеты, что положительно влияет на строительство ветровых станций.

  1. Энергия ветра и ее характеристики

Следует отметить, что некоторые очень удаленные регионы, не в полной мере обеспеченные электрической энергией не имеют другого выхода, как воспользоваться энергией ветра и строить ветряные электрические станции. При производстве ветряных электростанций и ветрогенераторов, специалисты наше компании используют тот факт, что кинетическую энергию ветра можно преобразовать при помощи ветромеханических установок, которые мы и производим, в механическую энергию, а затем, при помощи электрогенератора в электроэнергию. При конструировании ветрогенераторов и ветроэлектростанций наши специалисты учитывают следующие характеристики ветра:

 среднегодовая и среднемесячная скорость ветра, измеряемая по шкале Бофорта,

 для постоянной службы ветроэлектростанции очень существенным показателем является максимальная скорость ветра в порыве,

 направление ветра , а также частота изменений направления ветра и силы ветра,

 строение воздушных потоков, благодаря которому образуются градиенты скорости в вертикальных и горизонтальных плоскостях,

 изменение быстроты ветра за определенное время,

 густота потока ветра, которая зависит от давления, от температуры и от влажности,

 при конструировании и создании ветряных генераторов и ветровых электростанций надо не упускать из виду, что ветер может представлять собой как однофазную, так и многофазную среду, в которой находятся, как жидкие, так и твердые крупицы, которые могут перемещаться внутри потока на разных скоростях.

  1. Энергия ветра и установки для ее преобразования

Для получения такого неиссякаемого источника энергии, как энергия ветра, используют различные ветрогенераторы, с которыми мы вас вкратце и познакомим, являясь непосредственными их производителями. Для применения в ветроэнергетике особый интерес представляют локальные ветра, которые образуются рельефом земли и водными пространствами.

ВРТБ- энергокомплекс с вертикально установленной осью вращения ветрового аппарата.

ВРТБ - ветроэлектростанция с вертикально расположенным валом генератора (VAWT). Основным преимуществом конструкции ветростанции является ее независимое "наведение на ветер". Ветросиловая часть принимает ветер с любой стороны автоматически без каких-либо настроечных операций и не требует разворота станции при изменении направления ветра. Неограниченная скорость вращения ротора позволяет работать со всеми встречающимися ветрами, включая штормовые. Внутренняя аэродинамика модулей согласована с местными свойствами ветра, а количество установленных модулей определяется требуемой мощностью ветроэлектростанции. Ветросиловая часть станции сконструирована таким образом, что позволяет преобразовать с высоким КПД кинетическую энергию ветра в механическую энергию вращения вала и работоспособна в любом диапазоне встречающихся в природе ветров.

В результате использования уникального решения системы ротор-статор, которая "форсирует" поступающий ветер, а также грамотного решения электрической схемы и генератора стало возможным преобразование кинетической энергии ветра в механическую на уровне 39-42 % и преобразование механической энергии в электрическую на уровне 90-94 % соответственно ! Модульная конструкция позволяет установить необходимую мощность для потребителя, основываясь на характеристиках ветра в месте установки. Другое преимущество ветроэлектростанции - расположение генератора, электрической схемы и аккумуляторов на уровне земли. Это позволяет своевременно, легко и без больших затрат производить техническое обслуживание станции. Как результат - низкая стоимость КВт-ч электроэнергии и удобство эксплуатации.

studfiles.net

польза на службе у человека и принцип работы

уже прочитали: 143

Атмосфера Земли представляет собой огромный и неиссякаемый источник энергии. Постоянное движение воздушных масс имеет гигантскую кинетическую энергию, об истинных размерах которой можно только догадываться. Достаточно рассмотреть последствия любого урагана или просто шквалистого ветра, чтобы получить представление о масштабах имеющихся запасов энергии, использование которой пока еще ведется на минимальном уровне.

Наличие более эффективных способов производства электроэнергии ограничило активность исследовательских работ в этой области, которые были возобновлены относительно недавно. Нехватка углеводородных источников, разразившийся топливно-энергетический кризис заставляют пересматривать отношение к альтернативным вариантам производства электроэнергии, лидером среди которых является .

Энергия ветра на службе у человека

На сегодняшний день существуют полноценные электростанции, вырабатывающие электроэнергию при помощи потоков ветра. Их довольно много, таких станций насчитывается около 20 тыс. При этом, утверждать, что человек подчинил себе энергию ветра и использует ее вполне эффективно, преждевременно. Несмотря на значительные объемы полученной энергии, возможности ветроэнергетики пока еще далеки от идеала.

Существующие установки обладают недостаточной эффективностью, вызванной сложностью условий эксплуатации и невозможностью регулирования воздушных потоков. Их неравномерность — одна из ключевых причин, сдерживающих развитие отрасли. Ведущиеся исследования в этой области выдают предельную величину  — 59,3 %, что намного выше, чем реально существующие значения, но недостаточно в целом.

Понимание важности и большого потенциала ветроэнергетики в обществе постоянно укрепляется. Больших успехов в этой области достигли Китай и Индия, обладающие .

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Особенностью отрасли является возобновляемый характер источника энергии, возможность бесконечного пользования ресурсом. В этом отношении ветроэнергетика является наиболее устойчивой по сравнению с другими способами производства электричества.

Исследования и разработки ведутся постоянно, их интенсивность в последнее время заметно усилилась. Появляются совершенно новые модели, использующие методики, отличные от распространившихся ныне. Активность конструкторов и исследователей сама по себе является свидетельством возрастания роли ветроэнергетики и гарантией увеличения количества ветрогенераторов в будущем.

Устройство для преобразования

Для того, чтобы кинетическую энергию ветра трансформировать в электрическую, необходимо использовать соответствующее оборудование. Наиболее распространенным устройством для преобразования является ветрогенератор. Это агрегат, состоящий из нескольких узлов, выполняющих задачи по приему, передаче и преобразованию энергии потока ветра в электричество.

Существует множество вариантов конструкции ветряков, выполняющих одну и ту же функцию при помощи рабочего колеса с лопастями. Отличие всех видов конструкции состоит в направлении оси вращения и в конструкции вращающегося узла — ротора.

Ветрогенераторы делятся на две большие группы, имеющие разное расположение оси вращения:

  • горизонтальные
  • вертикальные

Наиболее эффективными считаются горизонтальные устройства, напоминающие пропеллер самолета. Поток ветра, воздействующий на лопасти, используется максимально возможным образом, практически без потерь. При этом, имеется постоянная необходимость коррекции положения оси в зависимости от направления ветра, что вынуждает использовать дополнительные приспособления и устройства. Наиболее простым и эффективным среди них является хвостовой стабилизатор, аналогичный хвосту самолета, автоматически устанавливающий ветряк по ветру.

Вертикальные конструкции имеют важное достоинство — независимость от направления ветра. При этом, эффективность таких устройств несколько ниже, так как поток одновременно воздействует как на рабочую, так и на обратную сторону лопастей, создавая уравновешивающее усилие. Оно останавливает вращение ротора, вынуждая прибегать к различным конструктивным ухищрениям. Так, используются различные кожухи, закрывающие обратные стороны лопастей.

Также применяют наружные конструкции, прикрывающие доступ потока к тыльным частям лопастей, спрямляющие устройства, направляющие поток в нужную сторону и т.д.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Практические результаты показали наибольшую эффективность горизонтальных установок в составе промышленных электростанций и выгоду использования вертикальных конструкций для обеспечения энергией отдельных домовладений.

Принципы работы ветрогенератора

Ветрогенератор является агрегатом, состоящим из нескольких узлов. Они выполняют отдельные задачи, являясь звеньями в цепи последовательных изменений вида энергии.

  • поток воздуха, взаимодействуя с крыльчаткой ветряка, заставляет ее вращаться
  • движение вала передается на генератор, который производит электрический ток
  • с генератора напряжение через выпрямитель подается на аккумулятор, заряжая его
  • за уровнем заряда следит специальное устройство — контроллер, отключающее питание и включающее его снова по необходимости
  • с аккумулятора заряд подается на инвертор, приводящий полученный ток в соответствующее состояние (220 В, 50 Гц) и передающий его потребителям

Небольшие устройства иногда работают по упрощенной схеме, подавая напряжение непосредственно с генератора потребителям. Это возможно для питания водяных насосов или освещения участка, теплицы и т.д.

Производительность ветрогенератора зависит от параметров собственно генератора, размеров и конструкции крыльчатки. Кроме того, важным параметром является преобладающая скорость ветра в регионе, обеспечивающая базовый режим вращения ротора и определяющая производительность всего комплекса.

energo.house

Ветер на службе у человека

Ветер - восполняемый источник энергии. Движение воздушных масс в атмосфере происходит из-за неравномерного ее прогревания солнцем. Примерно 2% солнечной энергии трансформируется в энергию ветра. Это в сто раз больше энергии всей биомассы планеты вырабатываемой всеми растениями. Люди с давних времен использовали ветер в качестве источника энергии. Сила ветра наполняла паруса кораблей первооткрывателей новых земель в эпоху средневековья, заставляла работать мельницы и другие всевозможные механизмы, работающие на благо человека. Еще в древнем Египте ветреные установки - прообраз современных ветровых генераторов, обеспечивали работу оросительных систем. Много позже, в девятнадцатом веке в США широко применялись водяные насосы, которые работали за счет энергии ветра. Такие системы действовали вплоть до начала сороковых годов прошлого века. Важно то, что энергия ветра всегда была и будет доступной. Это тот источник так необходимой человечеству энергии, который не причиняет вреда окружающей среде. Тем более что передвижения крупных воздушных масс происходят по всей планете постоянно, а значит использовать такой источник можно везде. Постепенно с развитием цивилизации человечество все больше стало уделять внимание углеводородным источникам энергии, С ростом технического прогресса увеличивались и объемы добычи нефти и угля, до сих пор являющихся главными энергоносителями. Однако в последнее время в связи с тем, что наблюдается постоянная тенденция увеличения стоимости углеводородного сырья, все острее становится проблема поиска новых возобновляемых источников энергии. Этому способствует и постоянно ухудшающаяся экологическая обстановка во многих регионах земли. Одним из таких альтернативных источников становится энергия ветра. Сегодня ветрогенераторы успешно работают практически на всех континентах, реализуя идею постепенной замены традиционных источников энергии на возобновляемые.

Оцени ответ

nebotan.com

Задание Ветер на службе у человека -

Ветер - восполняемый источник энергии. Движение воздушных масс в атмосфере происходит из-за неравномерного ее прогревания солнцем. Примерно 2% солнечной энергии трансформируется в энергию ветра. Это в сто раз больше энергии всей биомассы планеты вырабатываемой всеми растениями. Люди с давних времен использовали ветер в качестве источника энергии. Сила ветра наполняла паруса кораблей первооткрывателей новых земель в эпоху средневековья, заставляла работать мельницы и другие всевозможные механизмы, работающие на благо человека. Еще в древнем Египте ветреные установки - прообраз современных ветровых генераторов, обеспечивали работу оросительных систем. Много позже, в девятнадцатом веке в США широко применялись водяные насосы, которые работали за счет энергии ветра. Такие системы действовали вплоть до начала сороковых годов прошлого века. Важно то, что энергия ветра всегда была и будет доступной. Это тот источник так необходимой человечеству энергии, который не причиняет вреда окружающей среде. Тем более что передвижения крупных воздушных масс происходят по всей планете постоянно, а значит использовать такой источник можно везде. Постепенно с развитием цивилизации человечество все больше стало уделять внимание углеводородным источникам энергии, С ростом технического прогресса увеличивались и объемы добычи нефти и угля, до сих пор являющихся главными энергоносителями. Однако в последнее время в связи с тем, что наблюдается постоянная тенденция увеличения стоимости углеводородного сырья, все острее становится проблема поиска новых возобновляемых источников энергии. Этому способствует и постоянно ухудшающаяся экологическая обстановка во многих регионах земли. Одним из таких альтернативных источников становится энергия ветра. Сегодня ветрогенераторы успешно работают практически на всех континентах, реализуя идею постепенной замены традиционных источников энергии на возобновляемые.

Оцени ответ

eurasia96.ru

Научно-исследовательский проект "Ветер" - Eстествознание - Детские исследовательские проекты - Обучение и развитие - ПочемуЧка

Научно-исследовательский проект"Ветер"

Мне очень нравятся познавательные телевизионные программы, касающиеся нашей планеты и жизни на Земле. Я люблю наблюдать, задавать вопросы и искать  на них ответы. С раннего детства в семье меня знакомили с энциклопедиями, в которых раскрываются волнующие вопросы. Мне нравится раскрывать тайны и секреты некоторых явлений. Вот почему я с удовольствием взялся за изучение данной темы. Я хочу провести исследование и  понять это удивительное явление природы – ветер.Тема ветра всегда была и есть актуальной. Люди всегда мечтали приручить ветер. И сделать так, чтобы он работал на благо людей. Когда я первый раз узнал о ветре, меня заинтересовал вопрос, а как появляется ветер и можно ли его приручить. В своём исследовании я приложил силы для того, чтобы ответить на все эти вопросы.

Цель: узнать о природном явлении «ветер», о причинах его возникновения, влиянии на жизнь человека и окружающий мир.

Задачи:Познакомиться с понятием «Ветер», установить причины его возникновения;Познакомиться с некоторыми видами ветров, приборами, позволяющими измерять скорость ветра и определять его направление;Выяснить роль ветра и возможности использования его человеком;изучить и проанализировать литературу по данной теме.провести наблюдения и опыты.

Объект исследования: ветер.

Гипотеза: ветер – это движение воздуха.Новизной исследования является то, что я на опытах установил влияние различных температур на движение воздуха, доказал одну из причин возникновения ветра и на практике увидел как человек использует ветер в своих целях.

Описание работы:В исследовательской работе представлены основные причины возникновения ветра. В работе рассмотрены различные виды ветров и их влияние на жизнь человека, на живую и неживую природу. Работа содержит наблюдения и опыты, доказывающие причины возникновения ветра.

Что такое ветер. Роль ветра в природе и в нашей жизниВетер — это поток воздуха, движущийся относительно земной поверхности со скоростью свыше 0,6 м/с. Это преимущественно горизонтальное перемещение воздуха из области повышенного атмосферного давления в область пониженного атмосферного давления.Ветер – это движение воздуха, а всё, что движется, обладает энергией. Энергия ветра сыграла немаловажную роль в развитии человека. Начиная с древних времен люди, использовали энергию ветра, как в мирных, так и в военных целях. За 5 тысячи лет до рождения Христа древние египтяне использовали ветер, чтобы переплывать Нил на лодке с помощью паруса. Так было изобретено парусное судно. Именно благодаря парусным кораблям были сделаны все великие географические открытия. Особую роль в истории, но уже не в мирных целях, сыграл скандинавский вариант использования ветра. В 9 столетии нашей эры на лёгких парусных судах викинги пересекли Северное море и терроризировали Западную Европу. Местному населению трудно было им противостоять. Появление легких и быстрых лодок приводило всех в ужас.Благодаря парусным суднам, которые плыли за счет ветра, впервые появилась возможность преодолевать большие расстояния по морям  и океанам.  Воздушные  шары, которые тоже двигались с помощью ветра, впервые позволили отправляться в воздушные путешествия, а современные летательные аппараты используют ветер для увеличения подъемной силы и экономии топлива.Ветры могут влиять и на формирование рельефа, вызывая эоловые отложения, которые формируют различные виды грунтов (например, лёсс) или эрозию. Они могут переносить пески и пыль из пустынь на большие расстояния. Ветры разносят семена растений и помогают передвижению летающих животных, которые приводят к расширению видов на новой территории. Связанные с ветром явления разнообразными способами влияют на живую природу. Велико эстетическое значение ветра. Ощущать в жаркий день ласковый, нежный, легкий, летний ветерок – одно удовольствие.Ветер заставлял работать ветряные мельницы. Существует мнение, что еще до нашей эры в Китае была изобретена ветряная мельница. Но подтвержденные сведения про использование энергии ветра в бытовых целях дошли до нас из Персии. Персы использовали ветер и ветряные мельницы, чтобы молоть зерно, примерно за 200 лет до н.э.Развитие технологий использования энергии ветра приводит к тому, что многие страны перешли с одиночных установок ветряных «мельниц», до образования многогектарных «ветровых полей», на которых на близком расстоянии друг от друга устанавливаются сотни ветряков. Так создаются так называемые ветровые фермы.Ситуация с ветроэнергетикой в нашей стране, такой богатой на ветра и поля, оставляет желать лучшего. И если до 60х годов были неплохие результаты эксплуатации энергии ветра, то после был сделан упор на строительство ГЭС (гидроэлектростанция), ТЭС (Тепловая электрическая станция) и АЭС (атомная электрическая станция).  И только после ряда проблем и аварий на крупных АЭС уже в 90х годах ученые смогли достучатся до правительства с предложениями о внедрении безопасной добычи энергии с возобновляемых источников. Но экономический кризис 90х годов не дал возможности для развития этой отрасли в нашей стране. А спустя несколько лет были полностью забыты все разработки в этой сфере. Для того, чтобы сейчас продолжить внедрение ветровых установок, придется начать все с самого начала или позаимствовать у более развитых стран уже работающие технологии.Однако, ветры могут быть и небезопасными, так градиентные колебания ветра могут вызвать потерю контроля над самолетом, быстрые ветры, а также вызванные ими большие волны, на больших водоемах часто приводят к разрушению штучных построек, а в некоторых случаях ветры способны увеличивать масштабы пожара. Как возникает ветерСуществует несколько причин появления ветра:1. Перепады давления. Без солнца не было бы и ветра. Солнце нагревает воздух. Горячий воздух поднимается. Из-за этого в той области Земли, где воздух прогрет, атмосферное давление понижается. Возникает циклон. Поднимаясь в верхние слои атмосферы, воздух остывает и начинает опускаться, создавая область повышенного давления. Такие области называют антициклонами. Из центра антициклона воздух растекается к окраинам и перемещается в область пониженного давления – циклон. 

2. Сила Кориолиса. Открытая французским ученым Густавом Кориолисом сила образуется при вращении Земли. Когда мы находимся в Северном полушарии, Земля под нашими ногами вертится против часовой стрелки. Сама Земля вращается быстрее, чем окружающая ее атмосфера. Поэтому при движении Земли в Северном полушарии ветер отклоняется вправо. А в Южном полушарии – наоборот, влево. 

3. Тепло и холод. Еще одна причина, по которой возникают ветра, – периодическое изменение температуры в каком-либо месте. Например, в течение дня почва накаляется быстрее моря. Возникает перепад давления, и ветер начинает дуть по направлению к земле: это морской бриз. После захода солнца суша быстро остывает. Поэтому ветер дует с берега. Морской бриз начинает дуть около 10 часов утра. А береговой – после захода солнца. 

4. Вечный ветер. Землю постоянно продувают так называемые господствующие ветры. На экваторе воздух нагревается и поднимается. Он растекается в направлении тропиков. Так образуется ветер антипассат. Остыв, воздух возвращается к экватору. Такой ветер называют пассатом. Ветры возникают и у полюсов Земли. Холодный воздух перемещается от них к экватору. А потом поднимается и возвращается к полюсам. Кроме того, господствующие ветры возникают в верхних слоях атмосферы Земли. Они называются струйными течениями. Эти ветры дуют зимой. Они возникают из-за сильного перепада температур между жаркими экваториальными и холодными полярными областями Земли.

 Характеристика ветраВетер характеризуется силой (скоростью) и направлением. Направление движения воздуха определяется взаимодействием нескольких сил. Это сила Кориолиса (учитывает влияние вращения Земли на двигающийся воздух), сила тяжести, сила градиента, сила давления и центробежная сила. Направление ветра в метеорологии определяется той стороной горизонта, откуда он дует.Сила ветра (иначе говоря,  скорость), зависит от высоты, на которой дует ветер, и от атмосферного давления. Чем больше разница температур между воздушными массами, тем сильнее ветер. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду, километрах в час или баллах (1 балл равен 2 м/с). Средняя многолетняя скорость ветра у земной поверхности – 4-9 м/с. Ветер скоростью 5-8 м/с считается умеренным, выше 14 м/с – сильным, выше 20-25 м/с – штормом, выше 30-35 м/с – ураганом.Скорость ветра отличается большим непостоянством: она изменяется не только за продолжительное время, но и за короткие промежутки времени (в течение часа, минуты и даже секунды) на большую величину.Скорости ветра, наблюдаемые за короткие промежутки времени от нескольких секунд до 5 мин, называют мгновенными или действительными. Скорости же ветра, полученные как средние арифметические из мгновенных скоростей, называют средними скоростями ветра. Если сложить замеренные скорости ветра в течение суток и разделить на число замеров, то получится среднесуточная скорость ветра. Если же сложить среднесуточные скорости ветра за весь месяц и разделить эту сумму на число дней месяца, то получим среднемесячную скорость ветра. Сложив среднемесячные скорости и разделив сумму на двенадцать месяцев, получим среднегодовую скорость ветра.

Приборы определяющие направление и силу ветра Скорости ветра замеряют с помощью приборов, называемых анемометрами. Анемометр - прибор для измерения скорости ветра и газовых потоков по числу оборотов вращающийся под действием ветра вертушки.Простейший анемометр, позволяющий определять мгновенные скорости ветра и называемый простейшим флюгером-анемометром.Он состоит из металлической доски, качающейся около горизонтальной оси а, закрепленной на вертикальной стойке б. Сбоку доски на той же оси а закреплен сектор в, с восемью штифтами. На стойке б ниже сектора закреплен флюгер г, который все время устанавливает доску плоскостью к ветру. При действии последнего доска отклоняется и проходит мимо штифтов, каждый из которых указывает при этом на определенную скорость ветра. Стойка б с флюгером г поворачивается по втулке д, в которой закреплены в горизонтальной плоскости 4 длинных стержня, указывающих главные страны света: север, юг, восток и запад, и между ними 4 коротких, указывающих на северо-восток, северо-запад, юго-восток и юго-запад. Таким образом, с помощью флюгера-анемометра можно определять одновременно и скорость и направление ветра.Средние скорости ветра за короткие и продолжительные промежутки времени удобно определять анемометром завода «Метрприбор». Он состоит из крестовины с полушариями, надетой на ось, которая находится в зацеплении с зубчатой передачей, помещенной в коробке с циферблатом.Оси шестерен выведены на циферблат и на своих концах имеют стрелки, показывающие на шкале путь, пройденный ветром за данный промежуток времени. Разделив число, показываемое стрелками на циферблате, на число секунд, в течение которых вращался анемометр, получим скорость ветра в секунду за наблюдаемый период. Виды ветров Ветры классифицируют, в первую очередь, по их силе, продолжительности и направлению. Таким образом, порывами принято считать кратковременные (несколько секунд) и сильные перемещения воздуха. Сильные ветры средней продолжительности (примерно 1 минута) называются шквалами. Названия более продолжительных ветров зависят от силы, например, такими названиями являются бриз, буря, шторм, ураган, тайфун.Продолжительность ветра также сильно варьируется: некоторые грозы могут длиться несколько минут, бриз, который зависит от разницы нагрева особенностей рельефа на протяжении суток, длится несколько часов, глобальные ветры, вызванные сезонными изменениями температуры — муссоны — имеют продолжительность несколько месяцев, тогда как глобальные ветры, вызванные разницей в температуре на разных широтах и силой Кориолиса, дуют постоянно и называются пассаты. Муссоны и пассаты являются ветрами, из которых слагается общая и местная циркуляция атмосферы.Ураган - ветер разрушительной силы (более 30м\с) и значительной продолжительности, характерен для тропических широт.Бу́ря — разновидность урагана. Скорость ветра при буре не много меньше скорости урагана (до 25-30 м/с). Убытки и разрушения от бурь существенно меньше, чем от ураганов. Иногда сильную бурю называют штормом.Тайфу́н— разновидность тропического циклона, который типичен для северо-западной части Тихого океана.Шквал - кратковременный сильный порывистый ветер со скоростью до 20-30м\с, часто с грозой и ливнем. Ветер по своей структуре не однороден. Он может быть струйным (ламинарным), когда слои воздуха движутся не перемешиваясь, т.е. их частицы не переходят из слоя в слой. Такое движение воздуха обычно бывает при слабых ветрах. Если же скорость ветра превышает 4 м/с, то частицы воздуха начинают двигаться беспорядочно, его слои перемешиваются и движение воздуха приобретает турбулентный характер. Чем выше скорость ветра, тем больше турбулентность, тем больше скачки скорости в отдельных точках воздушного потока и тем более порывистым становится ветер, возникают шквалы.Шквалистый ветер характерен не только частыми и резкими колебаниями скорости, но и сильнейшими отдельными порывами продолжительностью до нескольких минут. Ветер, который резко увеличивает свою скорость в течение очень короткого промежутка времени на фоне слабого ветра или штиля, назвают шквалом. Чаще всего шквалы налетают при прохождении мощных кучево-дождевых облаков и нередко сопровождаютсяя грозой и ливнями.Основной причиной шквала являетсяя взаимодействие восходящего потока возуха в передней части кучево-дождевого облака и нисходящего воздуха, охлажденного ливневым дождем, в тыловой его части в результате возникает характерный клубящийся вал с вихрем под ним, усиленный вихрями соседних воздушный слоев.Вертикальные вихри в грозовом облаке могут образовывать смерчи. Когда скорость такого вихря достигает 100м/с, нижняя часть облака в виде воронки опускается к подстилающей поверхности (земле или воде), навстречу поднимающемуся вверх пылевому или водяному столбу. Встреча со смерчем опасна: обладая большой разрушительной силой и вращаясь по спирали, он может поднять вверх все, что оказывается на его пути. Высота смерча достигает более 1000 метров, горизонтальная скорость 30-40 км/час. Поэтому при виде смерча нужно определить направление его перемещения и немедленно уходить в сторону. Иногда смерч может образоваться и без грозовых облаков. В этом случае он зарождается не из тучи, а на поверхности земли или моря, нередко при безоблачном небе. Это смерчи"хорошей погоды". Они быстро разрушаются и практически безопасны. Часто их существование можно быстрее заметить по характерному свистящему звуку, который раздается при его движении, чем увидеть.Воздух, воздушные массы находятся в постоянном движении, которое постоянно меняет и свою скорость и направление. Но в глобальных, планетарных масштабах это движение имеет четко выраженную закономерность, которая определяется общей циркуляцией атмосферы, зависящей от распределения атмосферного давления в обширных районах земного шара - от тропиков до полярных зон. Господствующие ветры (Постоянные ветры) Постоянные ветры вызваны силой Кориолиса, дуют всегда в одном направлении.Пассаты - первые в категории господствующих ветров, т.е. постоянно дующих в определенных районах в течение определенного промежутка времени. Скорость и направление господствующих ветров определяется по многолетним наблюдениям для каждого моря или морского района.В экваториальной зоне теплый воздух тропиков поднимается вверх, что приводит к образованию на границе тропосферы ветра, называемого антипассат. Антипассат растекается в направлении к полюсам, соответственно к северу и к югу.Охлажденные воздушные массы антипассата оседают на поверхность земли, создавая в субтропиках повышенное давление и ветер, называемый пассатом, который устремляется в экваториальную зону.Под действием силы Кориолиса пассаты северного полушария получают северо-восточное направление, а южного полушария (кроме северной части Индийского океана, где дуют сезонные муссонные ветры) - юго-восточное направление. Скорость пассатных ветров также постоянна и достигает 5-10 м/с.В экваториальой зоне пассаты ослабевают и поворачивают на восток. Поэтому между пассатами обоих полушарий возникает штилевая зона (в Атлантике "конские широты") характерная пониженным давленим, грозами и ливнями, штилями. В широтах 40-60° обоих полушарий преобладают ветры западной четветри. Они менее устойчивы (от СЗ до ЮВ), но значительно сильнее (10-15 м/с или 6-7 баллов). В южном полушарии, где западные ветры огибают весь мировой океан, лежали осноные пути парусных судов для плавания из Европу в Австралию и обратно в Европу вокрус мыса Доброй Надажды и мяса Горн. За свою силу, повторяемость (до 50%) и частые штормы эти ветры получили прозвище "бравые весты", а широты -"гремящие сороковые" и “ревущие шестидесятые”.В приполярных районах обоих полушарий, где оседают холодные массы воздуха верхних слоев тропосферы, образуя так называемые полярные максимумы, преобладают юго-восточные и восточные ветры.К господствующим ветрам также относятся следующие ветры: бризы, фён, самум.Бризы образуются под влиянием неодинаково нагревания суши и моря. Бриз - Днем дует с моря на побережье, а ночью дует с побережья на море.Область существенная для образования бризов располагается в прибрежной полосе морей (около 30-40 км). Ночью ветер дует от берега к морю (береговой бриз), а днем, наоборот,- с моря на сушу. Морской бриз начинается около 10 часов утра, а береговой - после захода солнца. Бриз относится к ветрам вертикального развития и на высоте нескольких сот метров дует в обратную сторону. Интенсивность бриза зависит от погоды. В жаркие летние дни морской бриз имеет умеренную силу до 4 баллов (4-7 м/с) береговой бриз значительно слабее.На суше так же можно наблюдать бризы. Ночью у поверхности земли существует тяга воздуха с поля к лесу, а на высоте крон деревьев - из леса к полю.Фён – теплый сильный ветер, дующий с высоких гор в долины. Наблюдается у побережья Крыма и Кавказа преимущественно весной.Самум – знойный ветер в пустыне. Местные ветры Другая категория ветров - местные, дующие только в данном месте или нескольких местах земного шара, возникают при изменении тепловых условий в течение некоторого времени или под влиянием рельефа местности (характера подстилающей поверхности). Представителем второго типа местных ветров надо назвать, прежде всего, бору, бакинский норд, сирокко.Бора - очень сильный ветер, направленный вниз по горному склону в местностях, где горный хребет граничит с теплым морем.Холодный воздух с большой скоростью устремляется вниз, к морю, достигая иногда силы урагана. В зимнее время, при низких температурах вызывает обледенение. Наблюдается в районе Новороссийска, у берегов Далмации (Адриатическое море) и на Новой Земле. В некоторых горных районах, например, на Кавказе в районе Ленинакана, или в Андах ежедневно наблюдается такое явление, когда после захода солнца с горных вершин, окружающих долину, вниз устремляются массы холодного воздуха. Порывы ветра достигают такой силы, что срывает палатки, а резкое и сильное понижение температуры, может привести к переохлаждению организма.Бакинский норд - холодный северный ветер в зоне Баку, дующий летом и зимой, Достигает штормовой, а нередко и ураганной силы (20-40 м/с) приносить с берега тучи песка и пыли.Сирокко - очень теплый и влажный ветер, зарождающийся в Африке и дующий в Центральной части Средиземного моря, сопровождается облачностью и осадками. Сезонные ветры Муссо́н— устойчивые ветры, периодически меняющие свое направление; летом дуют с океана, зимой с суши; свойственны тропическим областям и некоторым приморским странам умеренного пояса (Дальний Восток).  Муссоны носят континентальный характер и возникают вследствие разницы в атмосферном давлении при неравномерном нагревании суши и моря в летнее и зимнее время. (Приложение 17).Под влиянием силы Кориолиса в северном полушарии летние муссоны Тихого океана у восточного побережья Азии отклоняются к юго-востоку, а в Индийском океане - к юго-западу. Эти муссоны приносят с океана на Дальний Восток пасмурную погоду, с частыми дождями, моросью и туманами. На южное побережье Азии в это время обрушиваются затяжные и обильные дожди, что приводит к частым наводнениям.Зимние муссоны меняют свое направление на противоположное. В Тихом океане они дуют с северо-запада, а в Индийском - с северо-востока в сторону океана. Скорость ветра в муссонах неравномерна. Зимние северо-восточные муссоны совпадают с пассатами северного полушария, но их скорость не превышает 10 м/с. А вот летние муссоны Индийского океана достигают штормовой силы. Смена муссонов - происходит в апреле-мае и октябре-ноябре.

pochemu4ka.ru

Периоды безветрия. Покрытие потребности в электроэнергии в периоды отсутствия ветра.

  В течение года бывают периоды затишья ветровой активности, особенно это характерно для летних месяцев. В это время ветер появляется кратковременно или может вообще отсутствовать несколько дней подряд. Решение вопроса энергоснабжения объекта находится в зависимости от суточного, недельного и месячного графиков ветровой активности.

  Если затишья кратковременны, в пределах до 6-8 часов, с последующим появлением ветра силой более 5-6 м/с, резервным источником питания может служить аккумуляторная батарея. При длительных продолжительных периодах снижения скорости ветра до 3-4 м/с или затишьях, когда за счет энергии ветра может быть обеспечено электроснабжение только части потребителей (потребности первой категории), в состав системы электроснабжения должна вводиться дизельная/бензиновая электростанция или производиться включение в местную электросеть.

  Избыточная энергия дизельной/бензиновой станции через реверсивный преобразователь частоты направляется в аккумуляторную батарею. Из учета среднемесячного числа часов затиший и энергопотребления приемниками первой и второй категории устанавливается мощность дизельной электростанции для покрытия максимумов нагрузки I и II категории. Ее мощность составляет порядка 2,5-3 кВт. С числом часов использования в месяц равным 95-105. То есть ДЭС может работать порядка четырех суток в месяц. В течение этих же часов при снижении нагрузок I и II категории в соответствии с их графиком порядка 6-8 часов в сутки может работать аккумуляторная батарея.

  Параметры аккумуляторной батареи определяются из расчета 10 часов обеспечения нагрузки 1500 ВА – 6,8-7 А при расчетном напряжении 220 . Для этих целей может быть использована, например, батарея свинцово- кислотных аккумуляторов из 100-110 элементов типа ОР2S ISO или подобных автомобильных аккумуляторов.

studfiles.net

Ветер на службе у человека

Ветер - восполняемый источник энергии. Движение воздушных масс в атмосфере происходит из-за неравномерного ее прогревания солнцем. Примерно 2% солнечной энергии трансформируется в энергию ветра. Это в сто раз больше энергии всей биомассы планеты вырабатываемой всеми растениями. Люди с давних времен использовали ветер в качестве источника энергии. Сила ветра наполняла паруса кораблей первооткрывателей новых земель в эпоху средневековья, заставляла работать мельницы и другие всевозможные механизмы, работающие на благо человека. Еще в древнем Египте ветреные установки - прообраз современных ветровых генераторов, обеспечивали работу оросительных систем. Много позже, в девятнадцатом веке в США широко применялись водяные насосы, которые работали за счет энергии ветра. Такие системы действовали вплоть до начала сороковых годов прошлого века. Важно то, что энергия ветра всегда была и будет доступной. Это тот источник так необходимой человечеству энергии, который не причиняет вреда окружающей среде. Тем более что передвижения крупных воздушных масс происходят по всей планете постоянно, а значит использовать такой источник можно везде. Постепенно с развитием цивилизации человечество все больше стало уделять внимание углеводородным источникам энергии, С ростом технического прогресса увеличивались и объемы добычи нефти и угля, до сих пор являющихся главными энергоносителями. Однако в последнее время в связи с тем, что наблюдается постоянная тенденция увеличения стоимости углеводородного сырья, все острее становится проблема поиска новых возобновляемых источников энергии. Этому способствует и постоянно ухудшающаяся экологическая обстановка во многих регионах земли. Одним из таких альтернативных источников становится энергия ветра. Сегодня ветрогенераторы успешно работают практически на всех континентах, реализуя идею постепенной замены традиционных источников энергии на возобновляемые.

gramotey.com


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта