Деньги из ветра?!
ВЭС (ветроэлектростанции) считаются одним из самых надёжных видов энергетического оборудования. Причины
тому не только высокие технологии, применяемые при его изготовлении, но и относительно небольшие нагрузки,
которым они подвергаются. ВЭС исправно служат многие годы. Часто превышают 20 лет.
Основные доводы в пользу именно ветроэнергетики следующие:
• надёжность оборудования;
• простота и малые сроки СМР;
• невысокая стоимость реализации проекта;
• отсутствие каких-либо вредных выбросов в окружающую среду в процессе эксплуатации;
• небольшой срок окупаемости;
• ВЭС полностью независима от внешних источников электроэнергии;
• энергию, которую вырабатывают ветрогенераторы, можно использовать совместно с другими источниками,
такими как, например, дизель – электростанции, или другими, в том числе и альтернативными – например, солнечными
батареями;
• ВЭС могут быть стационарными, различной мощности. А могут быть и передвижными, и в этом случае,
например при использовании в путешествиях, они могут являться незаменимыми источниками дешевой
электроэнергии;
• в настоящее время, выпускается огромное количество моделей ветрогенераторов, самой различной мощности,
благодаря чему можно легко подобрать наиболее оптимальный вариант для каждого конкретного случая.
Экологический эффект
При строительстве ветряных электростанций учитывается влияние ветрогенераторов на окружающую среду.
Законы, принятые в Великобритании, Германии, Нидерландах и Дании, ограничивают уровень шума от работающей
ветряной энергетической установки до 45 дБ в дневное время и до 35 дБ ночью. Минимальное расстояние от установки
до жилых домов — 300 м.
Современные ветряные электростанции прекращают работу во время сезонного перелёта птиц.
Типы ветряных электростанций:
1. Наземная
Самый распространённый в настоящее время тип ветряных электростанций. Ветрогенераторы устанавливаются
на холмах или возвышенностях.
Промышленный ветрогенератор строится на подготовленной площадке за 7—10 дней. Получение разрешений
регулирующих органов на строительство ветряной фермы может занимать год и более.
Для строительства необходима дорога до строительной площадки, тяжёлая подъёмная техника с выносом стрелы
более 50 метров, так как гондолы устанавливаются на высоте около 50 метров.
Электростанция соединяется кабелем с передающей электрической сетью.
Крупнейшей на данный момент ветряной электростанцией является электростанция в городе Роско (Roscoe),
штат Техас, США. Она была запущена 1 октября 2009 года немецким энергоконцерном E.ON. Станция состоит из 627
ветряных турбин производства Mitsubishi, General Electric и Siemens. Полная мощность — около 780 МВт. Площадь
электростанции не менее 4002 км
2. Прибрежная
Её строят на небольшом удалении от берега моря или океана. На побережье с суточной периодичностью дует
бриз, что вызвано неравномерным нагреванием поверхности суши и водоёма. Дневной, или морской бриз, движется с
водной поверхности на сушу, а ночной, или береговой — с остывшего побережья к водоёму.
3. Оффшорная
Оффшорные ветряные электростанции строят в море: 10—12 километров от берега. Оффшорные ветряные
электростанции обладают рядом преимуществ:
- их практически не видно с берега;
- они не занимают землю;
- они имеют большую эффективность из-за регулярных морских ветров.
Оффшорные электростанции строят на участках моря с небольшой глубиной. Башни ветрогенераторов
устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров. Электроэнергия передаётся на землю по
подводным кабелям.
Оффшорные электростанции более дороги в строительстве, чем их наземные аналоги. Для генераторов
требуются более высокие башни и более массивные фундаменты. Солёная морская вода может приводить к коррозии
металлических конструкций.
В конце 2008 года во всём мире суммарные мощности офшорных электростанций составили 1471 МВт. За 2008
год во всём мире было построен 357 МВт офшорных мощностей. Крупнейшей оффшорной станцией является
электростанция Миддельгрюнден (Дания) с установленной мощностью 40 МВт.
4. Плавающая
Первый прототип плавающей ветряной турбины построен компанией Н Technologies BV в декабре 2007 года.
Ветрогенератор мощностью 80 кВт установлен на плавающей платформе в 10,6 морских милях от берега Южной
Италии на участке моря глубиной 108 метров. Норвежская компания StatoilHydro разработала плавающие
ветрогенераторы для морских станций большой глубины. StatoilHydro построила демонстрационную версию
мощностью 2,3 МВт в сентябре 2009 года. Турбина под названием Hywind весит 5 300 тонн при высоте 65 метров.
Располагается она в 10 километрах от острова Кармой, неподалёку от юго-западного берега Норвегии.
Стальная башня этого ветрогенератора уходит под воду на глубину 100 метров. Над водой башня возвышается на
65 метров. Диаметр ротора составляет 82,4 м. Для стабилизации башни ветрогенератора и погружения его на заданную
глубину в нижней его части размещён балласт (гравий и камни). При этом от дрейфа башню удерживают три троса с
якорями, закреплёнными на дне. Электроэнергия передаётся на берег по подводному кабелю.
Компания планирует в будущем довести мощность турбины до 5 МВт, а диаметр ротора — до 120 метров.
Строение малой ветряной установки: ротор, лопасти, ветротурбина.
Генератор (как правило - это асинхронный трёхфазный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов
напряжением = 24В). Мачта с растяжками. Контроллер заряда аккумуляторов. Аккумуляторы (необслуживаемые на
24В). Инвертор (=24В → ~ 220В 50Гц). Сеть. Индустрия домашних вентиляторов активно развивается. Уже сейчас за
вполне умеренные деньги можно приобрести ветряную установку и на долгие годы обеспечить энергонезависимость
своему загородному дому. Обычно для обеспечения электроэнергией небольшого дома вполне достаточно установки
номинальной мощностью 1 кВт при скорости ветра 8 м/с. Если местность не ветряная, ветрогенератор можно
дополнить фотоэлектрическими элементами или дизельгенератором, а ветрогенераторы с вертикальными осями могут
быть дополнены более меньшими ветрогенераторами (например, турбина Дарье может быть дополнена ротором
Савониуса. И при этом одно другому не мешает – источники будут замечательно друг друга дополнять).
Среднегодовая скорость по данным Гидрометцентра в Могилеве составляет более 4 м/с для высоты до 10м.
• С увеличением высоты скорость ветра возрастает, и поток становится более ламинарным, без ослабляющих
завихрений.
• Современные ВЭС включаются в работу уже при средней скорости ветра 2,5 м/с. При этом мачты ВЭС редко
бывают ниже 40м высотой.
ВОЗМОЖНОСТИ ВЭС
Денежная экономия
Энергосбережение от возобновляемых источников энергии принесёт очень много выгоды:
возможность экономии пространства за счёт установки ветряков прямо на крышах,
продажа лишней электроэнергии ближайшим объектам (домам, гаражам, магазином и т.д.),
возможность обеспечить себя электроэнергией без дополнительных затрат на её получение (кроме технического
обслуживания),
прибыль пойдёт на погашение кредита на покупку ВЭС и даст возможность обустройства школы: покупка
компьютерного класса, обгрейд, капитальный ремонт,
ВЭС может работать без остановок в любое вермя суток, в любую погоду,
ВЭС может вырабатывать определённое количество электроэнергии в зависимости от потребителя и мощности,
установка ВЭС выгодна потому, что она не вредит окружающей среде,
ветрогенератор не создаёт шумы и помехи.
