категории: Интересни факти, Спорни въпроси
Брой преглеждания: 183 352
Коментари към статията: 15
Начало вятърна ферма: добро или прищявка?
С използването на вятърната енергия човечеството е познато от незапомнени времена. Веднъж неизвестен изобретател приспособил платното към непретенциозен плаващ кораб и с негова помощ, векове по-късно, цялата Земя била изследвана от любознателни навигатори. Вятърните мелници, дори и в наше време в много страни, редовно служат на човека.
Но днес използването на вятър предполага преди всичко производството на електричество. Нека се опитаме да разберем колко е проста, евтина и удобна. За тези, които искат веднага да чуят резултата, заключението: вятърната енергия никога няма да бъде по-евтина от енергията, получена от други източници: топлинни, ядрени или водноелектрически централи.
Затова има смисъл да се включат във вятърни централи за дома само на онези, които имат сърбящи ръце, за да адаптират готов генератор, който са получили „по повод“, или на ентусиасти на чиста енергия, които фанатично искат да спасят планетата от екологични бедствия. Други причини за използване на вятърна енергия, когато се захранват от външни електрически мрежи, просто не мога да си представя.
Първо, малко информация за възможностите за използване на вятърната енергия. Когато вятърът действа върху лопатките на турбината, ефективността на извличане на енергия (КПД) не може да надвишава 59%. Тази стойност е получена в техните трудове от редица учени (Ланчестър, Бетц, Жуковски) още през 1920 г. Оттогава тя е известна като „граница на Бец“.
Има ли смисъл да се обмисля ефективността ветрогенераторако се захранва от безплатен източник на неограничена мощност? Разбира се, че има! Знаейки ефективността на преобразуването, можете да прецените необходимата мощност на електроцентралата и след това колко вашият портфейл ще отслабне след закупуването му.
Максималната мощност, която може да бъде „отнета“ от вятъра, е равна на площта, върху която действа (площта на достигане на витлото), умножена по скоростта на вятъра в куба и споменатата по-горе ефективност, равна на 0,6. След като изразим всички стойности в системата SI, получаваме, че 1m2 от турбината при скорост на вятъра от 2 m / s отнема мощност колкото ... 4.8 W. При скорост на вятъра от 8 m / s (номиналната скорост на повечето вятърни генератори), изборът за единица площ ще се увеличи до 307 вата.
Сега, информация за разглеждане: реалната ефективност на домашните инсталации трябва да се приема не повече от 0,3. Работно време вятърни електроцентрали при оптимална скорост на вятъра, той варира от 10 до 15% годишно в климатичните условия на страните от ОНД.
Следователно мощността на вятърната електроцентрала, получена по формулата, трябва да се увеличи още 4-5 пъти. На практика се препоръчва да се инсталира вятърна централа, като се акцентира не толкова върху техническите показатели, колкото върху финансовите възможности, върху принципа: „Колкото повече, толкова по-добре“. Със мечта да установите мощна и в същото време компактна инсталация, трябва незабавно да се разделите. Едно противоречи по принцип.
Дизайнът на вятърна електроцентрала, като цяло, се състои от генератор, токоизправител, батерия и инвертор за преобразуване на напрежението до обичайната стойност от 220V. Управлението и управлението на всички блокове и елементи на електроцентрала се осъществява от микропроцесорен контролер или по-прости логически вериги.
изучаване технически характеристики на вятърните централи, трябва да се даде предпочитание на тези, при които скоростта на началото на движението на ротора, началната скорост на зареждане на батериите и скоростта, с която те влизат в работен режим, са минимални. Колкото по-широк е диапазонът на работните скорости на вятъра, толкова по-голяма е вероятността да се получи енергия. В този случай цената играе второстепенна роля: защо да вземете инсталацията по-евтино, ако тя работи във вашия регион в продължение на няколко дни в годината?
Сега е време да попитате цената на продуктите на компаниите, предлагащи готови комплекти оборудване.Тук изобщо няма да говорим за домашни вятърни паркове. Дори най-добрите примери за промишлено производство имат ефективност не повече от 30%, а домашните конструкции от спомагателни материали могат да издават само шум.
Цялото разнообразие от дизайни на ветрогенератори може да се сведе до две големи групи: с хоризонтално разположение на ротора на генератора и генератори с ротор от вертикален тип.
