Αιολικός σταθμός παραγωγής ενέργειας. Σχεδιασμός και τύποι αιολικών σταθμών

Οι αιολικές-ηλεκτρικές εγκαταστάσεις (WPP) μετατρέπουν την ενέργεια κίνησης των ατμοσφαιρικών μαζών, η οποία στον ένα ή τον άλλο βαθμό είναι διαθέσιμη σε οποιοδήποτε σημείο σφαίρα, απευθείας στην ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό ακριβώς είναι το θετικό οικονομικό και περιβαλλοντικό αποτέλεσμα της χρήσης ανεμογεννητριών.

Πλεονεκτήματα της αιολικής ενέργειας

Μοντέρνο τεχνολογικές λύσειςεπιτρέπουν την παραγωγή ανεμογεννητριών με ισχύ που κυμαίνεται από αρκετά kW έως εκατοντάδες MW. Δηλαδή, οι ανεμογεννήτριες μπορούν να παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια τόσο σε ολόκληρες βιομηχανικές περιοχές όσο και σε μεμονωμένες κατοικίες. Εκτός από τα καθαρά οικονομικά πλεονεκτήματα, η αιολική ενέργεια έχει ένα άλλο αναμφισβήτητο πλεονέκτημα - ασκεί σημαντικά μικρότερη πίεση στην οικολογία και τη βιόσφαιρα της Γης. Ως εκ τούτου, ο έγκυρος ιστότοπος "Alternative Energy" (http://altenergiya.ru/) επιβεβαιώνει δικαίως τις βαθιές σκέψεις του V.V., που εκφράστηκαν στα μέσα του εικοστού αιώνα:

…οι πωλήσεις αιολικών πάρκων δεν είναι υψηλή ισχύς, τα οποία είναι ικανά να χρησιμοποιούν αιολική ενέργεια σχεδόν σε οποιαδήποτε περιοχή (ακόμα και όπου δεν υπάρχει αρκετή αιολική ενέργεια για βιομηχανική χρήση), αυξάνονται συνεχώς. Προβλέπεται ότι τέτοιες εναλλακτικές πηγές ενέργειας θα χρησιμοποιούνται όλο και ευρύτερα, τόσο δημόσια όσο και ιδιωτικά, έως ότου τελικά αντικαταστήσουν την παραδοσιακή ενέργεια που βασίζεται στα ορυκτά καύσιμα.

Τα οικονομικά πλεονεκτήματα της οικιακής αιολικής ενέργειας (εγκαταστάσεις με ισχύ 3–15 kW) περιλαμβάνουν τους ακόλουθους παράγοντες:

• Ανεξάντλητη πηγή ενέργειας.
• Οικολογική καθαρή ενέργεια;
• Ταχύτητα κατασκευής ανεμογεννήτριας.
• Σύντομη περίοδος απόσβεσης για επενδύσεις κεφαλαίου.
• Δεν απαιτούνται ειδικοί χώροι για την εγκατάσταση εξοπλισμού.

Το μειονέκτημα των μικρών ανεμογεννητριών είναι πρακτικά ένας παράγοντας - η άμεση εξάρτηση της παραγόμενης ισχύος από την πίεση της ροής του αέρα, η οποία στις περισσότερες περιοχές της Γης δεν είναι σταθερή. Επομένως, για σταθερή και υψηλής ποιότητας παροχή ενέργειας οικιακές συσκευέςαυτό απαιτείται προαιρετικός εξοπλισμός, όπως μπαταρίες και ανορθωτές ημιαγωγών.

Μελέτη του ενεργειακού δυναμικού της επικράτειας

Κοιτάζοντας τον μελλοντικό 21ο αιώνα, η έλλειψη εναλλακτικής λύσης στην ανάπτυξη της αιολικής ενέργειας είναι προφανής. Ως εκ τούτου, σε προηγμένες χώρες, διεξάγονται μελέτες για το δυναμικό των εδαφών με στόχο τη χρήση τους για την κατασκευή μεγάλων ανεμογεννητριών.

Οι σταθμοί εναλλακτικής ενέργειας καταλαμβάνουν συνήθως μεγάλες εκτάσεις. Συνεπώς, καταρχάς, δίνεται προσοχή σε τομείς που, ακόμη και μακροπρόθεσμα, δεν μπορούν να εμπλακούν σε άλλες οικονομικές δραστηριότητες:

• Δίκαιη τιμωρία;
• Ύψη βουνών;
• Ζώνες ραφιών;
• Παράκτιες ζώνες θαλασσών και ωκεανών και άλλες.

Ειδικότερα, στις δημοφιλές διαδίκτυοΟ πόρος windypower.blogspot.com/p/blog-page_8642.html παρέχει τις ακόλουθες πληροφορίες:

Γίνεται προκαταρκτική μελέτη του δυναμικού της περιοχής. Τα ανεμόμετρα εγκαθίστανται σε υψόμετρο από 30 έως 100 μέτρα και για ένα έως δύο χρόνια συλλέγουν πληροφορίες για την ταχύτητα και την κατεύθυνση του ανέμου. Οι πληροφορίες που λαμβάνονται μπορούν να συνδυαστούν σε χάρτες διαθεσιμότητας αιολικής ενέργειας. Τέτοιες κάρτες επιτρέπουν στους πιθανούς επενδυτές να αξιολογήσουν το ποσοστό απόδοσης της επένδυσης του έργου

Δυνατότητες βιομηχανικών αιολικών σταθμών

Οι βιομηχανικές ανεμογεννήτριες έρχονται περισσότερο διαφορετική δύναμηανάλογα με το ενεργειακό δυναμικό μιας συγκεκριμένης περιοχής. Σύγχρονες τεχνολογίεςεπιτρέπουν τη μαζική παραγωγή ακόμη και μη τυποποιημένου εξοπλισμού ηλεκτροπαραγωγής με περίοδο απόσβεσης 3–5 ετών.

Σήμερα, το μεγαλύτερο επίγειο αιολικό πάρκο βρίσκεται στο Tehachapi Pass στην Καλιφόρνια. Αυτήν πλήρης δύναμη, συγκρίσιμη με την ισχύ των μεγάλων θερμοηλεκτρικών σταθμών, είναι ήδη 1550 MW. Στο μέλλον, σχεδιάζεται η αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος του αιολικού πάρκου ALTA στα 3000 MW. Χρησιμοποιεί ανεμογεννήτριες ισχύος 1,5 και 3,0 MW.

Οι δυνάμεις που κατέχουν μεγάλες ζώνες ραφιών αναπτύσσουν ενεργά την υπεράκτια αιολική ενέργεια. Η Δανία και το Ηνωμένο Βασίλειο πρωτοστατούν σε αυτόν τον τομέα. Τέτοιες ανεμογεννήτριες εγκαθίστανται σε απόσταση 10–50 km από την ακτή σε θάλασσα με μικρά βάθη και είναι εξαιρετικά αποδοτικές επειδή εκεί φυσούν σταθεροί θαλάσσιοι άνεμοι. Το μεγαλύτερο αιολικό πάρκο μεταξύ αυτών που λειτουργούν σε υπεράκτιες ζώνες του κόσμου είναι ο βρετανικός σταθμός London Array with ισχύς εργασίαςστα 630 MW.

Τέτοιοι εξωτικοί τύποι αιολικών πάρκων όπως τα πλωτά και τα αιολικά πάρκα αναπτύσσονται επίσης. Μέχρι στιγμής πρόκειται για εγκαταστάσεις με ένα ή όχι ΜΕΓΑΛΗ ομαδαγεννήτριες ισχύος 40 - 100 kW η καθεμία. Αλλά με την πάροδο του χρόνου, σχεδιάζεται να αυξηθεί η δυναμικότητα των μονάδων σε πλωτούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής στα 6,3 MW. Ειδικότερα, δανικές και ιταλικές εταιρείες έχουν ήδη πλησιάσει σε τέτοιες ικανότητες.

Αιολικά πάρκα παροχής ρεύματος σε εξοχικές κατοικίες και μικρές επιχειρήσεις και οι τιμές τους.

Προκειμένου να καλύψει πλήρως τις ανάγκες εξοχική κατοικία, όχι μεγάλο αγρόκτημα, εστιατόριο ή αγορά, αρκεί να υπάρχει μια εγκατάσταση με ισχύ 20 ή και λιγότερο kW. Για ένα κτίριο κατοικιών, για παράδειγμα, η ονομαστική ισχύς της γεννήτριας επιλέγεται με ρυθμό 1 kW ανά 12 m2 επιφάνειας, εάν η χειμερινή θερμοκρασία δεν πέσει κάτω από 18 C με μέση ημερήσια ταχύτητα ανέμου 6,3 m/s ή περισσότερο.

Το κόστος ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής για οικιακές ανάγκες και μικρές επιχειρήσεις εξαρτάται από την ονομαστική ισχύ της ηλεκτρικής γεννήτριας και είναι περίπου 50 χιλιάδες ρούβλια ανά 1 kW για σταθμούς αιολικής ενέργειας έως 3 kW, 40 χιλιάδες ρούβλια/kW για σταθμούς αιολικής ενέργειας έως 10 kW και περίπου 30 χιλιάδες ρούβλια/kW - για αιολικές μονάδες ισχύος άνω των 10 kW.

Η περίοδος απόσβεσης για έναν αυτόνομο σταθμό ηλεκτροπαραγωγής είναι εντός 5 – 7 ετών, επομένως 1 kW της εγκατεστημένης ονομαστικής ισχύος της γεννήτριας ετησίως μπορεί να παράγει τόση ενέργεια που ισοδυναμεί με την καύση 2 τόνων άνθρακα υψηλής ποιότητας. Συγκεκριμένα, η ανεμογεννήτρια ESO-0020 με ονομαστική ηλεκτρική ισχύ 20 kW, που παρουσιάζεται στον ιστότοπο «Εκπαιδευτικό υλικό της VGUES (http://abc.vvsu.ru/) έχει τις ακόλουθες παραμέτρους:

• Το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας είναι 0,02 $/kWh.
• Ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ενέργεια - πάνω από 70.000 kWh.
• Περίοδος απόσβεσης - έως 7 χρόνια.
• Διάρκεια ζωής - 20 χρόνια.

βίντεο

- συσκευές ειδικό σχέδιο, στην οποία η αιολική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Γίνονται όλο και πιο δημοφιλή κάθε μέρα. Η χρήση φυσικών και, κυρίως, ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, βολικών και απλών αιολικών σταθμών, οι λεγόμενες ανεμογεννήτριες, είναι μια εξαιρετική εναλλακτική λύση για τους παραδοσιακούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας, ειδικά σε ιδιωτικές κατοικίες.

Χρήση αιολικής ενέργειας

Οι ανεμόμυλοι, ή μάλλον η αρχή της λειτουργίας τους, ξεχάστηκαν άδικα στη δεκαετία του είκοσι του περασμένου αιώνα. Ωστόσο, η δύναμη του ανέμου δεν χρησιμοποιήθηκε ούτε τότε για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Τροφοδοτούσε μυλόπετρες, χρησιμοποιήθηκε ως πρόωση για ιστιοφόρα πλοία και αργότερα ξεκίνησε αντλίες για την άντληση νερού σε δεξαμενές, δηλαδή μετατρεπόταν σε μηχανική ενέργεια.

Η αιολική ενέργεια άρχισε να αναπτύσσεται ραγδαία στα τέλη της δεκαετίας του εξήντα του περασμένου αιώνα. Εκείνη την εποχή, υπήρχε μια καταστροφική έλλειψη παραδοσιακών ενεργειακών πόρων, επιπλέον, οι τιμές τους αυξήθηκαν απότομα και τα περιβαλλοντικά προβλήματα που συνδέονται με τη χρήση τους έγιναν ολοένα και πιο έντονα.

Συνέβαλε στη χρήση εναλλακτικές πηγέςηλεκτρικής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της αιολικής ενέργειας, και της τεχνολογικής προόδου. Έχουν εμφανιστεί νέα υψηλής αντοχής και αρκετά ελαφριά υλικά που καθιστούν δυνατή την κατασκευή πύργων ύψους έως 120 m και τεράστιων λεπίδων.

Οι άνεμοι που πνέουν σε πολλές περιοχές του πλανήτη είναι σε θέση να περιστρέφουν τουρμπίνες σταθμών παραγωγής ενέργειας με επαρκή ταχύτητα για να παρέχουν ενέργεια σε ιδιωτικές κατοικίες, μικρές φάρμες ή σχολεία σε αγροτικές περιοχές.

Αλλά σε οποιοδήποτε βαρέλι με μέλι υπάρχει τουλάχιστον μια μύγα στην αλοιφή. Ο άνεμος δεν μπορεί να ελεγχθεί δεν φυσάει πάντα, ειδικά στην ίδια κατεύθυνση και με την ίδια ταχύτητα. Η τεχνολογική πρόοδος δεν σταματά. Εάν σήμερα οι αιολικές μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για μια ιδιωτική κατοικία, που παράγουν εκατοντάδες κιλοβάτ ηλεκτρικής ενέργειας, δεν είναι πλέον κάτι σπάνιο, αύριο, ίσως, οι σταθμοί με ισχύ δεκάδων μεγαβάτ θα γίνουν συνηθισμένοι. Σε κάθε περίπτωση, υπάρχουν ήδη αιολικές μονάδες ισχύος 5 MW και άνω.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των αιολικών σταθμών

Αιολικοί σταθμοίέχουν, εκτός από τη χρήση της δωρεάν αιολικής ενέργειας και την ανεξαρτησία από εξωτερικές πηγέςηλεκτρικής ενέργειας με πολλά άλλα σημαντικά πλεονεκτήματα. Δεν υπάρχει κανένα περιβαλλοντικό πρόβλημα με την αποθήκευση και τη διάθεση των απορριμμάτων και η ίδια η μέθοδος παραγωγής ενέργειας είναι από τις πιο φιλικές προς το περιβάλλον. Για να μην αναφέρουμε πόσο όμορφος φαίνεται ο ανεμόμυλος στον ουρανό, το πλεονέκτημά του μπορεί να θεωρηθεί ότι η εγκατάσταση μπορεί να είναι είτε σταθερή είτε κινητή.

Επιπλέον, σήμερα είναι ήδη δυνατή η επιλογή ενός αιολικού πάρκου κατάλληλου μοντέλου και ισχύος ή η χρήση μιας εγκατάστασης που συνδυάζει τη χρήση πολλών πηγών ενέργειας, παραδοσιακών και εναλλακτικών. Αυτό θα μπορούσε να είναι μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ντίζελ ή ηλιακής αιολικής ενέργειας.

Τα αιολικά πάρκα έχουν επίσης μειονεκτήματα. Πρώτον, είναι τόσο θορυβώδεις που μεγάλες εγκαταστάσεις πρέπει να απενεργοποιούνται τη νύχτα. Δεύτερον, συχνά παρεμβαίνουν στην εναέρια κυκλοφορία ή στα ραδιοκύματα. Τρίτον, πρέπει να τοποθετηθούν σε πραγματικά τεράστιες περιοχές. Και υπάρχει άλλο ένα σημαντικό μειονέκτημαδομές λεπίδων - πρέπει να απενεργοποιηθούν κατά τη διάρκεια μαζικών εποχιακών μεταναστεύσεων πουλιών.

Τύποι αιολικών σταθμών

Με βάση τη λειτουργικότητα, οι σταθμοί αιολικής ενέργειας μπορούν να χωριστούν σε σταθερές και κινητές ή κινητές. Ισχυρός σταθερές εγκαταστάσειςαπαιτούν ένα ολόκληρο σύμπλεγμα προπαρασκευαστικές εργασίες, αλλά είναι ικανά να συσσωρεύουν αρκετή ηλεκτρική ενέργεια σε μπαταρίες για χρήση σε ήρεμο καιρό.

Οι κινητές μονάδες παραγωγής ενέργειας είναι απλούστερες στο σχεδιασμό, ανεπιτήδευτες, εύκολες στην εγκατάσταση και απλές στη λειτουργία. Συνήθως χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία ηλεκτρικών συσκευών ή όταν ταξιδεύετε.

Σχεδιαστικά, γίνεται διάκριση μεταξύ ανεμογεννητριών με πτερωτή και ρότορα.

Ανάλογα με την τοποθεσία όπου είναι εγκατεστημένα τα αιολικά πάρκα, υπάρχουν:

• έδαφος. Εγκαθίστανται σε υψηλότερα υψόμετρα και είναι τα πιο συνηθισμένα σήμερα.
• παραλιακός. Είναι χτισμένα στην παράκτια ζώνη των θαλασσών και των ωκεανών, όπου οι άνεμοι πνέουν συνεχώς λόγω της ανομοιόμορφης θέρμανσης της γης και του νερού.
• κοντά στη στεριά. Είναι χτισμένα μέσα στη θάλασσα σε απόσταση 10-15 km από την ακτή, όπου φυσούν συνεχώς θαλάσσιοι άνεμοι.
• επιπλέων. Βρίσκονται επίσης σε περίπου την ίδια απόσταση από την ακτή με τα υπεράκτια, αλλά σε πλωτή πλατφόρμα.

Ανάλογα με τους τομείς εφαρμογής, οι αιολικές μονάδες παραγωγής ενέργειας μπορεί να είναι βιομηχανικές ή οικιακές.

Αιολικά πάρκα πτερυγίων

Τα αιολικά πάρκα Vane, τα οποία κατέχουν ηγετική θέση στην αγορά της αιολικής ενέργειας, έχουν ήδη γίνει συνηθισμένα. Σε ένα ψηλό όνειρο, εγκαθίσταται ένας μηχανισμός λεπίδας με οριζόντιο άξονα περιστροφής, κυρίως τριών λεπίδων, και η ισχύς του εξαρτάται από το άνοιγμα των λεπίδων. Μια τέτοια μονάδα φτάνει τη μέγιστη ταχύτητα περιστροφής της όταν τα πτερύγια είναι κάθετα στη ροή του ανέμου, επομένως ο σχεδιασμός της περιλαμβάνει μια συσκευή αυτόματης περιστροφής του άξονα περιστροφής με τη μορφή ενός πτερυγίου σταθεροποιητή σε μικρές και ηλεκτρονικό σύστημαέλεγχος εκτροπής σε πιο ισχυρούς σταθμούς.

Τα αιολικά πάρκα με φτερωτή διαφέρουν μεταξύ τους κυρίως στον αριθμό των πτερυγίων. Μπορούν να είναι πολλαπλών λεπίδων, δύο λεπίδων ή ακόμα και με μία λεπίδα και ένα αντίβαρο.

Περιστροφικά αιολικά πάρκα

Οι περιστροφικοί, ή περιστροφικοί, αιολικοί σταθμοί έχουν κάθετος άξοναςπεριστροφής και δεν εξαρτώνται από την κατεύθυνση του ανέμου. Αυτό είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα εάν χρησιμοποιούνται επιφανειακά ρεύματα αέρα εκτροπής. Το μειονέκτημα των αιολικών πάρκων αυτού του σχεδιασμού είναι η χρήση πολυπολικών γεννητριών, οι οποίες λειτουργούν σε χαμηλές ταχύτητες και δεν χρησιμοποιούνται ευρέως.

Αυτές οι μονάδες είναι χαμηλής ταχύτητας και, ως εκ τούτου, δεν δημιουργούν πολύ θόρυβο. Επιπλέον, το πλεονέκτημά τους είναι η απλότητα ηλεκτρικά διαγράμματα, τα οποία δεν ενοχλούνται από περιστασιακές απότομες ριπές ανέμου.

Οι ειδικοί πιστεύουν ότι τα περιστροφικά αιολικά πάρκα είναι τα πιο ελπιδοφόρα για μεγάλης κλίμακας αιολική ενέργεια. Είναι αλήθεια ότι για να περιστραφεί μια τέτοια εγκατάσταση, πρέπει να εφαρμοστεί εξωτερική ενέργεια σε αυτήν. Μόνο όταν φτάσει σε ορισμένες αεροδυναμικές παραμέτρους, μεταβαίνει στη λειτουργία γεννήτριας από τη λειτουργία κινητήρα.

Συνδυασμένο σύστημα αιολικής-ντίζελ

Το μειονέκτημα των ανεμογεννητριών είναι η ανομοιόμορφη παροχή ηλεκτρικής ενέργειας - in μεγάλα δίκτυααποζημιωθεί μεγάλο ποσόεγκαταστάσεις.

Μπορείτε επίσης να αντισταθμίσετε αυτό το μειονέκτημα χρησιμοποιώντας συνδυασμένα συστήματα, που έχουν ειδικές συσκευές, κατανέμοντας τα φορτία μεταξύ ενός αιολικού σταθμού (WPP) και ενός κινητήρα ντίζελ. Επομένως, τα αυτόνομα δίκτυα μικρής ισχύος από 0,5 έως 4 MW σε συνδυασμό με έναν κινητήρα ντίζελ μπορούν να λειτουργούν αξιόπιστα και ομοιόμορφα.

Ο σύγχρονος εξοπλισμός, ο οποίος εξοικονομεί περίπου το 65% του υγρού καυσίμου ετησίως, σας επιτρέπει να συνδέσετε ή να αποσυνδέσετε έναν κινητήρα ντίζελ σε λίγα δευτερόλεπτα εάν είναι απαραίτητο.

Αιολικά πάρκα οικιακής και βιομηχανικής χρήσης

Οι οικιακές αιολικές μονάδες έχουν ισχύ από 250 W έως 15 kW και μπορούν να λειτουργήσουν σε συνδυασμό με ηλιακούς συλλέκτες, με ή χωρίς μπαταρία.

Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από οικιακούς αιολικούς σταθμούς είναι αρκετά ακριβή, αλλά συχνά συμβαίνει να μην υπάρχουν άλλες πηγές.

Οι εγχώριοι αιολικοί σταθμοί στη Ρωσία παράγονται με μια γεννήτρια DC που φορτίζει Επαναφορτιζομενες ΜΠΑΤΑΡΙΕΣχωρητικότητα έως 800 A/h. Όλες οι οικιακές συσκευές του σπιτιού μπορούν να λειτουργήσουν από τέτοιες μπαταρίες: τηλεόραση, ηλεκτρικός βραστήρας κ.λπ.

Η διαδικασία φόρτισης των μπαταριών μετά την αποσύνδεση του φορτίου μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη, ανάλογα με την ισχύ του ανέμου και την ισχύ της γεννήτριας.

Ξένα οικιακά αιολικά πάρκα σε ρωσική αγοράΥπάρχουν επίσης, είναι αρκετά ακριβά, αλλά, κατά κανόνα, παράγουν λιγότερο από το ήμισυ της ονομαστικής ισχύος.

Τα βιομηχανικά αιολικά πάρκα έχουν σημαντικά μεγαλύτερη ισχύ και συνήθως συνδυάζονται σε μεμονωμένα δίκτυα.

Οι ιδιωτικοί αιολικοί σταθμοί έχουν γενικά ισχύ 3 έως 5, λιγότερο συχνά 10 kW. Εάν η μέση ετήσια ταχύτητα ανέμου στην περιοχή φτάσει τα 3-4 m/s, τότε ένα τέτοιο αιολικό πάρκο μπορεί να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια στο μέσο όρο Εξοχικό σπίτι, πρατήριο καυσίμων ή μικρό καφέ.

Κύρια χαρακτηριστικά του αιολικού πάρκου

Η ονομαστική ισχύς είναι ο κύριος δείκτης που χαρακτηρίζει όλους τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, οι αιολικοί σταθμοί δεν αποτελούν εξαίρεση. Καθορίζεται από την ισχύ που παράγει η γεννήτρια με μέση ταχύτητα ανέμου 12 m/s και εξαρτάται από τον τύπο του σταθμού.

Ο επόμενος σημαντικός δείκτης είναι η ονομαστική τάση του αιολικού πάρκου, η οποία παράγεται από τη γεννήτρια. Μπορεί να είναι είτε 220 V, 12 V ή 24 V.

Εξαρτάται από την ισχύ της τουρμπίνας ηλεκτρική ενέργειαγεννήτρια Δεδομένου ότι η ισχύς του στροβίλου είναι μεγαλύτερη, όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρός του και, επομένως, όσο ισχυρότερος είναι ο ιστός, αυτός ο δείκτης είναι σημαντικός κατά την επιλογή και τον υπολογισμό του σχεδιασμού του ιστού.

Η ανεμογεννήτρια έχει πολλά ακόμη χαρακτηριστικά. Η απόδοσή του είναι σημαντική - αυτή είναι η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγει η συσκευή ανά έτος. Όταν επιλέγετε μια ανεμογεννήτρια, είναι απαραίτητο να γνωρίζετε μέγιστη ταχύτητατον άνεμο που μπορεί να αντέξει η τουρμπίνα και την ελάχιστη ταχύτητα (εκκίνησης) με την οποία αρχίζει να περιστρέφεται. Τόσο η ταχύτητα περιστροφής του στροβίλου όσο και ο αριθμός των πτερυγίων παίζουν ρόλο στην επιλογή.

Αρχή λειτουργίας και σχεδιασμός αιολικών πάρκων

Σε ένα αιολικό πάρκο, η ροή του αέρα περιστρέφει έναν τροχό με πτερύγια, από τα οποία η ροπή μεταδίδεται σε άλλους μηχανισμούς. Πως μεγαλύτερα μεγέθητροχό, τόσο περισσότερη ροή αέρα συλλαμβάνει και, επομένως, τόσο πιο γρήγορα περιστρέφεται.

Μιλώντας στη γλώσσα της φυσικής, γραμμική ταχύτηταο άνεμος μετατρέπεται στη γωνιακή ταχύτητα περιστροφής του άξονα της γεννήτριας, η οποία με τη σειρά της μετατρέπει την περιστροφική κίνηση σε ηλεκτρική ενέργεια, μεταδίδοντάς το μέσω του ελεγκτή στις μπαταρίες. Στην έξοδο της συσκευής, η ηλεκτρική ενέργεια είναι ήδη κατάλληλη για οικιακή χρήση.

Δηλαδή, ένας μικρός αιολικός σταθμός αποτελείται από μια τουρμπίνα, πτερύγια, μια ουρά (περιστρεφόμενος μηχανισμός), έναν ιστό με καλώδια τύπου, μπαταρίες, έναν ελεγκτή φόρτισης και έναν μετατροπέα που μετατρέπει τα 12 V σε 220 V.

Εκτός από αυτές τις συσκευές, ένα βιομηχανικό αιολικό πάρκο περιλαμβάνει επίσης συστήματα παρακολούθησης της κατεύθυνσης του ανέμου και της ταχύτητάς του, της κατάστασης της γεννήτριας ανέμου και προστασίας από εκκενώσεις κεραυνών. Επιπλέον, ο ιστός δεν μπορεί να αντεπεξέλθει σε μεγαλύτερα φορτία και αντικαθίσταται με έναν πύργο στον οποίο βρίσκεται όλος ο πρόσθετος εξοπλισμός.

Σχεδιασμός αιολικού πάρκου

Ο κύριος δείκτης που σας επιτρέπει να λάβετε απόφαση σχετικά με τη χρήση ενός αιολικού σταθμού είναι η μέση ετήσια ταχύτητα ανέμου, η οποία πρέπει να είναι τουλάχιστον 5 m/s. Είναι αλήθεια ότι σήμερα υπάρχουν ήδη εύκολα επιταχυνόμενα αιολικά πάρκα σχεδιασμένα για παροχή ρεύματος σε ιδιωτικά νοικοκυριά, τα οποία ξεκινούν τη λειτουργία τους με ελάχιστη ταχύτητα ροής αέρα 3,5 m/s.

Για να προσδιορίσουμε αυτόν τον δείκτη, χρησιμοποιούμε ειδικές κάρτεςάνεμοι.

Έγιναν μετρήσεις ταχύτητας ανέμου σε διάφορες κλιματικές ζώνες της Ρωσίας για να καθοριστεί πόσο αποτελεσματική αιολικές εγκαταστάσεις. Ήδη λειτουργούν ανεμογεννήτριες και σταθμοί Περιφέρεια Καλίνινγκραντ, στα Commander Islands, στο Murmansk, στη Δημοκρατία της Sakha (Yakutia), στο Bashkortostan.

Όταν αποφασίζετε να εγκαταστήσετε έναν αιολικό σταθμό ή ένα ιδιωτικό αιολικό πάρκο, θα πρέπει πρώτα να επικοινωνήσετε με ειδικούς για να διεξαγάγετε έρευνα σχετικά με την κατεύθυνση και την ισχύ του ανέμου χρησιμοποιώντας ανεμόμετρα και να δημιουργήσετε χάρτες για τη διαθεσιμότητα της ενέργειάς του. Με βάση αυτά τα δεδομένα υπολογίζεται και αναπτύσσεται ο σχεδιασμός μιας ανεμογεννήτριας ή ενός σταθμού που αποτελείται από πολλές εγκαταστάσεις, οι τεχνικές και γεωμετρικές παράμετροι της.

Είναι αδύνατο να κατασκευαστεί ένα βιομηχανικό αιολικό πάρκο επαρκώς μεγάλης χωρητικότητας χωρίς επενδυτές και οι σωστά εκτελούμενοι υπολογισμοί και ένα καταρτισμένο έργο θα επιτρέψουν τον προσδιορισμό της περιόδου απόσβεσης του έργου και την προσέλκυση πρόσθετης χρηματοδότησης.

Ιδιωτικά αιολικά πάρκα

Σύμφωνα με σημαντικά υποεκτιμημένα στατιστικά στοιχεία, τα οποία δεν λαμβάνουν υπόψη τα απομακρυσμένα κτίρια και κατασκευές, περίπου το 30% των ιδιωτικών νοικοκυριών σε αγροτικές περιοχές όπου ηλεκτρικά δίκτυααδύνατο για οικονομικούς λόγους, δεν έχουν ηλεκτρικό ρεύμα. Δεν υπάρχουν παντού ακόμη και γεννήτριες υγρών καυσίμων. Και αυτό είναι στον 21ο αιώνα!

Έρευνες έχουν δείξει ότι οι αιολικοί σταθμοί διαφορετική δύναμημπορεί να εγκατασταθεί σε πολλές περιοχές του Βορρά και του Άπω Βορρά, τη Σαχαλίνη και την Καμτσάτκα, την περιοχή του Κάτω Βόλγα, τη Σιβηρία, την Καρελία και τον Βόρειο Καύκασο.

Η επιλογή της εγκατάστασης επηρεάζεται από τις ανάγκες του πελάτη. Εάν πρέπει να διασφαλίσετε τη λειτουργία των γεωργικών μηχανημάτων, μια ανεμογεννήτρια χαμηλής ισχύος θα αντιμετωπίσει αυτό το έργο. Εάν χρειάζεται να ηλεκτροδοτήσετε ένα ολόκληρο κτίριο, δημιουργήστε φωτισμός δρόμου, για την παροχή θέρμανσης για το σπίτι, πρέπει να εκτελέσετε ένα έργο αιολικής ενέργειας.

Εκτός από τη μέση μηνιαία ταχύτητα ανέμου και την κατεύθυνσή του, είναι απαραίτητος ο υπολογισμός της μέσης μηνιαίας κατανάλωσης και του αιχμής φορτίου ηλεκτρικής ενέργειας. Τέτοιοι υπολογισμοί μπορούν εύκολα να γίνουν ανεξάρτητα εάν είναι επιθυμητό.

Υπάρχει ένας άλλος δείκτης που επηρεάζει το κόστος εξοπλισμού και εγκατάστασης ανεμογεννητριών. Αυτό είναι το ύψος του ιστού. Όσο ψηλότερα είναι το κτίριο, τόσο μεγαλύτερη ταχύτηταάνεμος και όσο πιο ακριβό κοστίζει. Το βέλτιστο ύψος ιστού, σύμφωνα με τους ειδικούς, είναι 10 φορές μεγαλύτερο από το ψηλότερο δέντρο ή κτίριο σε ακτίνα 100 μέτρων.

Μονάδα αιολικής ενέργειας DIY

Για να λειτουργήσετε μια ηλεκτρική αντλία, τηλεόραση, φωτισμό ή άλλες ηλεκτρικές συσκευές χαμηλής κατανάλωσης σε ένα εξοχικό σπίτι, μπορείτε να κάνετε μόνοι σας μια εγκατάσταση αιολικής ενέργειας, εάν έχετε κάποιες γνώσεις ηλεκτρολογίας.

Σήμερα, οι επενδύσεις κεφαλαίου για την κατασκευή μεγάλων σταθμών αιολικής ενέργειας αυξάνονται στην Ευρώπη. Η μαζική κατασκευή μειώνει το κόστος ενός κιλοβάτ και το φέρνει πιο κοντά στην τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας που λαμβάνεται από παραδοσιακές πηγές.

Ο σχεδιασμός των σταθμών αιολικής ενέργειας βελτιώνεται συνεχώς, η αεροδυναμική και η ηλεκτρική απόδοση βελτιώνονται και οι απώλειες μειώνονται.

Οι αιολικές μονάδες παραγωγής ενέργειας για κατοικίες, σύμφωνα με τους οικονομολόγους, γίνονται τα πιο οικονομικά ενεργειακά έργα. Στο μέλλον, υπόσχονται ανεξαρτησία από τις αρνητικές τάσεις σε αυτή την αγορά.

Τα ορυκτά που εξάγονται από τα βάθη της γης και χρησιμοποιούνται από την ανθρωπότητα ως ενεργειακοί πόροι, δυστυχώς, δεν είναι απεριόριστα. Κάθε χρόνο η αξία τους αυξάνεται, γεγονός που εξηγείται από τη μείωση των επιπέδων παραγωγής. Μια εναλλακτική και αυξανόμενη επιλογή παροχής ενέργειας είναι οι αιολικές μονάδες παραγωγής ενέργειας για το σπίτι. Αυτοί σας επιτρέπουν να μετατρέψετε την αιολική ενέργεια σε εναλλασσόμενο ρεύμα , που καθιστά δυνατή την παροχή όλων των αναγκών σε ηλεκτρική ενέργεια οποιουδήποτε οικιακές συσκευές. Το κύριο πλεονέκτημα τέτοιων γεννητριών είναι η απόλυτη φιλικότητα προς το περιβάλλον, καθώς και δωρεάν χρήσηηλεκτρικής ενέργειας για απεριόριστο αριθμό ετών. Ποια άλλα πλεονεκτήματα έχει μια ανεμογεννήτρια για το σπίτι, καθώς και τα χαρακτηριστικά της λειτουργίας της, θα συζητηθούν περαιτέρω.

Ακόμη και οι αρχαίοι άνθρωποι παρατήρησαν ότι ο άνεμος μπορεί να γίνει ένας σπουδαίος βοηθόςστην εκτέλεση πολλών εργασιών. Οι ανεμόμυλοι, που κατέστησαν δυνατή τη μετατροπή των σιτηρών σε αλεύρι χωρίς να ξοδεύουν τη δική τους ενέργεια, έγιναν οι πρόγονοι των πρώτων ανεμογεννητριών.

Οι αιολικοί σταθμοί αποτελούνται από ένα συγκεκριμένο ποσόγεννήτριες ικανές να λαμβάνουν, να μετατρέπουν και να αποθηκεύουν την αιολική ενέργεια σε εναλλασσόμενο ρεύμα. Μπορούν εύκολα να παρέχουν σε ένα ολόκληρο σπίτι ρεύμα που βγαίνει από το πουθενά.