X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Энергия ветра на самом деле является формой солнечной энергии, так как тепло солнца становится причиной ветров. Солнечное излучение нагревает всю поверхность Земли, но неравномерно и с разной скоростью.

Различные виды поверхности — песок, вода, камень и различные виды почвы — впитывают, сохраняют, отражают и высвобождают тепло с различной скоростью, а Земля становится в целом теплее днем и холоднее ночью.

В результате воздух над поверхностью Земли также нагревается и охлаждается с разной скоростью. Горячий воздух поднимается, снижая атмосферное давление около поверхности Земли, которое притягивает на замену более холодный воздух. Такое передвижение воздуха мы и называем ветром[1].

Когда воздух движется, вызывая ветер, он обладает кинетической энергией — энергией, которая появляется каждый раз, когда масса приходит в движение. Если использовать правильную технологию, то кинетическую энергию ветра можно захватить и преобразовать в другие виды энергии, например, электричество и механическую энергию. Это и есть энергия ветра.

Также, как и самые древние ветряные мельницы в Персии, Китае и Европе использовали энергию ветра для выкачивания воды или размалывания зерна, сегодняшние ветряные турбины, соединенные с точками потребления, и ветряные электростанции с большим количеством турбин используют энергию ветра для генерирования чистой, возобновляемой энергии для питания домов и предприятий.

Энергия ветра считается важным компонентом любой долгосрочной стратегии в области энергетики, так как при ее генерации используется природный и практически неистощимый источник энергии — ветер. Это резко контрастирует с традиционными электростанциями на ископаемом топливе.

Энергия ветра также чиста; она не загрязняет воздух, почву и воду. Это важное отличие энергии ветра от некоторых других возобновляемых источников энергии, например, атомной энергии, которая производит огромное количество трудноуправляемых отходов.

Одним из препятствий на пути увеличения использования энергии ветра в мире является то, что ветровые электростанции должны располагаться на больших участках земли или вдоль побережья для наиболее эффективного захвата ветра[2].

Использование этих территорий для генерации энергии ветра иногда конфликтует с другими приоритетами, например, сельским хозяйством, градостроительством или красивыми видами на море из дорогих домов, расположенных в лучших зонах.

Приоритеты изменятся по мере роста потребности в чистой и возобновляемой энергии и расширении поиска альтернатив ограниченным запасам нефти, угля и природного газа.

И по мере снижения стоимости энергии ветра благодаря совершенствованию технологий и улучшению технологий генерирования энергии, этот вид энергии будет становиться все более уместным в качестве главного источника электричества и механической энергии.

Технический потенциал ветровой энергии России оценивается свыше 50 000 миллиардов кВт·ч/год. Экономический потенциал составляет примерно 260 млрд кВт·ч/год, то есть около 30 процентов производства электроэнергии всеми электростанциями России.

Установленная мощность ветровых электростанций в стране на 2006 год составляет около 15 МВт.

Одна из самых больших ветроэлектростанций России (5,1 МВт) расположена в районе поселка Куликово Зеленоградского района Калининградской области. Её среднегодовая выработка составляет около 6 млн кВт·ч.

На Чукотке действует Анадырская ВЭС мощностью 2,5 МВт (10 ветроагрегатов по 250 кВт) среднегодовой выработкой более 3 млн кВт·ч, параллельно станции установлен ДВС, вырабатывающий 30 % энергии установки.

Также крупные ветроэлектростанции расположены у деревни Тюпкильды Туймазинского района респ. Башкортостан (2,2 МВт).

В Калмыкии в 20 км от Элисты размещена площадка Калмыцкой ВЭС планировавшейся мощностью в 22 МВт и годовой выработкой 53 млн кВт·ч, на 2006 год на площадке установлена одна установка «Радуга» мощностью 1 МВт и выработкой от 3 до 5 млн кВт·ч.

В республике Коми вблизи Воркуты строится Заполярная ВДЭС мощностью 3 МВт. На 2006 действуют 6 установок по 250 кВт общей мощностью 1,5 МВт.

На острове Беринга Командорских островов действует ВЭС мощностью 1,2 МВт.

В 1996 году в Цимлянском районе Ростовской области установлена Маркинская ВЭС мощностью 0,3 МВт.

Успешным примером реализации возможностей ветряных установок в сложных климатических условиях является ветродизельная электростанция на мысе Сеть-Наволок Кольского полуострова мощностью до 0,1 МВт. В 17 километрах от неё в 2009 году начато обследование параметров будушей ВЭС работающей в комплексе с Кислогубской ПЭС.

Существуют проекты на разных стадиях проработки Ленинградской ВЭС 75 МВт Ленинградская область, Ейской ВЭС 72 МВт Краснодарский край, Морской ВЭС 30 МВт Карелия, Приморской ВЭС 30 МВт Приморский край, Магаданской ВЭС 30 МВт Магаданская область, Чуйской ВЭС 24 МВт Республика Алтай, Усть-Камчатской ВДЭС 16 МВт Камчатская область, Новиковской ВДЭС 10 МВт Республика Коми, Дагестанской ВЭС 6 МВт Дагестан, Анапской ВЭС 5 МВт Краснодарский край, Новороссийской ВЭС 5 МВт Краснодарский край и Валаамской ВЭС 4 МВт Карелия.

Началось строительство «Морского ветропарка» в Калининградской области мощностью 50 МВт. В 2007 году этот проект был заморожен.

Как пример реализации потенциала территорий азовского моря можно указать Новоазовскую ВЭС, действующей на 2007 год мощностью в 20,4 МВт, установленную на украинском побережье Таганрогского залива.

Реализуется «Программа развития ветроэнергетики РАО „ЕЭС России“». На первом этапе (2003—2005 г.) начаты работы по созданию многофункциональных энергетических комплексов (МЭК) на базе ветрогенераторов и двигателей внутреннего сгорания. На втором этапе будет создан опытный образец МЭТ в посёлке Тикси — ветрогенераторы мощностью 3 МВт и двигатели внутреннего сгорания. В связи с ликвидацией РАО ЕЭС России все проекты, связанные с ветроэнергетикой, были переданы компании РусГидро. В конце 2008 года РусГидро начала поиск перспективных площадок для строительства ветряных электростанций.

Ветряные генераторы практически не потребляют ископаемого топлива. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти.

Ветрогенераторы современных конструкций позволяют использовать экономически эффективно энергию ветра. С помощью ветрогенераторов сегодня можно не только поставлять электроэнергию в «сеть», но и решать задачи электроснабжения локальных или островных объектов любой мощности. АВР позволяет переключить питание объекта при отсутствии ветра и полном разряде аккумуляторов на электросеть. Эта же схема может использоваться и наоборот – ветрогенератор, как резервный источник питания. В этом случае, АВР переключает вас на аккумуляторные батареи ветрогенератора при потере питания от электросети[3].

Исходя из краткого обзора можно сделать вывод, что:

Ветряные электростанции не загрязняют окружающую среду вредными выбросами;

Ветровая энергия, при определенных условиях может конкурировать с не возобновляемыми энергоисточниками; 

Источник энергии ветра — природа — неисчерпаема. 

Ветер от природы нестабилен, с усилениями и ослаблениями. Это затрудняет использование ветровой энергии; 

Ветряные электростанции создают вредные шумы в различных звуковых спектрах. Обычно ветряные установки строятся на таком расстоянии от жилых зданий, чтобы шум не превышал 35-45 децибел; 

Ветряные электростанции создают помехи телевидению и различным системам связи; 

Ветряные электростанции причиняют вред птицам, если размещаются на путях миграции и гнездования[1,2,3]. 

В настоящее время, энергия ветра становится очень востребованной, так как изменения в мировой экономике, когда наблюдалось резкое падение цен на "черное золото", не могут серьезно повлиять на ситуацию в долгосрочной перспективе. Какой бы ни была сиюминутная цена на нефть, ее стоимость будет только расти, сжигание углеводородов будет и далее приводить к парниковому эффекту. Это означает, что единственным выходом станет переход на использование альтернативных источников энергии, в том числе и абсолютно безопасных для окружающей среды и здоровья человека. В списке основных кандидатов на роль основного альтернативного источника энергии значится не только солнечная энергия, но и энергия ветра. Пока вклад последней в энергоресурсы человечества относительно небольшой, однако с течением времени ситуация будет меняться в лучшую сторону.

Библиографический список

Статья Larry West, http://environment.about.com

Д. де Рензо, В. В. Зубарев Ветроэнергетика. Москва. Энергоатомиздат, 1982

Е. М. Фатеев Вопросы ветроэнергетики. Сборник статей. Издательство АН СССР, 195

Код для цитирования: Скопировать