Мощные ветрогенераторы: сравнительная характеристика

Забота об окружающей среде и о собственном кошельке побудила светлые умы человечества к изобретению и внедрению новых методов производства энергии, источником, для которой, служили бы неисчерпаемые ресурсы: солнце, вода и ветер. Использование каждого такого источника имеет свои преимущества и недостатки, но наиболее доступной и эффективной считается энергия ветра.

Конечно, природа накладывает определённые ограничения на использование ветрогенераторов, и материальные затраты на выработку 1 кВт электричества от энергии солнца и ветра примерно сопоставимы. Но в северных широтах, особенно в прибрежных регионах, использование ветрогенераторов вне конкуренции.

Вопрос целесообразности установки упирается в среднюю скорость ветра по региону. Начиная с 4 м/с установка ветрогенератора считается целесообразной, а при 9-12 м/с он работает с максимальным КПД. Но мощность ветрогенератора зависит не только от скорости ветрового потока (схема 1), но и от диаметра ротора и площади лопастей (схема 2).

Обзор ветрогенераторов, выпускаемых в России

Ветряные генераторы, в том числе и производимые в России по своему целевому назначению делятся на следующие виды:

• промышленные;
• бытовые;

К промышленным установкам относятся генераторы, мощность которых достигает нескольких мегаватт. Их устанавливают на территории крайнего севера и на территориях с постоянными сильными ветрами.

При проведении обзора российских ветрогенераторов нужно обратить на такие технические характеристики этих устройств:

• вес установки;
• мощность аппарата;
• издаваемый шум;
• какой высоты достигает установка;
• какая скорость ветра требуется для полноценной работы ветряных генераторов;
• цена;

Производители наделили российские бытовые ветрогенераторы небольшой мощностью, однако, достаточной для того, чтобы снабжать электрической энергией одно частное домохозяйство или бытовку, расположенных вдали от линий электропередач. Работа большей части таких генераторов требует постоянной скорости ветра, достигающей до 5 м/с, но сегодня отечественные производители осуществляют производство аппаратов, работающих и при не таких сильных ветрах.

Одним из самых простых и доступных по цене ветрогенераторов является установка «ВЭУ-2000» с мощностью в 200 Ватт, а характеристика напряжения составляет 24 Вольта. Рассматриваемый генератор имеет три лопасти, которые изготовлены из стекловолокна.

Высота устройства достигает шести метров, а диаметр крыльчатки- 2,2 метра. Устройство очень компактно и для его установки достаточно участка площадью 4 квадратных метров. Для работы этого бюджетного аппарата достаточно ветра скоростью 4 м/с.

Агрегат имеет устойчивое крепление с помощью металлических тросов, его стоимость не превышает 15000 рублей, поэтому его приобретение доступно практически каждому жителю нашей страны.

Представлен российскими производителями и более дорогой аппарат стоимостью в 27000 рублей и мощностью в 600 Ватт- “СОС 600″. Для его установки потребуется большая территория площадью в 6 квадратных метров, но несмотря на наличие таких свойств, аппарат для частных лиц имеет один существенный недостаток, при работе он издает больший уровень шума, поэтому требуется установка этого аппарата на более отдаленном от дома расстоянии.

Грандиозные проекты

Один из самых великих проектов ветроэнергетики — строительство ветряка «Энеркон Е-126». Это крыльчатый генератор с горизонтальной осью вращения и 3-мя лопастями. На сегодняшний день enercon является самым большим и мощным ветряком в мире.

Самый большой в мире промышленный ветрогенератор Enercon E-126

Длина одного крыла 63 м, диаметр окружности, описываемой лопастями – 127 м, высота основания – 135 м. Вес этой огромной конструкции порядка 6000 тонн. Максимальная мощность генератора 7,58 МВт.

Установлено это чудо технической мысли рядом с немецким городом Эмдене в 2007 году. Лопасти ветряка совершают 5-11,7 оборотов/мин, а минимальная скорость ветра для вращения крыльев 3 м/с.

Ветрогенератор Vestas V164-8.0 MW

Компания Vestas возвела ветровой генератор того же типа V164-8.0 MW мощностью 8 МВт. Высота мачты составила 140 м, длина одного крыла 80 м.

Большой плавучий ветряк был воздвигнут японцами после взрыва на АЭС Фукусима. Высота мачты около 105 м, мощность 7 МВт.

Ветряная электростанция San Gorgonio Pass, Калифорния. Включает 3218 ветряных генераторов, производящих 615 МВ электроэнергии.

Ветроэлектростанция Мэпл Ридж — крупнейшая в штате Нью-Йорк. Введена в эксплуатации в 2006 году. Ферма на 75% удовлетворят потребности Нью-Йорка в электричестве.

Ветряная ферма Lynn and Dowsing, Линкольншир, Великобритания, работает с 2008 года. Обеспечивает энергией 130 000 домов.

Ветровая электростанция на острове Роса в Антарктиде производит 999 кВт (3 турбины, каждая генерирует по 333 кВт). Установлена ферма на холме Кратер Хил для снабжения станций Скотта (Новая Зеландия) и Макмердо (США). Ветряки на 11% удовлетворяют нужды исследовательских станций.

Арктический поселок Амдерма

Электростанция на ветряных генераторах в российском арктическом поселке Амдерма. Состоит из 4-х турбин, генерирующих до 677,2 МВт (38,6% от потребляемой жителями энергии). Цена 1 кВт ветроэнергии составляет порядка 20 руб, против 65,51 руб, которые жители Амдерма платят за электричество, вырабатываемое дизельным генератором. Дизель, используемый в местных электростанциях, дорог и сильно загрязняет природу. Применение ветрогенераторов позволяет заметно удешевить энергию и улучшить экологическую обстановку. А некоторые северные умельцы мастерят ветрогенераторы своими руками.

Tehachapi Pass, Калифорния, одна из старейших станций, эксплуатируемых ныне. Станция возведена в 1980 году, периодически ремонтируется и обновляется.

Ферма Уитли, Шотландия, включает 140 установок, обеспечивая электричеством 180 000 домов. Это одна из самых мощных станций Европы.

Китайская ветроферма Ганьсу мощностью порядка 8 ГВт. Построена в городе Цзюцюань и постоянно модернизируется. В 2017 году мощность планируется поднять до 17 ГВт, к 2020 – до 20 ГВт.

Летающий ветряк Buoyant Airborne Turbine

Летающий ветряк Buoyant Airborne Turbine – трехлопастной генератор с горизонтальной осью в специальном дирижабле. Находится установка на Аляске, в 600-х метрах над уровнем земли. Рабочим газом дирижабля является гелий. Мощность вентрогенератора 30 кВт.

Ветроферма в российском поселке Усть-Камчатск, Камчатка, вырабатывающая 1 МВт. В комплекс входит 4 ветровых машины.

Ветроэнегростанция Муппандал, Индия, производящая 1500 МВт. Построена в штате Тамил Наду в 2011 году.

Электростанция на ветряках Джайсалмер, Индия, штат Раджистан, производит 1063 МВт. Введена в эксплуатацию в 2012 году.

Электростанция Альта, Калифорния, выдает 1020 МВт энергии. Запущена в 2010 году.

Honda возвела ветровую электростанцию в Бразилии для снабжения своего автомобильного завода. Мощность установки 95 000 МВт/год.

Ветряные фермы Южной Австралии до половины потребляемой энергии. Одна из наиболее мощных станций – Woodlawn.

2 больших ветрогенератора, суммарной мощностью 1520 МВт, построили в Жамбылской области Казахстана.

Строительство другой, более мощной ветровой машины «Sea Titan», ведет американская компания AMSC. Длина лопасти, согласно проекту, будет 95 м. Предполагается, что это будет самый мощный ветрогенератор в мире.

Промышленные ветрогенераторы большой мощности

Для промышленных масштабов потребления электричества применяются ветряные станции с большой мощностью. В большинстве случаев, такие генераторы просто огромны.

Промышленные ветрогенераторы — когда требуются большие результаты

Кроме того, обычно применяется расположение данных установок в обширных долинах, могут устанавливаться в достаточно пустынных местностях, есть даже варианты морских плантаций с ветряками.

Особенно большое распространение такие огромные долины с ветряками получили в европейских странах и на американском континенте.

В США существует огромное количество мест с расположенными ветряными станциями промышленных масштабов.

Плюсы и минусы

К плюсам использования ветряных генераторов относятся:

• Не требует вложений в процессе эксплуатации;
• Автономность работы установки, вне зависимости от погодных условий;
• Универсальность к месту расположению;
• Экологическая безопасность установки;
• Продолжительный срок эксплуатации.

К минусам использования относятся:

• Высокая стоимость установок, в связи с чем продолжительный срок окупаемости;
• Зависимость от условий окружающей среды;
• Низкий КПД установок;
• Необходимость профилактических работ.

Ветрогенераторы малой мощности

Для обеспечения дополнительных нужд электропитания в частном хозяйстве и на малых предприятиях, могут применяться ветрогенераторы малых мощностей.

Ветрогенераторы малой мощности

Генератор с малой мощностью не сможет в полной мере обеспечить частный дом необходимой энергией, но вот в качестве дополнительного источника питания (в случаях с постоянными отключениями электричества) помочь могут. На малых предприятиях, также в качестве дополнительных источников, могут монтироваться несколько генераторов с маленькой мощностью.

На данный момент существуют даже модели переносных ветрогенераторов небольшой производительности. Мощностей таких переносных устройств вполне хватает для процесса освещения: можно использовать один-два электроприбора. Такие переносные модели имеют небольшой вес и просты в монтаже.

Ветряная турбина дома — можно ли построить своими руками?

Строительство ветряных турбин своими руками – дело интересное, но действительно сложное. Правильное сопоставление крыльчатки ветрогенератора и конструкции заданного альтернатора / генератора переменного тока, как правило, сопровождается многочисленными испытаниями и ошибками. Если потенциальный механик готов пройти нелёгкий путь строительства домашнего реально продуктивного ветрогенератора, что же – как говорят оптимисты — всё возможно в этом мире.

При помощи информации: OtherPower

Газонокосилки с нулевым радиусом разворота: ТОП-6 для газонов большой площади

Посудомоечные машины: распространённые неисправности запуска

Холодильники бытовые: частые неисправности холодильников

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .