Ветер является одним из возобновляемых источников энергии, и его использование возможно практически в любом месте. Ветряные электростанции и парки производят чистую энергию без выбросов и отходов и позволяют производить ее как в крупных централизованных, так и в небольших децентрализованных системах.
Происхождение энергии ветра следует искать в неравномерном нагреве земной поверхности падающими солнечными лучами. Слои воздуха, нагретые более теплой поверхностью, поднимаются на основании меньшего удельного веса, а на их место перемещаются массы более холодного воздуха из мест с более прохладной поверхностью. Создаются повышенное и пониженное давление, и, уравнивая перепады давления, воздушные массы обтекают земную поверхность.
Важной характеристикой ветра является его скорость. Для его обнаружения используются устройства, называемые анемометрами.
Использование энергии ветра восходит к древним временам. 3700 лет назад в Месопотамии для питания ирригационного оборудования использовали энергию ветра. Еще одно классическое использование энергии ветра — мельницы для помола зерна.
Ветряные мельницы с вертикальной осью строились в Китае и Персии, позже в Европе преобладали конструкции с горизонтальной осью и вращением мельницы против ветра.
Американский изобретатель и пионер электрического освещения Чарльз Фрэнсис Браш (1849–1929) внес свой вклад в разработку ветряных турбин.
В 1888 году он построил первую в мире автоматически работающую ветряную турбину, работающую от динамо-машины мощностью 12 кВт. Турбина с динамо-машиной была высотой 18,3 м при диаметре 17 метров и использовалась для зарядки 12 аккумуляторов в его большом жилом доме.
Подробно про устройство современных ветроэлектростанций смотрите здесь: Ветроэнергетические установки и станции - история, классификация, виды, особенности
Наиболее важным фактором, влияющим на выбор подходящего места для строительства ветряной электростанции или ветропарка, является оценка местных погодных условий.
Помимо преобладающего направления ветра, необходимо точно определить его скорость. Он может быть основан на общих метеорологических данных или на подробных статистических измерениях в данном месте.
Поскольку мощность турбины пропорциональна третьей степени скорости ветра, к точности измерения предъявляются более высокие требования.
Для более крупных проектов измерение регистрационными анемометрами должно длиться не менее полугода. Затем на основе созданной карты ветров специалисты определят количество и мощность отдельных ветряков в парке.
При выборе места для строительства ветропарка необходимо учитывать и ряд других параметров.
Прочность грунта определяет тип надежного крепления мачты. Транспортная доступность важна не только для собственно строительства ветропарков с использованием тяжелых кранов, но и для их обслуживания до окончания срока эксплуатации.
Необходимо также учитывать доступность и пропускную способность системы передачи энергии, чтобы затраты на подключение электростанций были как можно ниже.
Определенные ограничения также могут быть вызваны рельефом местности на строительной площадке, наличием жилых помещений или местными ограничениями, например, расстоянием или высотой зданий.
Воздействие ветряной электростанции на окружающую среду
Ветряная электростанция производит чистую электроэнергию без твердых или газообразных выбросов, отходов и отработанного тепла. С другой стороны, он также имеет свои недостатки и негативные последствия.
Среди основных недостатков — нестабильность ветрового потока и относительно небольшая концентрация энергии — для получения большей производительности необходимо строить обширные ветропарки.
Воздействие ветропарков на население проявляется в основном в повышенном уровне шума и стробоскопическом явлении. Шум в основном вызван машинным отделением силовой установки и обтеканием лопастей воздушного винта.
Современные звукоизоляционные конструкции совместно с программами управления силовыми установками снижают уровень шума до безопасного уровня, не превышающего разрешенные нормы.
Стробоскопическое явление возникает из-за вращения пропеллера в солнечную погоду, когда солнце находится низко над горизонтом. При этом в близлежащих населенных пунктах создается неприятный эффект движущихся теней. В этом случае необходимо отключить электростанцию на необходимое время.
Воздействие ветряных электростанций на птиц разнообразно. Одни виды их избегают, другие принимают как часть среды, в которой живут. Основное условие – электростанции не должны строиться в местах большей концентрации птиц или в коридорах их перелета.
Исследования экологов на ветряных электростанциях также показали, что электростанции не влияют на нарушение дикой природы.
Зеленая энергетика (самые свежие новости по теме): Новости возобновляемой и альтернативной энергетики