Хоризонталните генератори тип лопатки имат по-висока ефективност, по-малък разход на материали. Но те изискват използването на мачти с по-голяма височина, имат сложна механична част и са неудобни за поддържане. Станциите от вертикален тип са по-малко икономични, имат по-голям разход на материали, но работят в по-голям диапазон от скорости на вятъра и са по-компактни.
![Начало вятърна централа Начало вятърна централа](https://e.imadeself.com/uploads/posts/2013-03/1364727014_6.jpg)
Помислете за една извадка от най-интересните представители на вятърните централи на всяка група. Най-голям интерес са електроцентралите с хоризонтален ротор без зъбен контур генератор "Windtronics".
В него аеродинамичното съпротивление се намалява поради специалния дизайн на турбината, при който в краищата на лопатките са фиксирани силни постоянни магнити, а по ръба са монтирани 68 статорни бобини. С това решение роторът е и генератор на електрическа енергия. Специалните капаци на лопатките позволяват на турбината да започне да се движи със скорост на вятъра от 0,2 m / s. Днес тази стойност е рекордна за генераторите.
При скорост 0,9 m / s. турбината започва да генерира електричество. Други видове генератори при тези скорости на вятъра не могат дори да помръднат. Теглото на продукта е около 110 кг, диаметърът е 1,8 метра, нивото на шума е не повече от 35 dB.
![Windtronics Wind generator Windtronics Wind generator](https://e.imadeself.com/uploads/posts/2013-03/1364727038_7.jpg)
Благодарение на твърдата си конструкция, турбината може да издържи на скоростта на вятъра до 62,6 секунди. Годишната мощност е от 1500 до 2750 kW / h електроенергия. Американската компания Honeywell Wind Turbine, в комплект с турбина, доставя цялата необходима електроника, предназначена за свързване на 2 генератора или соларен спомагателен панел. Сериозен и единствен недостатък на вятърна електроцентрала е цената й - 5 750 долара с номинална мощност на генератора само 1,5 кВт.
Може да се разгледа перспективен представител на електроцентрали с вертикален тип генератор Urban Green Energy турбини Еди, Генераторите са много компактни, почти безшумни и могат да се монтират дори в градска среда. С тегло на генератора от 95 кг той заема площ малко повече от 2,5 м2.
Турбината може да се монтира за един час и тя служи до 20 години. Генераторът издържа натоварвания от вятъра до 193 км / ч и генерира в зависимост от модификацията от 2000 до 4000 кВт / ч енергия годишно. Основният недостатък е високата начална скорост на вятъра за турбината - 3,2 m / s. Информация за цената на генератора все още няма.
Оригиналната форма на турбината, наподобяваща розови венчелистчета, подтикна архитектите да създадат електроцентрала под формата на дърво с монтирани на клоните си 3 до 12 турбини. "Power Flowers" - "цветно дърво" и привлече широко обществено внимание, като създаде добра реклама за Eddy генератори и UGE.
Човек може да говори за различни дизайни и модели на електроцентрали много дълго време, но едно нещо ги обединява: много висока цена. От анализ на предложенията на фирми може да се извлече определена единична цена от 1 kW мощност на оборудването. Това е приблизително 2000 долара без инсталационни работи. Като добавим още $ 500 за инсталиране и пускане в експлоатация, получаваме средната цена на оборудването, което ще произвежда 2000-3000 kW / h електрическа енергия годишно.
Според експерти, електроенергията, получена от екологично чисти източници, е 3-4 пъти по-скъпа от обикновено.Когато използвате вятърни централи с ниска мощност, цената на енергията може да бъде с порядък (10 пъти) по-висок от този, получен от традиционните източници. Това е свързано с големите еднократни разходи за оборудване и инсталирането, пускането в експлоатация и поддръжката на вятърните централи.
За да скрият този факт, те често използват твърдението, че с увеличаването на цените на енергията екологосъобразните източници ще станат печеливши. В същото време се пренебрегва съображението, че с нарастването на цените на енергията ще се увеличат и разходите за оборудване, което има значително материално потребление. И перспективите за намаляване на подобен „вилица“ не се очакват дори в далечното бъдеще.
Ако имате неустоимо желание да създадете вятърна централа, тогава първо трябва да се запознаете с архива на метеорологичните доклади за последните няколко години във вашия район. Такава информация вече е достъпна онлайн и веднага ще изясни реалните възможности за използване на вятърната енергия.
Вижте също на e.imadeself.com
: