Ветровая энергия или ветряная: Энергия из воздуха. Как развивается ветряная генерация в России и мире — magazinakb.ru

Содержание

Ветряная энергетика | Возобновляемая энергия и ресурсы

Ветряная энергия способна в сравнительно недолгий срок значительно сократить зависимость мировой экономики от нефти, газа, урана и других видов ископаемого топлива, а также существенно снизить выброс в атмосферу парниковых газов, которые губительно сказываются на климате нашей планеты. По данным NREL, выработка 1 МВт ветряной энергии предотвращает выброс приблизительно 2 600 тонн углекислого газа.

Мировой рынок ветряной энергетики

По данным IRENA, установленная мощность ветряной энергетики в мире выросла с 92,5 ГВт в 2007 году до около 467 ГВт в 2016 году, включая 453 ГВт объектов наземной ветряной генерации. В этом же году в этой отрасли напрямую и косвенно было задействовано 1,2 млн человек, при этом половина этих рабочих мест находится в Азии.

По данным доклада МЭА по оценке успехов в области внедрения технологий возобновляемой энергетики в мире Tracking Clean Energy Progress, в 2017 году доля ветрогенерации от всей производимой в мире энергии из возобновляемых источников составила 16%.

Инвестиции в ветряную энергетику в 2018 году выросли на 3% до 128,6 млрд долл, при этом сегмент прибрежной ветряной энергетики показал рекордные показатели второй год подряд.

В настоящее время лидерами в области ветряной энергетики (в пересчете на душу населения) являются Дания, Испания, Португалия, Швеция и Германия.

Перспективы ветряной энергетики в мире

В 2018-2050 гг количество ветряных мощностей в мире увеличится в 6 раз. К 2050 году, 26% электричества будет производиться ветряными электростанциями.

Компании по всему миру до 2050 года инвестируют в ветровую энергетику 4,2 трлн долл США. Цена на этот вид энергии снизится более чем на 40% уже к 2030 году, сделав такой тип энергии одним из самых дешевых.

Технологии ветряной энергетики

При построении ветряной электростанции основные расходы идут на закупку оборудования и установку турбинных генераторов, после этого операционные затраты на поддержание ее работы минимальны. Ветряная турбина может работать при скорости ветра примерно в диапазоне 13-90 км/ч. Шум, производимый ветряным генератором, соответствует нормам ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения) для жилых зон.

Турбинные технологии: наземные и прибрежные ветряные электростанции

Ветряные станции могут быть построены как на земле (наземные, onshore), так и на небольшой глубине в шельфовой зоне морей (прибрежные или шельфовые, offshore), где часто дуют достаточно сильные ветра. Помимо стандартных оффшорных ветряных турбин с жестким, вкопанным в морское дно, основанием, идет разработка нового типа прибрежных ветряных турбин, размещенных на плавучих платформах, крепящихся к дну якорными тросами.

В 2018 году большую часть ветроэнергетического оборудования (57%) произвели четыре лидирующие на рынке компании — датская Vestas, китайская Goldwind, американская GE Renewable Energy и испанская Siemens Gamesa.

Воздушные ветряные электростанции

Не прекращаются попытки усовершенствовать идею получения энергии из силы ветра и максимально снизить стоимость производства возобновляемой энергии.

Над этим работает множество изобретателей и стартапов по всему миру.

Нидерландская Ampyx Power предлагает постепенный переход от строительства ветряных турбин к системам второго поколения ветряной энергетики — «воздушной ветряной энергетики» (Airborne Wind Energy System — AWES), состоящим из дрона, привязанного с генератору электричества на земле. Английская Kite Power Systems предлагает извлекать энергию ветра из воздушных систем на основе кайта, аналогичную систему разрабатывает и тестирует проект Google X Makani.

История ветряной энергетики

Идея вырабатывать электричество, используя силу ветра, приписывает немецкому физику Альберту Бетцу. Он же считается разработчиком технологии ветряной турбины. Первая ветряная турбина была построена в Вермонте в 1940-е гг. Первая ветряная электростанция водного типа (прибрежная) Vindeby была построена в 1991 году неподалеку от побережья Дании совместными усилиями датской компании DONG (сейчас DONG Energy) и немецкой Siemens.

Аналитические обзоры по рынку ветряной энергетики

Организации, работающие в сфере ветроэнергетики

Компании, работающие в сфере ветроэнергетики

Проекты в сфере ветроэнергетики

Abour (Абур) — наземная ветряная электростанция — 52 МВт, Иордания, 2020
Achiras (Ачирас) — наземная ветряная электростанция — 79,8 МВт, Аргентина, 2020
Adelaide Wind (Аделаида Винд) — наземная ветряная электростанция — 102,4 МВт, Канада, 2014
Ajos (Айос) — наземно-прибрежная ветряная электростанция — 42,4 МВт, Финляндия, 2017
Amakhala Emoyeni (Амахала Эмоени) — наземная ветряная электростанция — 134 МВт, ЮАР, 2016
Amistad (Амистад) — наземная ветряная электростанция — 200 МВт, Мексика
Andali (Андали) — наземная ветряная электростанция — 36 МВт, Италия, 2019
Anholt (Анхольт) — прибрежная ветряная электростанция — 400 МВт, Дания, 2013
Arkona (Аркона) — прибрежная ветряная электростанция — 385 МВт, Германия, 2019
Ashtabula 1-3 (Аштабула) — наземная ветряная электростанция — 331 МВт, США, 2010
Bäckhammar (Бекхаммар) — наземная ветряная электростанция — 130 МВт, Швеция, 2020
Baldwin Wind (Болдуин Винд) — наземная ветряная электростанция — 102,4 МВт, США, 2010
Barrow (Бэрроу) — прибрежная ветряная электростанция — 90 МВт, Великобритания, 2006
Belwind (Белвинд) — прибрежная ветряная электростанция — 165 МВт, Бельгия, 2010
Beringen Albertkanaal (Беринген Альбертканаал) — наземная ветряная электростанция — 4,6 МВт, Бельгия, 2012
Berrybank (Беррибанк) — наземная ветряная электростанция — 181 МВт, Австралия, 2020
Blackwell Wind (Блэкуэлл Винд) — наземная ветряная электростанция — 59,8 МВт, США, 2012
Block Island (Блок Айленд) — прибрежная ветряная электростанция — 30 МВт, США, 2016
Blue Summit (Блю Саммит) — наземная ветряная электростанция — 135,4 МВт, США, 2012
Bluewater Wind (Блюуотер Винд) — наземная ветряная электростанция — 60 МВт, Канада, 2014
Borkum Riffgrund 1 (Боркум Риффгрунд 1) — прибрежная ветряная электростанция — 312 МВт, Германия, 2015
Borkum Riffgrund 2 (Боркум Риффгрунд 2) — прибрежная ветряная электростанция — 450 МВт, Германия, 2019
Bornish (Борниш) — наземная ветряная электростанция — 73 МВт, Канада, 2014
Borssele 1 и 2 (Борселе 1 и 2) — наземные ветряные электростанции — 752 МВт, Нидерланды, 2020
Brady 1 и 2 (Брейди) — наземные ветряные электростанции — 300 МВт, США, 2016

Перспективы ветроэнергетики в современном строительстве — Здания высоких технологий — Инженерные системы

Перспективы ветроэнергетики в современном строительстве

Иван Жигуленко

Применение возобновляемых источников энергии для энергоснабжения зданий в современных условиях уже давно воплощается в реальность. Выбор наиболее эффективного возобновляемого энергоресурса необходим в каждом конкретном случае. Рассмотрим инновационные решения, которые существуют на сегодняшний день в области ветроэнергетики.

В европейских странах, в частности Дании, генерация электроэнергии за счёт использования силы ветра составляет значительную и постоянно растущую долю в общей выработке энергии для зданий различного назначения. Подобное энергообеспечение городов и сёл распространено в Германии, Норвегии, Финляндии, США, а также активно внедряется в странах Востока, например Индии и Китае. Имеется некоторый опыт и в России. Правда, развивается ветроэнергетика в основном на базе пропеллерных ветряных электростанций (ВЭС), которые работают по схеме центробежного снабжения (кстати, вся система энергоснабжения в мире – центробежной схемы).

Данные электростанции могут быть удалены от потребителя энергии на значительное расстояние. Такие ВЭС, по нашему мнению, технически и морально устарели, а также представляют опасность для экологии.

Сферы применения

Ныне существуют отечественные энергоэффективные технологии, которые позволяют практически повсеместно использовать энергию воздушного потока даже с низким энергопотенциалом (отсутствие ветра), вплоть до утилизации тёплого потока внутри здания. Комбинированное применение установок, работающих на различных источниках возобновляемой энергии, по схеме центростремительного энергосамообеспечения потребителя может изменить экономику городов и сёл.

Наши ветряки можно устанавливать в «декоративных излишествах», на технических этажах или выносных стелах зданий и т. п. Например, в боковых пилонах здания могут располагаться не только лифты, лестничные пролёты и другие технические помещения, но и энергетические установки, особенно в той части, которая выходит за пределы высоты здания.

^{Beddington Zero Energy Development (BedZED) – экокомплекс в Лондоне (Великобритания)}

Эффективно комплексное использование различных ВИЭ. Так в подвалах разумно размещать гидро- электроустановки нового типа, утилизирующие энергию сточных вод, которые могут стать основным источником энергообеспечения здания, а ветроустановки и солнечные элементы использовать как вспомогательную генерацию. Если здание уже построено и собственники не желают изменять его облик и контуры для встраивания ветро- и гелиоустановок, можно возвести отдельно стоящую энергетическую стелу с набором энергогенерирующих устройств, причём способную обеспечить энергией не одно здание, а их группу или даже целый район.

Примером комплексного использования ВИЭ может стать проект энергообеспечения агротехнопарка (Лотошинский район Московской области), в котором предложены турбины с горизонтальными лопастями на крышах зданий с поддувом воздуха от вентиляции. Кроме того, предусмотрено использование сточных вод для выработки тепловой и электрической энергии. Подобные поселения с энергосамообеспечением могут быть массово внедрены на любой территории, даже с некачественными землями и сложными климатическими условиями.

_{Проект энергообеспечения агротехнопарка}

Центростремительное энергоснабжение зданий

Развивать энергоснабжение зданий предпочтительно по схеме центростремительного самообеспечения, т. е. совместить потребителя и источник генерации энергии в одну систему. Такая схема позволит сократить до минимума необходимость в линиях электропередач и крупных подстанциях, а мегаполисы и другие населенные пункты освободит от паутины проводов.

В российских городах всё чаще применяют энергосберегающие программы и внедряют новые энергоэффективные технологии. В строительном комплексе максимальная энергоэффективность – это самообеспечение дома или целого района электроэнергией на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ). При этом вырабатывающие энергию установки должны размещаться в пределах здания, группы зданий или не далее территории района. Максимальный эффект можно получить лишь от комплексного использования различных технологий, работающих за счёт преобразования возобновляемой энергии: ветро-, гелио- и гидроустановок, тепловых насосов и т. п. Рассмотрим инновационные решения, источником энергии которых является ветер – движение воздуха.

Торговый комплекс высотой 240 м построен строительной фирмой Atkins в 2008 году. Архитектурный проект прошёл проверку на соответствие экологическим стандартам.
Торговый центр состоит из двойных башен, которые соединены между собой тремя воздушными мостами. На каждом таком мосту установлен ветрогенератор (суммарная мощность – 675 кВт). Диаметр каждой турбины составляет 29 м. Ориентированы турбины на север, так как именно оттуда, со стороны Персидского залива, ветер дует наибольшее количество дней в году.
Башни по форме напоминают корабли, а между ними образуется своего рода туннель, через который проходит воздушный S‑образный поток, ускоряется и направляется в турбины.
Любой ветер, который дует под углом в 45° к центральной оси, создаёт ветровой поток перпендикулярный к турбинам, что увеличивает их потенциал по выработке электроэнергии.
Ветровые турбины рассчитаны на производство от 11 до 15 % энергии, необходимой башням (1,1–1,3 ГВт·ч/год). Количества вырабатываемой при этом энергии хватило бы для 300 домов в течение одного года. Турбины рассчитаны на ежедневное использование до 50 % от всего рабочего времени.

Роторные ветрогенераторы

На территориях, расположенных в глубине материка, направление ветра непостоянно, особенно в городах, поэтому можно говорить только о преимущественном сезонном направлении ветра. Кроме того, в зависимости от удалённости от поверхности земли ветер ведёт себя по-разному, например, для высот до 50 м характерны так называемые рыскающие потоки, особенно в городах среди высотных зданий.

Однако эти проблемы решаются применением ветряков виндроторного типа – низкоскоростных малых агрегатов с вертикальными осями вращения. Виндроторные турбины (и им подобные) используют ветер любого направления, невзирая на скорость и завихрения, не отключаются при высоких скоростях ветра, но требуют специального торможения или системы закрытия притока воздуха. Эти турбины производят энергию при широчайшем спектре скоростей, без стабилизации установки. Например, наиболее известный классический тип – турбина Савониуса, самостартующая при слабом ветре. Такие агрегаты начинают производить энергию при скорости ветра от 2 м/с, что позволяет скорее говорить об использовании энергии воздуха, чем ветра.

Небоскрёб Tower SE1 в Лондоне (Великобритания) высотой 147 м (42 этажа) обошёлся заказчикам в 113 млн фунтов стерлингов. Это одно из самых высоких жилых зданий в британской столице. Строительство здания, где расположены квартиры, магазины, фитнес-клуб и парковка, окончено в 2010 году. На крыше башни встроены три ветряные турбины по 9 м высотой, работа которых покрывает 8 % внутренних энергозатрат. Встроенные
турбины здания имеют пять, а не три, как это бывает обычно, лопастей, что позволяет значительно снизить уровень шума и вибрации. Ветрогенераторы рассчитаны на 19 кВт. Аэродинамика конструкции спланирована таким образом, чтобы ветер вращал турбины с максимальной эффективностью в течение всего года. Для экономии энергии в здании Strata Tower используется естественная вентиляция и окна с улучшенной изоляцией.

Они масштабируемы до больших мощностей и надёжно служат в течение десятков лет, поскольку имеют минимум движущихся частей, при этом простых и легкозаменяемых. Очень важно, что подобные энергосистемы легко и гармонично вписываются в архитектуру зданий, технических сооружений и в целом в архитектуру города или посёлка.

Среднегодовые скорости воздушных потоков в России составляют около 4,5 м/с, а на высоте более 100 м – превышают 7 м/с. Если использовать естественную возвышенность или здание высотой более 50–100 м, устанавливать эффективные ветроагрегаты, в основном виндроторного типа, можно практически на половине территории страны.

Как вариант, возможно обеспечение зданий энергетическими стелами, включающими в себя ветротурбины виндроторного типа, с горизонтальной осью вращения, которые прикрывают направляющие жалюзи. В солнечных регионах для нагрева технической воды и выработки дополнительного электричества южные боковины стел и некоторые части здания могут быть дополнительно снабжены солнечными панелями (см., например, панели, которые разработал академик Д. С. Стребков, и выпускает ВИЭСХ с КПД 20–22 %).

Настенные ветряные микроустановки

Зарубежная инновационная идея использования энергии ветра – применение микроветряков, размещаемых на стенах зданий. Правда, схема требует большого количества установок, что вызывает необходимость их декорирования на фасаде. Сама установка системы предельно проста: каждый модуль ветрогенератора крепится к стене здания тремя шурупами или анкерными болтами. Одновременно с этим все ветрогенераторы соединяются в единую систему, а щелчок единственного выключателя активизирует всю систему, но для работы этой схемы требуется особая архитектура здания.

Промышленные дизайнеры Ляо-Синь Чен и Вэнь-Чи Чан разработали систему ветряных генераторов под названием Wind Cube.
Конструкция состоит из лопастей, генератора, телескопического вала, электрического
разъёма питания и выключателя. Дизайнеры считают, что каждый Wind Cube способен генерировать 21,6 кВт электроэнергии, а 15 таких систем смогут произвести достаточно энергии для обеспечения ею семьи из четырёх человек.
Генератор Wind Cube прикрепляется к внешней стене дома. Его конструкция схожа с пчелиными сотами. На случай особо сильных порывов ветра предусмотрена возможность складывания лопастей генератора, что повышает его надёжность.
Самый оптимальный вариант для использования такого генератора – верхние этажи угловых домов, т. к. ветряные потоки здесь имеют наиболее высокие показатели.

В зависимости от силы ветра и уровня потребления электроэнергии некоторые ветрогенераторы можно по команде системы управления убирать в специальные углубления до момента, когда снова потребуется их работа. Недостатки те же, что и у любого пропеллерного ветряка: электричество будет до тех пор, пока есть необходимой силы ветер и именно с нужной стороны фасада. Другими словами, возникают многочисленные технические и технологические сложности, а энергии на выходе получается минимальное количество.

Материал подготовлен под руководством А. Л. Яковенко, который возглавляет «МТК-iзобретатель», а также при участии студентов Московского физико-технического института (МФТИ) и Московского государственного университета природообустройства (МГУП). ●

Альтернативные источники энергии

Энергия ветра и солнца вытесняет уголь, но не так быстро, как хотелось бы

Согласно данным аналитического центра Ember, с 2015 года доля солнечной и ветровой энергии в мировой энергетике увеличилась вдвое. В настоящее время она составляет около 10 % всего объёма вырабатываемой энергии, приближаясь к уровню атомных электростанций.

Альтернативные источники энергии постепенно вытесняют уголь, производство которого снизилось в первой половине 2020 года на рекордные 8,3 % по сравнению с тем же периодом 2019 года. По данным Ember, на долю энергии ветра и солнца пришлось 30 % этого сокращения, в то время как большая часть спада произошла из-за пандемии коронавируса, повлекшей за собой снижение спроса на электроэнергию.

Исследование Ember охватывает 48 стран, на которые приходится 83 % мирового производства электроэнергии. По количеству электроэнергии, вырабатываемой за счёт ветра и солнца, сейчас лидируют Великобритания и ЕС. В настоящее время на эти альтернативные источники энергии в Германии приходится 42 % энергопотребления, в Великобритании — 33 % и 21 % в ЕС.

Это гораздо выше по сравнению с тремя главным «загрязнителями» атмосферы углеродом в мире: Китаем, США и Индией. В Китае и Индии ветровая и солнечная энергетика вырабатывает примерно десятую часть всей электроэнергии. Причём на долю Китая приходится более половины всей угольной энергетики в мире.

В США около 12 % всего объёма электроэнергии получают от солнечных и ветряных ферм. Согласно прогнозу, опубликованному ранее на этой неделе Управлением энергетической информации США, возобновляемые источники энергии будут самым быстрорастущим источником производства электроэнергии в этом году. В апреле 2019 года общий объём энергии в США, вырабатываемой из «зелёных» источников, впервые превысил долю угля, благодаря чему прошлый год стал рекордным для возобновляемых источников энергии. Согласно данным Reuters, по итогам 2020 года, как ожидается, доля возобновляемых источников энергии и атомной энергии в структуре электроэнергетики США превысит долю угля.

Все это обнадеживает, но до достижения цели, указанной в Парижском климатическом соглашении от 2015 года, по предотвращению нагрева планеты более чем на 1,5°С по сравнению с доиндустриальным уровнем, предстоит пройти ещё долгий путь. Чтобы достичь этой цели, необходимо сокращать потребление угля на 13 % ежегодно в течение следующих 10 лет, а выбросы углекислого газа должны практически исчезнуть к 2050 году.

«Тот факт, что во время глобальной пандемии выработка угля упала всего лишь на 8 %, показывает, насколько мы всё ещё далеки от реализации задачи, — отметил Дэйв Джонс (Dave Jones), старший аналитик Ember. — У нас есть решение, оно работает, но это происходит недостаточно быстро».

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Энергия ветра на информационном портале «Clean Energo»

Оглавление

Обращаясь к этому источнику энергии, становится ясно, что ресурсы его неисчерпаемы и крайне велики. С точки зрения неисчерпаемости и экологичности, сильнейшие потоки воздуха обволакивающие нашу планету, таят в себя огромный энергопотенциал. Уместен вопрос, как такой перспективный источник как ветровая энергия не применяется на все 100%?

Интересный факт о ветровой энергетике

Известно, что употребление потоков воздушных масс в качестве неиссякаемого источника энергии началось ещё в Древнем Египте. ветряные установки использовали для доставки водных масс и переработки зерновых культур. Такой принцип действия сохранился и спустя века. В Англии существует и исправно работает ветряная мельница, сооруженная в семнадцатом веке.

Ветровая энергетика в России

А в нашей стране, по дореволюционным данным, функционировало порядка двух ста пятидесяти тысяч ветряных мельниц. В совокупности они выдавали около полутора миллионов киловатт энергии. Применение подобных установок, позволяло обрабатывать до трёх миллиардов пудов зерна за год.

Наши дни

В наше же время ветроэнергетика применяется для получения электроэнергии. Это уже более сложный и трудоёмкий процесс, в котором задействовано множество различных компонентов.

Так называемая теория ветродвигателя, была разработана Н. Е. Жуковским ещё вначале прошлого века. Основываясь на её принципах, стало возможно получить энергию даже из незначительно сильного потока воздуха. Реализовывались невероятные проекты ветрогенераторов оставлявшие далеко позади себя ветряные мельницы.

Но, так или иначе мельница прослужила прототипом для создания современных установок и без неё не было бы того, что мы имеем сегодня.

Технологии прошлого века

Применение мельниц было настолько обширным, что сложно представить насколько усложнился бы труд человека с отсутствием таковых. Их задействовали на лесопильнях, при поднятии строительных материалов на высоту, а так же для направления водных потоков, которые давали жизнь разным отраслям промышленности.

В Голландии, например, львиная доля таких установок, действовала до середины двадцатого века, а некоторые работают и по сей день.

Для создания ветрогенераторов привлекается ряд узконаправленных специалистов из множества областей науки. Ведь разработка и проектирование лопастей или турбин для установок, требует знания своего дела на все 100%.

Типы ветрогенераторов

Классификация ветрогенераторов делится на несколько их основных разновидностей. А зависит она от расположения оси внутри установки по отношению к потоку воздуха.

Приводим основные виды ветрогенераторов:

ось кручения имеет вертикальное положение, находясь под прямым углом к направлению ветрового потока;
ось кручения имеет горизонтальное положение, параллельно направлению воздушных потоков;
ось кручения имеет горизонтальное положение, перпендикулярно направлению воздушных потоков (схожи с водяным колесом).

Ветровые электростанции

При оценке воздушных богатств в 1989 г., исследователями получена цифра, равняющаяся 300 миллиардам кВт/ч в год. Примечательно, что лишь 1,5% из этих гигантских объёмов энергии могут использоваться человеком. Объяснение этому крайне просто. Потоки ветра не постоянны и рассеяны. А это влечёт за собой создание и установку аккумуляторных станций и как следствие значительно удорожает подобные проекты. Плюс ко всему требуются большие территории для размещения ветряков.

Однако находятся и такие участки, продуваемость которых вполне постоянна и может дать необходимое количество ветра для генерации энергии.

Такие потоки ветра классифицируют как:

умеренный — его скорость составляет порядка, 5-8 м/сек;
сильный — как правило выдаёт 14-20 м/сек;
штормовой — величина такого равняется 20-25 м/сек;
ураганный – сила может достигать более 30 м/сек.

Именно такие районы расположены вдоль береговых линий морей Арктики, Балтики, Севера.

Анализ и детальная структуризация возможностей этих особенностей и перспектив, сделали возможным создание ряда установок и агрегатов, благодаря которым человечество получает электроэнергию из силы ветра.

Были созданы как гигантские ветряки величиною в десятки метров, так и портативные ветрогенераторы для загородных домов.
Принцип действия крайне прост. Ветряные лопасти приводят в движение механизм динамо-машины, которая подаёт энергию на присоединённый аккумулятор.

Ветровые установки и агрегаты для получения электричества можно встретить там, где нет возможности провести линию электропередач. Это и удалённые сельскохозяйственные предприятия и точки нефтедобычи расположенные в Арктике.

По мнению инженеров, ветровую энергию получаемую по средствам лишь одних ветряков, логично применять в местах, где возможны не долгие перебои с подачей электричества. Т.е. там, где такие заминки не доставят проблем экономике или производству. А применяя их в купе с аккумуляторными установками, такие генераторы позволяют подавать энергию практически круглосуточно.

Несмотря на всё это, в настоящее время широкого применения этот источник энергии не получил. В виду того, что само по себе обслуживание и содержание ветряных установок крайне дорогое удовольствие.
Помимо этого есть ряд других сложностей и проблем.

Одна из таких — это переизбыток энергии во время сильного ветра и её нехватка, когда ветра нет. Было найдено несколько решений. Один из методов заключается в коммутировании ветряного колеса и насоса подающего воду в бак находящийся выше. Скопившаяся в нём вода, попадая на турбину приводит её в движение и один из возможных генераторов активен (могут быть постоянного или переменного тока).

Есть так же масса и других проектов по аккумулированию и сбору энергии ветра. Например, когда сжатый воздух при помощи силы ветряка, нагнетается в большие подземные сооружения.

Самым перспективным способом является получение водородного топлива. Электричество, полученное от генератора ветра, позволит разложить воду на водород и кислород. В дальнейшем, водород пригоден для хранения в сжиженном состоянии. Его можно применять на тепловых электростанциях, сжигая в специальных печах.

Схемы организации ветряных электростанций | Atmosfera™. Альтернативные источники энергии. Солнце. Ветер. Вода. Земля.

Автономная ветроустановка

Автономная ветрогенераторная установка – оптимальное решение для энергообеспечения удаленных объектов от традиционной сети. При условии полного отсутствия электросети является наиболее оправданным источником (по сравнению с бензо- и дизель-генераторами), не требует постоянного контроля и обслуживания. Находит широкое применение для энергообеспечения частных домов, баз отдыха, пансионатов в гористой и степной местности, индивидуальных потребителей (фермеров, садоводов, дачников, охотников, рыболовов), а также навигационных, метеорологических и других постов бесперебойным питанием в полевых условиях.

Ветро-Солнечная (гибридная) установка

Энергия ветра и солнца могут отлично дополнять или взаимозаменять друг друга. Так называемые гибридные системы электроснабжения особенно эффективны для круглогодичного автономного электроснабжения. Эти системы представляют собой станции на базе ветрогенераторов и фотоэлектрических модулей присоединенных к единой энергосистеме. Производительность фотоэлектрических батареи достаточно высокая летом и относительно низкая зимой. В свою очередь, обеспечение электроэнергией, выработанной за счет энергии ветра, в летнее время является проблематичным из-за частых безветренных дней. Поэтому преимущества гибридной системы «ветер-солнце» становится очевидным.

Ветроустановка с подключением к сети

Ветрогенератор с накоплением электроэнергии в аккумуляторах может работать и параллельно с сетью. Параллельная работа осуществляется с помощью устройства АВР (автоматический ввод резерва). АВР позволяет переключить питание объекта при отсутствии ветра и полном разряде аккумуляторов на электросеть или наоборот, переключает нагрузку на аккумуляторные батареи при потери питания электросети. Приоритет может устанавливаться в ручную в зависимости от специфики объекта.

Такое решение находит широкое применение на объектах которые подвластны частым отключениям электросети, или его качество не удовлетворяет потребителей. Система так же может быть установлена для увеличения установленной мощности и для экономии электроэнергии.

Сетевая ветроустановка

Сетевая станция — предназначена для параллельной работы с промышленной сетью 220 или 380 В/50 Гц. В качестве «безграничного» аккумулятора в этой системе является традиционная электрическая сеть. В условиях избытка вырабатываемой электроэнергии сетевой инвертор позволяет отдавать ее в сеть, а в случае отсутствия ветра использовать энергию электросети. Переключение режимов осуществляется в автоматическом режиме. Контроль выработки и потребления учитывается специальными узлами учета.

По такой схеме работают наиболее стремительно растущие станции которые позволяют продавать электроэнергию в сеть по так называемому «Зеленому тарифу».

В последнее время стало возможным объединить автономную и сетевую станцию с помощью гибридного инвертора. Преимущество таких систем в том, что помимо непосредственного питания нагрузки Мы имеем резерв в аккумуляторных батареях который может использоваться по заданным приоритетам.

Следует отметить, что выше указаны только некоторые схематические решения на базе ветрогенераторов. В виду большого количества факторов которые могут влиять на эффективность работы станции на каждом конкретном объекте, все случаи рассматриваются индивидуально.

Перед установкой ветрогенератора обязательно нужно оценить ветровой потенциал, по результатам которого принимать решение о целесообразности установки. Правильно рассчитанная и спроектированная система может быть только после обследования и изучения объекта специалистом.

Ветряная энергия стала самой дешевой для производства в Великобритании и Германии

Ветряная энергия стала самым дешевым видом электроэнергии для производства в Германии и Великобритании – причем даже без учета госсубсидий, свидетельствует анализ Bloomberg New Energy Finance (BNEF). Такое произошло впервые в странах «большой семерки», отмечает агентство Bloomberg, а первой подобного успеха в прошлом году добилась Дания.

На долю ветряных электростанций, по данным Bloomberg, в Великобритании приходится 7,7% производимой электроэнергии, в Германии – 11,4%.

Электричество, производимое ветряными установками, стало самым дешевым в США в прошлом году – но пока с учетом госсубсидий. Их действие будет прекращено к концу 2017 г. ; без их учета ожидается, что электричество «из ветра» станет дешевле того, что производят угольные и газовые станции, в течение ближайшего десятилетия.

Ветряные электростанции в США будут дешевле традиционных энергоблоков к 2023 г., а промышленные солнечные – к 2036 г., говорилось в июньском докладе Bloomberg «Энергетический уклад человечества скоро изменится навсегда», в котором был представлен стратегический прогноз о развитии мировой энергетики до 2040 г. Ископаемое топливо не исчезнет из энергобаланса и составит 44% генерации к 2040 г., но будет ограничено старыми энергоблоками в развитых странах.

Пока на ветряную и солнечную энергию в США приходится лишь 5% (данные за 2014 г.), но по мере увеличения этих мощностей доля газа и угля будет неизбежно падать, считают в BNEF. «Возобновляемая энергия становится абсолютно конкурентоспособной с точки зрения затрат, и конкурирует она уже напрямую с ископаемым топливом. Коэффициент использования мощностей на станциях, работающих на ископаемом топливе, снижается», – говорит Люк Миллз, аналитик BNEF. После того как ветряная или солнечная электростанция построена, себестоимость производства дополнительной единицы продукции близка к нулю, тогда как газовым и угольным станциям требуется все новое топливо. Поэтому компании, решая, какую станцию строить, будут все чаще делать выбор в пользу мощностей с фактически бесплатной электроэнергией, указывает BNEF. По ее оценке, коэффициент использования мощностей в газовой генерации в США сократится с 70% во втором полугодии 2014 г. до 62% во втором полугодии 2015 г., в угольной – с 86 до 85%, а в солнечной и ветряной увеличится с 16 до 20% и с 32 до 37% соответственно.

В своем быстром развитии возобновляемая энергетика проходит все новые и новые вехи. Так, в июле в Германии солнечные батареи впервые в истории сравнялись по объему выработанной электроэнергии с атомными электростанциями, произведя, по данным Института гелиоэнергетических систем, по 5,18 ТВт ч. В том же месяце страна установила еще один рекорд: ветряные и солнечные электростанции произвели 11,7 ТВт ч электроэнергии, превысив мартовский показатель (11,1 ТВт ч).

Возобновляемая энергетика в ближайшие пять лет будет крупнейшим источником новых генерирующих мощностей, их будет установлено на 700 ГВт, говорится в недавнем докладе Международного энергетического агентства (МЭА). Но, несмотря на рост, инвестиции сократятся с $270 млрд в 2014 г. до $230 млрд 2020 г. из-за снижения себестоимости ветряных и солнечных электростанций.

По оценке МЭА, доля возобновляемой энергетики в мировой электрогенерации вырастет с 22% в 2013 г. до более чем 26% в 2020 г. Примерно две трети новых мощностей будет введено в строй в развивающихся странах; на Китай придется почти 40% роста и почти треть новых инвестиций в возобновляемую энергетику, говорится в докладе.

В этом году китайский государственный Energy Research Institute опубликовал исследование «Китай 2050 – сценарий высокого распространения возобновляемой энергетики и дорожная карта», в котором подтверждается технологическая и экономическая возможность обеспечивать к 2050 г. за счет возобновляемых источников 85% потребления электроэнергии и более 60% первичной энергии.

«В мире остался только один регион, испытывающий дефицит энергоресурсов, – Азия. А там все только и говорят, что о возобновляемой энергетике», – указывает Сет Клейнман, управляющий директор по анализу нефтегазовых рынков Citigroup. При этом стоимость солнечной энергии постоянно снижается, а число электромобилей – растет.

«Определить точно, когда из-за этого наступит переломный момент для отрасли углеводородов в целом, весьма сложно. Может быть, в начале следующего десятилетия, может, в конце или, если вы слишком скептичны, в начале десятилетия, идущего за следующим. Но этот переломный момент наступит, и не в следующем столетии», – говорит Клейнман.

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 — производство электроэнергии зависит, к сожалению, от силы ветра, на которую человек не может повлиять.
3. Шум – исследования шума, выполненные с использованием новейшего диагностического оборудования, не подтверждают негативного влияния ветряных турбин. Даже на расстоянии 30-40 м от работающей станции, шум достигает уровня шума фона, то есть уровня среды обитания.

4. Угроза для птиц — в соответствии с последними исследованиями, вероятность столкновения лопастей ветряка с птицами не больше, чем в случае столкновения птицы с высоковольтными линиями традиционной энергетики.
5. Возможность искажения приема сигнала телевидения — незначительна.
6. Изменения в ландшафте.
Несмотря на все преимущества, ветряки имели серьезные недостатки. Эффект их работы зависел от погодных условий, поэтому в безветренные дни и дни, когда ветер очень сильный, ветряки не могли работать. Однако, энергия всех видов была, есть и будет нам нужна. Само слово «энергия» происходит от греческого слова energia и означает деятельность, активность. Ее использование может быть разнообразным. Наиболее всего мы нуждаемся в ней в промышленном производстве, отоплении, транспорте, для освещения. В начале она поставлялась нам из окружающей среды (природные ресурсы), такие как бурый уголь, древесина или нефть. Сегодня трудно представить себе жизнь без электроэнергии. Электричество нам необходимо так же, как вода и воздух.

энергии ветра | Мощность и факты

Ветровая энергия , форма преобразования энергии, при которой турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую или электрическую энергию, которая может использоваться для выработки энергии. Энергия ветра считается возобновляемым источником энергии. Исторически сложилось так, что энергия ветра в виде ветряных мельниц веками использовалась для таких задач, как измельчение зерна и перекачка воды. Современные коммерческие ветряные турбины производят электричество, используя энергию вращения для привода электрического генератора.Они состоят из лопасти или ротора и корпуса, называемого гондолой, которая содержит трансмиссию на вершине высокой башни. Самые большие турбины могут производить 4,8–9,5 мегаватт энергии, иметь диаметр ротора, который может достигать более 162 метров (около 531 футов), и прикреплены к башням, достигающим высоты 240 метров (787 футов). Наиболее распространенные типы ветряных турбин (которые производят до 1,8 мегаватт) намного меньше; они имеют длину лезвия около 40 метров (около 130 футов) и прикреплены к башням примерно 80 метров (около 260 футов) высотой. Меньшие турбины можно использовать для электроснабжения отдельных домов. Ветряные электростанции — это районы, где несколько ветряных турбин сгруппированы вместе, обеспечивая больший общий источник энергии.

Подробнее по этой теме

турбина: ограничения на ветроэнергетику

Не вся кинетическая энергия ветра может быть извлечена, потому что должна быть конечная скорость, когда воздух покидает лопасть.Это может быть …

Ресурсы ветра рассчитываются на основе средней скорости ветра и распределения значений скорости ветра в определенной области. Районы сгруппированы по классам ветровой энергии в диапазоне от 1 до 7. Класс ветровой энергии 3 или выше (эквивалент плотности энергии ветра 150–200 Вт на квадратный метр или средней скорости ветра 5,1–5,6 метра в секунду [ 11,4–12,5 миль в час]) подходит для производства ветровой энергии в коммунальном масштабе, хотя некоторые подходящие участки также можно найти в районах классов 1 и 2. В Соединенных Штатах имеются значительные ветровые ресурсы в районе Великих равнин, а также в некоторых прибрежных районах. По состоянию на 2018 год крупнейшей ветроэлектростанцией в мире была ветроэнергетическая база Цзюцюань, состоящая из более чем 7000 ветряных турбин в китайской провинции Ганьсу, которая вырабатывает более 6000 мегаватт энергии. Одна из крупнейших в мире оффшорных действующих ветряных электростанций, London Array, занимает территорию в 122 квадратных километра (около 47 квадратных миль) на внешних подходах к устью Темзы и производит до 630 мегаватт электроэнергии.Hornsea One, который будет запущен в 2020 году и охватит территорию в 407 квадратных километров (около 157 квадратных миль) у побережья Англии Йоркшир, будет еще больше и будет производить около 1200 мегаватт электроэнергии. Для сравнения: мощность типичной новой угольной электростанции в среднем составляет около 550 мегаватт.

К 2016 году на долю ветра приходилось около 4 процентов всей мировой электроэнергии. Производство электроэнергии с помощью ветра резко возросло из-за опасений по поводу стоимости нефти и воздействия сжигания ископаемого топлива на климат и окружающую среду ( см. Также глобальное потепление).Например, с 2007 по 2016 год общая установленная мощность ветровой энергии во всем мире увеличилась в пять раз с 95 до 487 гигаватт. Китай и США обладали наибольшим объемом установленной ветровой мощности в 2016 году (168,7 гигаватт и 82,1 гигаватт соответственно), и в том же году Дания вырабатывала наибольший процент своей электроэнергии за счет ветра (почти 38 процентов). По оценкам ветроэнергетики, к 2030 году мир может вырабатывать почти 20 процентов всей электроэнергии за счет энергии ветра.По разным оценкам, стоимость энергии ветра составляет 2–6 центов за киловатт-час, в зависимости от местоположения. Это сопоставимо со стоимостью угля, природного газа и других видов ископаемой энергии, которая составляет от 5 до 17 центов за киловатт-час.

Проблемы, связанные с крупномасштабным внедрением ветроэнергетики, включают требования к размещению, такие как наличие ветра, эстетические и экологические проблемы, а также наличие земли. Ветряные фермы наиболее рентабельны в районах с постоянными сильными ветрами; однако эти районы не обязательно расположены вблизи крупных населенных пунктов.Таким образом, линии электропередач и другие компоненты систем распределения электроэнергии должны иметь возможность передавать эту электроэнергию потребителям. Кроме того, поскольку ветер является непостоянным и непостоянным источником энергии, может потребоваться накопление энергии. Общественные правозащитные группы выразили обеспокоенность по поводу потенциальных нарушений, которые ветряные электростанции могут оказать на дикую природу и общую эстетику. Хотя ветряные генераторы обвиняются в ранении и гибели птиц, эксперты показали, что современные турбины мало влияют на популяции птиц.Национальное общество Одюбона, крупная экологическая группа, базирующаяся в Соединенных Штатах и занимающаяся сохранением птиц и других диких животных, решительно выступает за энергию ветра при условии, что ветряные фермы расположены соответствующим образом, чтобы минимизировать воздействие на популяции мигрирующих птиц и важные среда обитания диких животных.

ветряные турбины: удар
Чтобы помочь оценить визуальное воздействие морских ветряных турбин, эта фотография берега моря была подготовлена с изображениями типичной ветряной турбины, модифицированной так, чтобы показать ее внешний вид на различных расстояниях от береговой линии.
© Deepwater Wind Holdings, LLC Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас
Информация и факты о ветроэнергетике
Ветер — это движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления. На самом деле ветер существует потому, что Солнце неравномерно нагревает поверхность Земли. По мере того, как горячий воздух поднимается, более холодный воздух заполняет пустоту. Пока светит солнце, будет дуть ветер. А ветер издавна служил источником энергии для людей.
Древние мореплаватели ловили ветер парусами. Когда-то фермеры использовали ветряные мельницы для измельчения зерна и перекачивания воды. Сегодня все больше и больше ветряных турбин выжимают из ветра электричество. За последнее десятилетие использование ветряных турбин увеличивалось более чем на 25 процентов в год. Тем не менее, он обеспечивает лишь небольшую часть мировой энергии.
Погода на нашей планете может быть очень суровой — от волн тепла и града до тайфунов и торнадо. Узнайте, что заставляет природу развязать свою ярость.
Как это работает
Большая часть энергии ветра исходит от турбин, которые могут достигать высоты 20-этажного здания и иметь три лопасти длиной 200 футов (60 метров). Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, соединенный с генератором, вырабатывающим электричество.
Самые большие ветряные турбины вырабатывают достаточно электроэнергии в год (около 12 мегаватт-часов) для снабжения около 600 домов в США. Ветряные электростанции имеют десятки, а иногда и сотни таких турбин, выстроенных вместе в особенно ветреных местах.Небольшие турбины, установленные на заднем дворе, могут производить достаточно электроэнергии для одного дома или небольшого предприятия.
Бурно развивающаяся ветроэнергетика
Ветер — это чистый источник возобновляемой энергии, не вызывающий загрязнения воздуха и воды. А поскольку ветер здесь бесплатный, эксплуатационные расходы после установки турбины практически равны нулю. Массовое производство и технический прогресс удешевляют турбины, и многие правительства предлагают налоговые льготы для стимулирования развития ветроэнергетики.
К недостаткам относятся жалобы местных жителей на уродливые и шумные ветряные турбины.Медленно вращающиеся лезвия также могут убивать птиц и летучих мышей, но не так много, как автомобили, линии электропередач и высотные здания. Ветер тоже переменчив: если он не дует, электричество не вырабатывается.
Тем не менее, ветроэнергетика процветает. Благодаря глобальным усилиям по борьбе с изменением климата, таким как Парижское соглашение, возобновляемые источники энергии переживают бум роста, при этом энергия ветра лидирует. С 2000 по 2015 год совокупная ветровая мощность во всем мире увеличилась с 17 000 мегаватт до более чем 430 000 мегаватт. В 2015 году Китай также обогнал ЕС по количеству установленных ветряных турбин и продолжает лидировать в установке.
Эксперты отрасли прогнозируют, что при сохранении таких темпов роста к 2050 году треть мировых потребностей в электроэнергии будет удовлетворяться за счет энергии ветра.
Информация и факты о ветроэнергетике
Ветер — это движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления. На самом деле ветер существует потому, что Солнце неравномерно нагревает поверхность Земли.По мере того, как горячий воздух поднимается, более холодный воздух заполняет пустоту. Пока светит солнце, будет дуть ветер. А ветер издавна служил источником энергии для людей.
Древние мореплаватели ловили ветер парусами. Когда-то фермеры использовали ветряные мельницы для измельчения зерна и перекачивания воды. Сегодня все больше и больше ветряных турбин выжимают из ветра электричество. За последнее десятилетие использование ветряных турбин увеличивалось более чем на 25 процентов в год. Тем не менее, он обеспечивает лишь небольшую часть мировой энергии.
Погода на нашей планете может быть очень суровой — от волн тепла и града до тайфунов и торнадо. Узнайте, что заставляет природу развязать свою ярость.
Как это работает
Большая часть энергии ветра исходит от турбин, которые могут достигать высоты 20-этажного здания и иметь три лопасти длиной 200 футов (60 метров). Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, соединенный с генератором, вырабатывающим электричество.
Самые большие ветряные турбины вырабатывают достаточно электроэнергии в год (около 12 мегаватт-часов) для выработки около 600 U.С. дома. Ветряные электростанции имеют десятки, а иногда и сотни таких турбин, выстроенных вместе в особенно ветреных местах. Небольшие турбины, установленные на заднем дворе, могут производить достаточно электроэнергии для одного дома или небольшого предприятия.
Бурно развивающаяся ветроэнергетика
Ветер — это чистый источник возобновляемой энергии, не вызывающий загрязнения воздуха и воды. А поскольку ветер здесь бесплатный, эксплуатационные расходы после установки турбины практически равны нулю. Массовое производство и технический прогресс удешевляют турбины, и многие правительства предлагают налоговые льготы для стимулирования развития ветроэнергетики.
К недостаткам относятся жалобы местных жителей на уродливые и шумные ветряные турбины. Медленно вращающиеся лезвия также могут убивать птиц и летучих мышей, но не так много, как автомобили, линии электропередач и высотные здания. Ветер тоже переменчив: если он не дует, электричество не вырабатывается.
Тем не менее, ветроэнергетика процветает. Благодаря глобальным усилиям по борьбе с изменением климата, таким как Парижское соглашение, возобновляемые источники энергии переживают бум роста, при этом энергия ветра лидирует.С 2000 по 2015 год совокупная ветровая мощность во всем мире увеличилась с 17 000 мегаватт до более чем 430 000 мегаватт. В 2015 году Китай также обогнал ЕС по количеству установленных ветряных турбин и продолжает лидировать в установке.
Эксперты отрасли прогнозируют, что при сохранении таких темпов роста к 2050 году треть мировых потребностей в электроэнергии будет удовлетворяться за счет энергии ветра.
Технология ветроэнергетики — Мир возобновляемых источников энергии

Современные ветряные турбины возвышаются над одной из своих предков — старой ветряной мельницей, используемой для перекачивания воды.Предоставлено: Уоррен Гретц
.
Мы используем энергию ветра сотни лет. От старой Голландии до ферм в Соединенных Штатах ветряные мельницы использовались для перекачивания воды или измельчения зерна. Сегодня современный аналог ветряной мельницы — ветряная турбина — может использовать энергию ветра для выработки электроэнергии.
Ветряные турбины, как и ветряные мельницы, устанавливаются на башне, чтобы улавливать максимум энергии. На высоте 100 футов (30 метров) и более они могут воспользоваться более быстрым и менее турбулентным ветром. Турбины улавливают энергию ветра своими лопастями, похожими на пропеллер. Обычно на валу устанавливаются две или три лопасти, образующие ротор.
Лезвие действует как крыло самолета. Когда дует ветер, на подветренной стороне лопасти образуется карман с воздухом низкого давления. Затем воздушный карман низкого давления притягивает к себе лезвие, вызывая вращение ротора. Это называется лифтом. Сила подъемной силы на самом деле намного сильнее, чем сила ветра, воздействующая на переднюю часть лопасти, что называется сопротивлением.Комбинация подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться как пропеллер, а вращающийся вал вращает генератор, чтобы вырабатывать электричество.
Ветровые турбины могут использоваться как автономные приложения, или они могут быть подключены к электросети или даже объединены с фотоэлектрической системой (солнечными элементами). Для источников энергии ветра в масштабе коммунальных предприятий большое количество ветряных турбин обычно строится близко друг к другу, чтобы сформировать ветряную установку. Многие поставщики электроэнергии сегодня используют ветряные установки для снабжения электроэнергией своих потребителей.
Подробнее: Как страны поощряют развитие ветроэнергетики? Нажмите здесь, чтобы посмотреть увлекательную анимацию ветрогенерации 1986-2018 годов.
Автономные ветряные турбины обычно используются для перекачки воды или связи. Однако домовладельцы, фермеры и владельцы ранчо в ветреных районах также могут использовать ветряные турбины как способ сократить свои счета за электричество.
Малые ветровые системы также обладают потенциалом в качестве распределенных энергоресурсов. Распределенные энергоресурсы относятся к множеству небольших модульных технологий производства электроэнергии, которые можно комбинировать для улучшения работы системы доставки электроэнергии.
Подписаться
Подробнее Новости ветроэнергетики здесь

Дополнительные ресурсы по ветроэнергетике
Содержание энергии ветра для этого раздела частично предоставлено Национальной лабораторией возобновляемой энергии и Министерством энергетики.

Сколько энергии вырабатывают ветряные турбины, природный газ?
Nate Chute | Остин, американский государственный деятель
Abbott: «Я беру на себя ответственность за текущее состояние ERCOT»
Фев.18, Техас Губернатор Грег Эбботт раскритиковал «абсолютно неприемлемую» реакцию ERCOT на кризис электроснабжения в масштабе штата и взял на себя ответственность за его реформирование
Видео в бассейне через KXAN
Поскольку миллионы техасцев остаются без электричества в условиях низких температур, губернатор Грег Эбботт позвонил за реформу в Совет по надежности электроснабжения Техаса, агентство, отвечающее за энергосистему штата.
Пока электричество восстанавливается для некоторых техасцев, ERCOT не сообщила, когда они ожидают прекращения остальных отключений электроэнергии.Техас — один из немногих штатов, имеющих собственную энергосистему.
Во время передачи во вторник вечером в прайм-тайм программы политического обозревателя Fox News Шона Хэннити Эббот сказал, что предприятиям штата по возобновляемой энергии не удалось вырабатывать электроэнергию в очень холодную погоду, добавив, что «ископаемое топливо необходимо штату Техас».
Другой обозреватель Fox News, Такер Карлсон, также заявил, что отключение электроэнергии было вызвано тем, что штат полагался на энергию ветра.
Операторы электросетей: Является ли ERCOT государственным учреждением? Ответы на 5 вопросов о группе, которая управляет электросетью Техаса.
Исключительно для абонентов: ERCOT заявил, что сеть была подготовлена к зимним неделям до энергетического кризиса в Техасе
Но ERCOT говорит, что остановки на природном газе и тепловых электростанциях во время всплеска спроса также были фактором (или более важным фактором) ?) к отключениям.
Споры об источниках энергии связаны не только с отключениями электричества в штате. Это также связано с планами президента Джо Байдена по ограничению выбросов и переходу на возобновляемые источники энергии.Итак, что на самом деле движет Техасом? Давайте рассмотрим подробнее:
Природный газ, солнечная энергия и другие системы отключены во время отключения электричества в Техасе
Штат Техас производит больше электроэнергии, чем любой другой штат — более чем вдвое больше, чем производит следующий ближайший штат, Флорида.
ERCOT сообщила, что все типы объектов, а не только те, которые производят возобновляемую энергию, пострадали от отключений по всему штату.
По состоянию на среду 46 000 мегаватт выработки были отключены, при этом отключились 185 электростанций.Представители ERCOT заявили, что 28 000 мегаватт приходятся на угольные, газовые и атомные электростанции, а 18 000 мегаватт — на солнечную энергию и ветер.
Спрос на энергию достиг рекордного уровня в воскресенье и не снизился, как обычно в ночное время. По словам старшего директора ERCOT по системным операциям Дэна Вудфина, проблема стала критической, когда несколько энергоблоков сети начали быстро отключаться, что повлияло на более чем половину генерирующих мощностей сети в зимний период.
Эти неисправные источники в основном включали атомные станции, угольные станции и генераторы тепловой энергии. Замерзшие ветряные турбины тоже были фактором, но Вудфин сказал, что на отключение ветряных электростанций приходилось менее 13% простоев.
Цены: Приказ коммунальной комиссии Техаса обязывает генераторы продавать электроэнергию во время шторма
Samsung и другие: Austin Energy отключает подачу электроэнергии основным промышленным потребителям
«Похоже, что большая часть генерации отключилась Сегодняшний день в основном связан с проблемами в системе природного газа », — сказал Вудфин во вторник, отметив, что на тепловые источники приходится почти вдвое больше гигаватт автономных энергозатрат по сравнению с возобновляемыми источниками, такими как ветер.
Итак, сколько энергии в Техасе вырабатывается ветряными турбинами? А как насчет природного газа?
Энергия ветра была самым быстрорастущим источником энергии в энергосистеме Техаса. В 2015 году ветроэнергетика обеспечивала 11% энергосистемы Техаса. В прошлом году он поставлял 23% электроэнергии в систему, превосходя уголь как второй по величине источник энергии.
Но природный газ по-прежнему лидирует в штате. В отчете ERCOT о генерирующих мощностях перечислены основные источники энергии в штате:
Природный газ (51%)
Ветер (24.8%)
Уголь (13,4%)
Ядерная энергия (4,9%)
Солнечная энергия (3,8%)
Гидроустановки, работающие на биомассе (1,9%)
Как спрос на природный газ привел к отключениям в Техасе
Abbott отметила в своем твиттере в понедельник, что генераторы природного газа и угля были заморожены, что стало одним из факторов, способствующих отключениям.
«Возможности некоторых компаний, которые производят электроэнергию, были заморожены. Это включает в себя генераторы природного газа и угля. Они работают над тем, чтобы возобновить производство электроэнергии», — написал в Твиттере Эбботт.
Электросеть Техаса не пострадала.
Возможности некоторых компаний, производящих электроэнергию, были заморожены.
Сюда входят генераторы природного газа и угля.
Они работают, чтобы вернуть генерацию в строй.
ERCOT и PUC уделяют первоочередное внимание бытовым потребителям. https://t.co/wDiDXN17Fu
— Грег Эбботт (@GregAbbott_TX) 15 февраля 2021 г.
Многие техасцы полагаются на природный газ для выработки тепла, что способствует резкому увеличению спроса на энергию во время недавних минусовых температур.В 2011 году еще одна глубокая заморозка привела к перебоям в подаче электроэнергии в штате, когда в Арлингтоне проводился Суперкубок. Позднее в федеральном отчете были отмечены сбои в системе, в том числе на электростанциях, которые не выдерживают экстремальных холода.
Дней без электричества: Во время бедствия одни страдают больше, чем другие
Джошуа Роудс, исследователь энергетики из Техасского университета, описал вопрос спроса на природный газ следующим образом:
«Основное различие между то, что происходит летом и происходит сейчас, — это конкуренция за природный газ. Если слишком много людей пытаются потреблять природный газ, это может снизить давление в линиях, и если это давление упадет слишком низко, они больше не смогут работать », — сказал Родс.« Вся система на самом деле не настроена на то, чтобы доставлять то, что мы
Дэниел Кохан, доцент кафедры гражданской и экологической инженерии в Университете Райса, сообщил USA TODAY Network, что некоторые электростанции, возможно, не работали из-за холода или проходили плановое техническое обслуживание. Пик Спрос обычно возникает летом, поэтому неудивительно, что угольные или газовые электростанции отключены в попытке настроиться на более теплые месяцы.
Кохан также сказал, что некоторые газовые заводы, возможно, не смогли получить достаточный запас газа для преобразования в электричество.
«Это намного превосходит ожидания операторов энергосистем, гораздо более глубокое замораживание и гораздо худшие характеристики наших электростанций, работающих на природном газе, чем кто-либо ожидал», — сказал Коэн.
Ветер или солнце — какой источник энергии лучше?
Ветряная и солнечная энергия являются основными источниками возобновляемой энергии. Они создают рабочие места. Они сокращают загрязнение.Они обеспечивают электроэнергией самые густонаселенные и самые сельские регионы мира.
Мы делаем ставку на двух крупнейших производителей зеленой энергии, чтобы избавиться от нашей зависимости от ископаемого топлива. Но смогут ли они оба противостоять гигантам невозобновляемой энергии, или один сектор является более перспективным вложением? Вот несколько плюсов и минусов ветровой и солнечной энергии.
Но сначала, что такое энергия ветра?
Ветер технически представляет собой форму солнечной энергии. Когда солнечное излучение нагревает неровную поверхность Земли, горячий воздух поднимается вверх, а прохладный — оседает.Эта разница в атмосферном давлении создает ветер, кинетическую (основанную на движении) форму энергии.
Ветряные турбины улавливают эту кинетическую энергию. Когда ветер дует на лопасти турбины, ее генератор преобразует энергию вращающейся лопасти в механическую энергию, которая затем может быть преобразована в энергию для перекачивания воды, измельчения зерна или обеспечения электричеством домов, предприятий и школ.
Что такое солнечная энергия?
Солнечная энергия — это солнечное излучение, достигающее Земли.Когда солнечный свет попадает на фотоэлектрические (PV) элементы внутри солнечных панелей, эти элементы преобразуют солнечное излучение в электричество.
Плюсы и минусы ветровой и солнечной энергии
Какой устойчивый источник энергии больше подходит для местной экономики и экономики штата? Ознакомьтесь с этой инфографикой, в которой сравниваются преимущества и недостатки ветровой и солнечной энергии.
Вставьте эту инфографику на свой сайт:
Какой источник зеленой энергии лучше?
Ветер — более эффективный источник энергии, чем солнечный. По сравнению с солнечными панелями, ветряные турбины выбрасывают в атмосферу меньше CO2, потребляют меньше энергии и в целом производят больше энергии. Фактически, одна ветряная турбина может вырабатывать такое же количество электроэнергии на 1 кВтч, что и около 48704 солнечных панелей .
Но огромная мощность ветряных турбин не делает ветроэнергетику явным победителем. Ветряные турбины — это бельмо на глазу. Они занимают много места. Они могут навредить дикой природе. Они не подходят для густонаселенных районов, а это значит, что в основном они расположены в сельской местности — вдали от городов, которые больше всего нуждаются в их электроэнергии.
Для загородных или городских районов более практичным вариантом являются солнечные батареи. Солнечные панели можно устанавливать на крышах зданий, школ и предприятий. Их можно купить или сдать в аренду по доступной цене. Их можно даже использовать для выработки электроэнергии для будущих высокоскоростных транспортных систем. Кроме того, прозрачные солнечные панели разрабатываются для модернизации крыш, окон и даже вашего телефона, ноутбука или планшета.
Несмотря на преимущества зеленой энергии, остается вопрос ее экономической устойчивости.Как ветровая, так и солнечная энергия быстро выросли за последнее десятилетие, но на их долю приходится лишь небольшой процент мировых энергетических мощностей. Чтобы ветер и солнечная энергия могли конкурировать с нефтью, углем и природным газом, исследователям необходимо найти практичный и экономичный способ сохранения энергии, когда солнце не светит, а ветер не дует.
Кроме того, затраты на производство, установку и обслуживание солнечных панелей и ветряных турбин должны будут продолжать снижаться, чтобы убедить потребителей отказаться от невозобновляемых источников энергии.Когда в 2020 году закончатся государственные субсидии на зеленую энергию, оба сектора будут вынуждены полагаться на прочную инфраструктуру и увеличение частных инвестиций.
Конечно, ни один источник энергии не обходится без недостатков. Но если ветер и солнце смогут поддерживать свои взрывные темпы роста, они могут противостоять американским гигантам, работающим на ископаемом топливе.
ЭТА СТАТЬЯ изначально появилась в «зеленом будущем». ПОСЕТИТЕ ИХ САЙТ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ИХ ПОЛЕЗНЫХ ЗАПИСИ!
Как работает энергия ветра | Союз неравнодушных ученых
Будущее ветроэнергетики
В условиях все более конкурентоспособных цен, растущей озабоченности по поводу окружающей среды и призывов к снижению зависимости от иностранных источников энергии, у ветроэнергетики есть надежда.Глобальный совет по ветроэнергетике прогнозирует, что к 2017 году глобальная мощность ветроэнергетики достигнет 536 000 МВт, что почти вдвое больше, чем сейчас, при этом рост особенно сосредоточен в Азии и Европе [23]. Турбины становятся все крупнее и сложнее: наземные турбины теперь обычно в диапазоне 1-2 МВт, а морские турбины в диапазоне 3-5 МВт. Следующими рубежами ветроэнергетики являются глубоководные оффшорные и наземные системы, способные работать при более низких скоростях ветра. Оба технологических достижения дадут большие возможности для новых разработок.
Как и в любой другой отрасли, которая переживает стремительный рост, время от времени возникают проблемы. Как и в большей части экономики США, финансовый кризис нанес тяжелый урон ветроэнергетике, замедляя финансирование новых проектов и препятствуя прогрессу растущей отрасли производства ветроэнергетики США. Есть также опасения по поводу столкновений с видами птиц и летучих мышей в некоторых местах. А проблема «не у меня на заднем дворе» (NIMBY) продолжает замедлять развитие в некоторых регионах.Но новые производственные мощности, тщательное размещение и методы управления, а также более глубокое понимание общественностью значительных и разнообразных преимуществ энергии ветра помогут преодолеть эти препятствия. (См. Также: Воздействие энергии ветра на окружающую среду.)
Комплексное исследование, проведенное Министерством энергетики США в 2008 году, показало, что расширение ветроэнергетики до 20 процентов к 2030 году осуществимо, доступно и не повлияет на надежность энергоснабжения страны. Помимо демонстрации того, что это возможно, по оценкам специалистов, достижение этой цели позволит создать более 500 000 новых рабочих мест в США, сократить выбросы в результате глобального потепления на 825 миллионов метрических тонн в год (примерно на 20 процентов) и сэкономить 4 триллиона галлонов воды [24].К этому списку преимуществ можно добавить значительное улучшение качества воздуха и воды для будущих поколений и гораздо меньшую уязвимость к колебаниям цен на ископаемое топливо. Хотя для достижения этого уровня потребуются решительные национальные усилия, энергия ветра более чем готова к решению этой задачи.
Артикул:
[1] Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC). Global Wind Report 2012.
[2] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). 2013. Лучший источник энергии ветра для нового поколения в 2012 году; Американская ветроэнергетика установила новый рекорд — 13 124 МВт.
[3] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). 2013. В настоящее время ветряная энергия в США вырабатывает более 10 процентов электроэнергии в девяти штатах.
[4] Союз неравнодушных ученых (UCS). 2013. Активизация использования возобновляемых источников энергии: энергия, на которую можно рассчитывать.
[5] Энтони Лопес, Билли Робертс, Донна Хеймиллер, Нейт Блэр и Джан Порро. 2012. Технические возможности возобновляемых источников энергии США: анализ на основе ГИС. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.
[6] Энтони Лопес, Билли Робертс, Донна Хеймиллер, Нейт Блэр и Джан Порро.2012. Технические возможности возобновляемых источников энергии США: анализ на основе ГИС. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.
[7] Арчер, К.Л. и М.З. Якобсен. 2003. Пространственное и временное распределение ветра и энергии ветра в США на высоте 80 м, полученное из измерений. Журнал геофизических исследований 108, DOI: 10.1029 / 2002JD002076,2003.
[8] Грэм Ричард, Майкл. Enercon E-126: Самая большая ветряная турбина в мире (на данный момент).
[9] Xcel Energy. Отчет о корпоративной ответственности за 2011 год. Портфель возобновляемых источников энергии в мегаваттах (МВт) на 2011 год и прогнозируемый на 2018 год.
[10] Hargreaves, S. 2012. Уровень энергии ветра в Колорадо достигает 57%. CNNMoney, 6 августа.
Лафлин, Т. 2012. Побитый рекорд. Миннеаполис, Миннесота: Xcel Energy.
[11] Савин, Джанет. 2009. Рост ветроэнергетики в 2008 году превышает средние темпы роста за 10 лет. Институт всемирного наблюдения.
[12] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). Анатомия ветряной турбины.
[13] Министерство энергетики США, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии. 2009.> 20 процентов энергии ветра к 2030 году: увеличение вклада энергии ветра в электроснабжение США.
[14] Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC). Global Wind Report 2012.
[15] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). 2013. Статистика отрасли.
[16] Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC). Global Wind Report 2012.
[17] Министерство энергетики США, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии. 2009. 20 процентов энергии ветра к 2030 году: увеличение доли энергии ветра в энергоснабжении США.
[18] Фредриксон и Байрон Ло, П.А. Американский закон о восстановлении и реинвестировании 2009 г. — положения
об энергии ветра
[19] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA).2013. Конгресс продлевает налоговые льготы по ветроэнергетике для проектов, которые начинаются в 2013 году.
[20] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). 2013. Обзор рынка AWEA USwind industry за четвертый квартал 2012 года. Вашингтон, округ Колумбия.
[21] Барбос, Г. 2012. Стандарты портфеля возобновляемых источников энергии в США: обновление статуса. Представлено на Национальном саммите по RPS 2012 г., Вашингтон, округ Колумбия, 3 декабря; по состоянию на 24 марта 2013 г.
No related posts.