Ветряные электростанции — студенческий портал

Госкорпорация «Росатом» вышла на рынок ветроэнергетики в 2016 году. По оценкам экспертов Росатома, к 2024 году его объём может составить 3,6 ГВт, годовой оборот — 1,6 млрд долл. США. Это гарантирует спрос на производство ветроустановок (ВЭУ) и проектирование ветропарков, необходимой инфраструктуры для них и услуг технической поддержки. 

Ветряные электростанции - Студенческий портал

 Росатом, являющийся ключевым отечественным производителем не создающей выбросов парниковых газов энергии, обладает всеми ресурсами и компетенциями, чтобы занять значительную долю этого нового для компании рынка. «Речь идет о создании совершенно новой отрасли в России, — заявил первый заместитель генерального директора Госкорпорации «Росатом» Кирилл Комаров.

— Госкорпорация ставит перед собой задачи не только строительства ветроэлектростанций (ВЭС), но и создания системы технического регулирования, подготовки кадров, организации локализации производства ВЭУ, сертификации, развитие НИОКР.

Мы лучше всех знаем, как создавать новые отрасли, поскольку постоянно занимаемся решением таких задач в рамках развития ядерной энергетики в России и в мире».

«НоваВинд» — новый дивизион Росатома, основная задача которого – консолидировать усилия Госкорпорации в передовых сегментах и технологических платформах электроэнергетики. Компания была основана в сентябре 2017 года с уставным капиталом 1,101 млрд рублей.

На начальном этапе «НоваВинд» объединила все ветроэнергетические активы Росатома и отвечает за реализацию стратегии по направлению «Ветроэнергетика».

Решение такой амбициозной задачи требует формирования в России абсолютно новых компетенций по созданию и управлению ветроэлектростанциями, организации серийного производства ветроустановок в России, организации послепродажных сервисов, компетенций по маркетингу, разработке и продажам новых продуктов. 

АО «ВетроОГК», которое с 2016 года реализует проекты по созданию ветроэлектростанций, вошло в контур управления АО «НоваВинд». В новой структуре бизнеса «ВетроОГК» отвечает за проектирование и строительство ветроэлектростанций, производство электроэнергии на основе энергии ветра.

До 2023 года предприятиям в контуре управления АО «НоваВинд» предстоит создать ветроэлектростанции общей мощностью 1 ГВт. «НоваВинд» также является равноправным акционером совместного предприятия, созданного в 2017 году с голландским технологическим партнёром — компанией Lagerwey.

Совместное предприятие — Red Wind отвечает за управление цепочкой поставщиков комплектующих, поставки ветроустановок «под ключ» и послепродажную поддержку. Компания реализует программу локализации производства.

В феврале 2019 года Минпромторг РФ и АО «НоваВинд» подписали специальный инвестиционный контракт по реализации инвестпроекта по созданию в Волгодонске на базе «Атоммаша» промышленного производства «Сборочное производство компонентов ВЭУ в рамках реализации проекта «Строительство ВЭС 610 МВт и завода ВЭУ».

Данный проект нацелен на создание на территории нашей страны производства генераторов и гондол ветроустановки при гарантированной со стороны Российской Федерации стабильности условий осуществления деятельности. Планируемый объём инвестиций  «НоваВинд» в производство в Волгодонске оценивается в 955 млн рублей.

В рамках СПИК планируется реализовать 580 комплектов высокотехнологичного оборудования для строительства ветроустановок. Оно предназначено как для реализации текущих проектов, так и для будущих программ, в том числе и экспортных. 

Благодаря программе локализации, на предприятиях Росатома сосредотачиваются уникальные для России компетенции производства генераторов для безредукторных ветроустановок. 

Lagerwey обеспечивает трансфер технологий производства ветроустановок мощностью 2,5 МВт и 4,5 МВт российскому партнёру и оказывает содействие Red Wind в обучении персонала, необходимого для производства ВЭУ и эксплуатации ветропарков. 

Первые ветроэлектростанции (ВЭС) появятся на юге России – в Республике Адыгея (150 МВт) и Ставропольском крае (210 МВт). В Республике Адыгея ВЭС будет построена на территории двух муниципальных районов — Шовгеновского и Гиагинского.

  • Ветряные электростанции - Студенческий портал
  • Ветряные электростанции - Студенческий портал
  • Перспективные материалы и технологии
  • Суперкомпьютеры и программное обеспечение

Источник: https://www.rosatom.ru/production/vetroenergetika/

Студенческий доклад "Использование энергии ветра"

Использование энергии ветра

Тарадов С.В.

Дальневосточный федеральный университет, филиал в г. Большой Камень

Научный руководитель: преподаватель Дюжая И.А.

С использованием энергии ветра человечество знакомо с незапамятных времен. Когда-то неизвестный изобретатель приладил парус к неказистому плавучему средству, и с его помощью через столетия вся Земля была обследована пытливыми мореплавателями. Ветряные мельницы даже в наше время во многих странах исправно служат человеку.

Но сегодня использование ветра подразумевает, прежде всего, получение электроэнергии. Попытаемся разобраться, насколько это просто, дешево и удобно.

  • Наша цель состоит в том, чтобы подробно исследовать принцип работы ветряной электростанции (ВЭС).
  • Задачами исследования являются:
  • — рассмотреть принцип работы и виды ВЭС;
  • — оценить положительные и отрицательные стороны в использовании ВЭС.
  • Ветряные электростанции – это несколько ветряных электроустановок (ВЭУ), собранных в одном или нескольких местах и объединённых в единую сеть.
  • Ветряная электростанция, имеет принцип действия, идентичный с другими ветровыми установками: сила ветра вращает лопасти ветряного колеса, которое передает крутящий момент на вал генератора посредством системы передач.
  • Давайте рассмотрим типы ветряных электростанций, их всего шесть.

Самый распространённый в настоящее время тип ветровых электростанций. Ветрогенераторы устанавливаются на холмах или возвышенностях.

Прибрежные ветряные электростанции строят на небольшом удалении от берега моря или океана.

Шельфовые ветряные электростанции строят в море: 10 — 60 километров от берега и они обладают рядом преимуществ:

  • их практически не видно с берега;
  • они не занимают землю;
  • они имеют большую эффективность из-за регулярных морских ветров.

Стальная башня этого ветрогенератора уходит под воду на глубину 100 метров. Над водой башня возвышается на 65 метров.

Парящей называют ветровые турбины, размещенные высоко над землей, для использования более сильного и стойкого ветра, использует невоспламеняемую надувную оболочку, наполненную гелием. Проводником для произведенной энергии служат высокопрочные канаты.

Горные ВЭС, исходя из названия, строятся на возвышенностях (холмах и горных ландшафтах). Высота площадки – примерно 1000 и более метров над уровнем моря.

  1. Ветряная энергетика соответствует всем условиям, необходимым для причисления ее к экологически чистым методам производства энергии. Ее основными преимуществами являются:
  2. — отсутствие загрязнения окружающей среды;
  3. — использование возобновляемого, неисчерпаемого источника энергии;
  4. — территория в непосредственной близости может быть полностью использована для сельскохозяйственных целей;
  5. — минимальные потери при передаче энергии;
  6. — простое обслуживание, быстрая установка, низкие затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию.
  7. Противники ветряной энергетики находят в ней также и недостатки. По сравнению с вредом, причиняемым традиционными источниками энергии, они незначительны:
  8. — высокие инвестиционные затраты;
  9. — изменчивость мощности во времени — производство электроэнергии зависит, к сожалению, от силы ветра, на которую человек не может повлиять;
  10. — шум.
  11. Разобрав все преимущества и недостатки можно приступить к рассмотрению устройства классической ВЭУ.

У классических ветровых установок – 3 лопасти, закреплённых на роторе (рисунок 1).

Вращаясь ротор генератора создаёт трёхфазный переменный ток, который передаётся на контроллер, далее ток преобразуется в постоянное напряжение и подаётся на аккумуляторную батарею.

Ток, проходя по аккумуляторам, одновременно и подзаряжает их и использует аккумуляторную батарею как проводники электричества. Далее ток подаётся на инвертор, где приводиться в наши привычные показатели: переменный однофазный ток 220В и 50 Гц (рисунок 2).

  • Ветряные электростанции - Студенческий портал
  • Рисунок 1. Схема устройства классической ВЭУ
  • 1- лопасти турбины; 2 – ротор; 3 — направление вращения лопастей; 4 – демпфер;
  • 5 — ведущая ось; 6 — механизм вращения лопастей; 7 – электрогенератор; 8 — контроллер вращения; 9 — анемоскоп и датчик ветра; 10 — хвостовик Анемоскопа; 11 – гондола;
  • 12 — ось электрогенератора; 13 — механизм вращения турбины; 14 — двигатель вращения; 15 — мачта.
  • Ветряные электростанции - Студенческий портал
  • Рисунок 2. Схема работы ветрогенератора

Одним из основных элементов ВЭУ является электрогенератор. Электрогенератор – это устройство, в котором механическая энергия превращается в электрическую. В основе принципа его действия лежит явление электромагнитной индукции. Устройство и принцип работы электрогенератора за счет крутящего момента получение переменного тока предусматривают использование вращающегося магнитного поля.

Вращающееся магнитное поле возникает в трех обмотках статора генератора сразу, как только лопасти ветряка начинают вращаться.

В соответствии со знаменитым правилом левой руки на рамку будут действовать силы, которые создадут крутящий момент относительно оси. Она под действием этой суммарной силы будет вращаться по направлению против часовой стрелки.

Известно, что этот момент вращения прямо пропорционален магнитной индукции (B), силе тока (I), площади рамки (S) и зависит от угла между линиями поля и осью последней. Однако под действием момента, изменяющегося по своему направлению, рамка будет совершать колебательные движения. То есть, будет вырабатываться переменный ток.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод. Несмотря на большую стоимость, и сильные недостатки по сравнению с другими видами источников энергии, ветряные электростанции до сих пор остаются востребованными, как и было много лет назад. ВЭС постоянно улучшается, инженеры разрабатывают новые виды, находят и исправляют, или практически устраняют многие её недостатки.

А еще мы убедились в том, что физика — наука экспериментальная. Порой и не представляешь, сколько интересного происходит вокруг тебя. Нужно только оглянуться, обратить внимание, а затем провести исследование и ответить на интересующие вопросы.

Список использованных источников

Источник: https://infourok.ru/studencheskiy-doklad-ispolzovanie-energii-vetra-1786817.html

Первые студенты-ветроэнергетики России начали обучение в УлГТУ

Ветряные электростанции - Студенческий портал

В сентябре в УлГТУ начала работу кафедра «Ветроэнергетические системы и комплексы». Будущие специалисты-ветроэнергетики уже окунулись в студенческую атмосферу Политеха и уверены, что выбранная ими профессия – это отличное начало их истории успеха.

В январе 2017 года УлГТУ и Ульяновский наноцентр ULNANOTECH (Член РАВИ) подписали соглашение о сотрудничестве. Одним из результатов такого партнерства стало создание кафедры «Ветроэнергетические системы и комплексы» в УлГТУ, которая будет вести подготовку инженеров для строящегося ветропарка. Кафедра взаимодействует с базовой кафедрой УлГТУ «Технологии ветроэнерегетики», созданной в наноцентре ULNANOTECH и развивает научные и академические связи с профильными кафедрами европейских университетов Германии и Дании. С участием ульяновского наноцентра, как инициатора развития ветроэнергетики в регионе, удалось привлечь инвестора для строительства в Ульяновской области первого в России оптового ветропарка – компанию «Фортум», провести ветромониторинг в регионе, начать реализацию проекта локализации компонентов для ветроустановок. В середине 2019г. в Ульяновске будет введен в эксплуатацию завод по производству лопастей, первый в России завод с глобальным партнером, лидером в области производства ветротурбин – Vestas.

Получение образования инженера-ветроэнергетика в УлГТУ дает студентам много преимуществ: востребованную профессию, быстрое трудоустройство, карьерный рост. Стоит отметить, что ветроэнергетика является сложной междисциплинарной отраслью альтернативной энергетики и требует немалого изучения.

На данный момент России нет ни одной кафедры, специализирующейся на подобной подготовке, кроме кафедры в УлГТУ. Университет поставил перед собой нелегкую задачу обеспечить успешное развитие ветроэнергетики на территории Ульяновской области и уверен, что справится с поставленными задачами.

«На данный момент у студентов идут занятия по общенаучным предметам. Знакомиться с ветроэнергетической отраслью, ее развитием в мире и России на данном этапе они начинают на дисциплине «Введение в специальность».

Читайте также:  Водный транспорт - студенческий портал

В дальнейшем планируется тесное взаимодействие с нашими партнерами, а обучение будет становиться все более практикоориентированным.

В лабораториях кафедры имеется современное лабораторное оборудование в области аэро-, гидро-, газодинамики и энергетики, что позволит формировать необходимые компетенции у студентов, готовить высококлассных инженеров для ветроэнергетической отрасли региона», – отметил заведующий кафедрой Руслан Владимирович Федоров.

По словам и. о. ректора УлГТУ А. П. Пинкова, в планах университета «заниматься не только наукой и подготовкой высококвалифицированных специалистов в области ветроэнергетики, но и другими видами «чистой» и «зелёной» энергетики».

Источник – Управление корпоративных коммуникаций УлГТУ

Источник: https://rawi.ru/2017/09/pervyie-studentyi-vetroenergetiki-rossii-nachali-obuchenie-v-ulgtu/

Обучение на инженера-ветроэнергетика

Ветряные электростанции - Студенческий портал

В последние годы ветроэнергетическая область начала усиленно развитие как одна из наиболее «чистых» разновидностей энергетики. Все большая часть энергетической мировой отрасли занята преобразованием кинетической энергии, вырабатываемой ветровым потоком, в тепловую, механическую и электрическую формы энергии.

Такая разновидность энергии имеет неисчерпаемый потенциал, поскольку причиной возникновения ветра является действие солнца и перепады давления.

Уровень вредных выбросов от такой генерации равняется нулю – это не сравнимо с объемами выделения вредных веществ и парниковых газов в атмосферу, которые возникают в процессе сжигания традиционных видов топлива.

Все это подтверждает необходимость освоения и применения возобновляемых источников чистой энергии.

Ветроэнергетика обладает неоспоримыми преимуществами:

  • Ветряные электростанции не применяют для своей деятельности воду.
  • Источник энергии является принципиально неисчерпаемым, поскольку создается непрерывно движущимися воздушными потоками, которые не требуют добычи, транспортировки и сжигания топлива.
  • Выбросы парниковых газов и производственных отходов отсутствуют, что делает процесс технологически безопасным.
  • Благодаря расположению воздушных турбин высоко над землей, большие земляные площади под ними могут быть успешно использованы для хозяйственных нужд.
  • Ветряные электростанции позволяют существенно снизить стоимость электроэнергии. Например, современные ветряные электростанции в США позволили снизить стоимость киловатт-часа в 20 раз от первоначальной цены.
  • Техническое обслуживание станций очень бюджетное.

Сегодня ветряная энергетика активно внедряется на территории России. Новые электростанции устанавливаются в различных регионах страны, особенно там, куда доставить другие энергетические источники совсем не просто. Ветряки монтируют не только в рамках государственных программ.

Многие частные потребители принимают решение о переходе на данный альтернативный источник энергии. Поэтому инженер по ветроэнергетике является профессией будущего.

Сегодня услуги по установке и монтажу оборудования для ветроэнергетических электростанций предлагают немногие компании, поэтому обучение в вузе на специальности инженера по ветроэнергетике открывает большие перспективы для карьерного роста.

Уже сейчас многие ведущие вузы страны открывают кафедры по подготовке специалистов в сфере альтернативной энергетики, сотрудничая с передовыми профильными европейскими университетами.

Помимо этого, развитием обучающих программ университеты привлекают инвесторов для поддержания инициативы развития ветроэнергетических программ в различных регионах России. Поэтому студенты, которые сегодня выбирают профессию инженера по ветряной энергетике, получают целый ряд преимуществ: востребованную специальность будущего, гарантированное трудоустройство и рост по карьерной лестнице.

Если вы хотите узнать, есть ли у вас предпосылки к получению данной профессии, приглашаем вас пройти профориентацию и узнать все возможности для раскрытия собственного потенциала.

Источник: https://SpbApo.ru/vetroenergetika

«Росатом» выбрал для ветра «РусГидро»

«ВетроОГК» начала подготовку к строительству ветроэлектростанций в Адыгее для оптового энергорынка: проектировщиком первых 150 МВт станет консорциум российского «Мособлгидропроекта» с финнами и датчанами. Строительство ветряков может начаться весной 2018 года.

«ВетроОГК» (входит в Росатом) выбрала проектировщика для первых 150 МВт ветроэлектростанций (ВЭС) в Адыгее, сообщил во вторник в кулуарах выставки WindEurope в Амстердаме замгендиректора компании Андрей Демчук.

Проектантом будет консорциум входящего в «РусГидро» «Мособлгидропроекта», финской Peikko (фундаментные работы) и датской DIS. Проектные работы должны быть завершены в марте 2018 года.

Как уточнил господин Демчук, работы по выделению земельных участков под ВЭС в Адыгее завершены.

Адыгейские проекты входят в первые 610 МВт ВЭС, которые «ВетроОГК» получила в 2016 году на отборе проектов зеленой энергетики для оптового энергорынка (общий портфель ВЭС компании — 970 МВт). Инвестиции в ВЭС (примерно 143 тыс. руб.

за кВт мощности) предполагается возвращать в течение 15 лет за счет договоров на поставку мощности (ДПМ ВИЭ). ДПМ ВИЭ предполагают локализацию комплектующих, технологическим партнером «ВетроОГК» выбрана нидерландская Lagerway (должна создать СП с «Новавинд» — дивизионом «Росатома», отвечающим за новые неатомные технологии).

Суммарные инвестиции в программу создания ВЭС и завода по производству комплектующих в РФ в «ВетроОГК» оценили в $2 млрд.

Ветряные электростанции - Студенческий портал

Конкурентами «ВетроОГК» в сегменте строительства ветропарков являются финская Fortum и итальянская Enel. Технологическим партнером «Фортум Энергии» (совместный фонд Fortum и «Роснано») станет датская Vestas, которая планировала нарастить локализацию до 65% к 2019 году (в РФ будет производить лопасти и башни ВЭУ).

В течение пяти лет фонд инвестирует около 30 млрд руб. в строительство 1 ГВт ветряков. В первом квартале 2018 года Fortum планирует ввести свой первый ветропарк в Ульяновской области (35 МВт).

Технологическим партнером Enel станет Siemens Gamesa — крупнейший в мире производитель ВЭУ, созданный в нынешнем году при слиянии испанской Gamesa и ветроактивов немецкого энергоконцерна. Портфель Enel в России — 291 МВт ВЭУ.

Владимир Дзагуто, Амстердам

В июле “Ъ” стали известны подробности планов локализации в России производства ветроэлектроустановок (ВЭУ) для проектов «ВетроОГК» (входит в ОТЭК «Росатома»). Компания в январе договорилась о партнерстве с нидерландской Lagerwey и намерена производить и собирать в Волгодонске ключевые компоненты, в том числе лопасти, генератор, гондолы, ступицы и башни ВЭУ, а локализация может достичь 70%.

Читать далее

Источник: https://www.kommersant.ru/doc/3480995

Ветряные электростанции: принцип работы, плюсы, минусы

Практически вся электроэнергия производится установками, использующими энергию природных ресурсов. Темпы производства постоянно увеличиваются, и полезные ископаемые рано или поздно закончатся.

В связи с этим, уже сейчас ведутся перспективные разработки, внедряются новые технологии, выступающие в качестве альтернативных источников электроэнергии. Одним из таких вариантов являются ветряные электростанции, применяемые в производственной сфере и в частном секторе.

Превращая энергию ветра в электричество, они способны обеспечить основные потребности в питании приборов и электрооборудования.

Устройство ветряной установки

Ветрогенераторы отличаются абсолютной экологической чистотой и способны обеспечивать бесплатной энергией потребителей в течение неограниченного времени. Ветряные генераторы – ВЭС обладают различной мощностью, что дает возможность использовать их в разных областях.

Ветряные электростанции - Студенческий портал

Каждая воздушная электростанция, независимо от конструкции, полностью связана с действием воздушных потоков, часто изменяющих свои показатели. Это в свою очередь приводит к изменениям количества оборотов крыльчатки и производимой электрической мощности. Такое положение требует сопряжения генератора и электрической сети при помощи дополнительного оборудования.

Как правило, для этого используются аккумуляторные батареи вместе с инверторами. Вначале от генератора осуществляется зарядка АКБ, для которой равномерность тока не имеет значения. Далее заряд аккумулятора, преобразованный в инверторе, передается в сеть.

Пропеллерные конструкции ВЭС в случае необходимости могут управляться. При слишком высокой скорости ветра, производится изменение угла атаки лопастей, вплоть до самого минимального. Это приводит к снижению ветровой нагрузки на турбину.

Тем не менее, под действием ураганов, крыльчатки ветровых электростанций нередко подвергаются деформациям, и вся домашняя установка выходит из строя. Полностью избежать негативных воздействий не получается, поскольку электрические генераторы размещаются на высоте, составляющей в среднем 50 м.

За счет этого удается использовать более сильные и стабильные ветра, господствующие на больших высотах.

Принцип работы

Практически все ветровые установки имеют общий принцип работы. Под действием воздушного потока лопасти приходят в движение и, связанные специальным приводом с ротором, вызывают его вращение.

Сам ротор помещен внутрь статорной обмотки, и в результате вращения происходит образование электрического тока.

Лопасти ВЭС обладают особенными аэродинамическими свойствами, поэтому турбина вращается с высокой скоростью.

Когерентные источники света

Каждая лопасть с одной стороны ровная, а с другой – закругленная. Когда воздух проходит закругленную сторону, на этом участке создается вакуум, засасывающий лопасть и уводящий ее в сторону. За счет этой энергии возникает общий крутящий момент. В этом состоит основной принцип работы станций.

Полученное электричество накапливается в аккумуляторной батарее. Количество произведенной энергии зависит от скорости вращения лопастей и от скорости воздушного потока.

Частота произведенного электрического тока такая же как в домашней сети, поэтому энергия, полученная от ветровой электростанции, вполне пригодна для питания приборов и оборудования.

Однако, полученный переменный ток не может сразу аккумулироваться, для этого он должен быть преобразован в постоянный ток. Подобное преобразование выполняется специальными электронными устройствами, расположенными в турбине.

Зарядка аккумуляторной батареи управляется контроллером. По мере накопления заряда, лопасти замедляют вращение, а при разрядке они вновь начинают крутиться. Такой режим работы дает возможность поддерживать заряд АКБ на заданном уровне.

Работа системы торможения

При высокой скорости воздушного потока ветровые электростанции могут выйти из строя. Чтобы этого не случилось, в конструкции применяется тормозная система.

В ней используется сила действия вращающихся магнитов ротора. Они не только индуцируют ток в обмотках статора, но и в определенной ситуации замедляют движение вала.

С этой целью требуется создать короткое замыкание, вызывающее противодействие и замедляющее вращение.

Автоматическое торможение наступает при скорости ветра свыше 50 км/ч. Если скорость возрастает до 80 км/ч, в этом случае происходит полная остановка лопастей.

Конструкция турбины позволяет максимально эффективно использовать энергию ветра и путем двойного преобразования энергии получать электрический ток.

Наличие аккумуляторной батареи дает возможность использовать электроприборы при полном отсутствии ветра.

Некоторые конструкции установок оборудованы ветровым датчиком, собирающим информацию о параметрах воздушного потока. В конечном итоге мощность ветровой установки на выходе будет зависеть от мощности подключенного инвертора.

Исходя из этого показателя определяется и максимально возможное количество подключаемых приборов. С целью увеличения выходной мощности установки, рекомендуется параллельное подключение сразу нескольких инверторов.

В трехфазных системах на каждую фазу устанавливается собственный инвертор.

Классификация

Основными критериями, определяющими типы ветряных установок, являются следующие:

  • Различие по количеству лопастей. Быстроходные и малолопастные имеют до 4 лопастей, а 4 и выше относятся к тихоходным многолопастным устройствам. Чем меньше количество лопастей, тем выше обороты двигателя.
  • Величина номинальной мощности. Бытовые – до 15 кВт, полупромышленные – от 15 до 100 кВт, промышленные – от 100 кВт до 1 Мвт. Границы между показателями довольно условные, поэтому установки применяются там, где это действительно необходимо.
  • Направление оси. В конструкциях используются два типа. В первом случае это горизонтальная ось, расположенная перпендикулярно относительно движения воздуха, напоминающая обычный флюгер. Такие генераторы отличаются более высоким КПД и приемлемой стоимостью. Второй вариант – это вертикальная ось, благодаря которой конструкция генератора становится более компактной. Она не зависит от направления ветра, а ее лопасти изготовлены в виде турбин. Нагрузка на ось значительно снижена, поэтому и мощность таких установок гораздо меньше. В некоторых электростанциях одновременно используется несколько генераторов с различными осями, объединенными в сеть, что позволяет получить высокую мощность на сравнительно небольшой площади.
Читайте также:  Предмет и задачи психологии развития - студенческий портал

Светильники на солнечных батареях

Существует отдельная классификация ветровых электростанций по месту их расположения. Среди них можно выделить три основных типа:

  • Наземные установки, получившие наиболее широкое распространение. Они монтируются на холмах и высотах, а также на специально подготовленных площадках. Строительство ведется с использованием дорогостоящей подъемной техники, поскольку все основные конструкции устанавливаются на большую высоту. Несколько устройств объединяются в общую систему с помощью электрических кабелей.
  • Прибрежные ветровые электростанции. Строятся неподалеку от берегов морей и океанов. Работа системы зависит от морского бриза, который создает воздушные потоки с определенной периодичностью. Сам бриз возникает в результате неравномерного нагрева поверхностей водоемов и суши. Днем движение воздуха осуществляется в направлении с воды на сушу, а ночью, наоборот, с побережья к водоему. Таким образом, получение электроэнергии происходит круглосуточно, без каких-либо перерывов.
  • Шельфовые ветряные электростанции. Устанавливаются в море далеко от берега, на расстоянии 10-12 км. В этом случае генераторы используют энергию, создаваемую регулярными морскими ветрами. Для установки используются участки морского дна, расположенные на незначительной глубине. Фундамент конструкции представляет собой сваи, забиваемые в грунт на глубину до 30 м. Передача электроэнергии на берег, осуществляется при помощи подводного кабеля.

Особенности выбора

Основным критерием, которым руководствуются покупатели, являются размеры ветряной установки. Чем больше ее размер, тем выше вырабатываемая мощность. Поэтому, выбирая ветряные электростанции для дома, нужно заранее рассчитать месячное энергопотребление. Полученный результат умножается на 12 месяцев.

https://www.youtube.com/watch?v=tviKOrBK6D4

Далее расчеты для частного дома ведутся при помощи формулы: AEO = 1.64 х D х D х V х V х V, в которой АЕО является электроэнергией, потребляемой за год, D – диаметр ротора в метрах, V – среднегодовая скорость ветра в м/с. Подставив нужные значения, можно легко рассчитать размеры требуемой установки.

Приобретая электростанцию, следует заранее продумать о месте ее расположения. В этом случае учитываются следующие факторы:

  • Территория возле генератора должна быть свободной от построек, сооружений, деревьев и других факторов, снижающих продуктивность установки. Имеющиеся помехи располагаются на расстоянии не ближе 200 метров от места установки.
  • Высота конструкции для монтажа генератора должна быть как минимум на 2-3 метра выше помех, имеющихся на прилегающей территории.
  • Расстояние от жилых домов – не менее 30-40 м, поскольку при вращении лопастей создается некоторый шум, вызывающий у окружающих определенный дискомфорт.
  • Следует учитывать среднегодовые изменения погодных условий, когда в одном и том же месте в течение года будет вырабатываться разное количество электроэнергии.

Солнечные батареи: альтернативная энергия

Преимущества ветровых генераторов

Ветровые электростанции уже долгое время используются в быту, на производстве и других областях.

За это время удалось выявить их основные положительные качества и преимущества:

  • Энергия ветра, используемая для ветроэлектростанций, является бесплатной и самое главное – возобновляемой. Устройства не загрязняют окружающую среду и не выделяют каких-либо вредных веществ. В перспективе планируется еще шире использовать экологически чистые ветровые электростанции в России, что позволит сократить количество обычных установок с вредными выбросами.
  • Снижается зависимость электроснабжения через центральные электрические сети.
  • Широкие перспективы для дальнейшего развития и внедрения новых прогрессивных технологий, и это не последние достоинства этих установок.
  • Постепенное снижение затрат на получение энергии, без которых не обойтись на первоначальном этапе. В течение последних 20 лет стоимость оборудования и комплектующих снизилась примерно на 80%. Энергия ветра становится наиболее прибыльной среди всех альтернативных источников электроэнергии.
  • Ветряки имеют достаточно высокий срок эксплуатации, составляющий 20-30 лет. В течение этого срока окружающий ландшафт остается неповрежденным.
  • Простота сборки и дальнейшего использования. Ветряная электростанция монтируется очень быстро, затраты на ремонт и обслуживание сравнительно низкие. Произведенная электроэнергия количественно превышает затраченную энергию ветра примерно в 85 раз. Потери при передаче электроэнергии сравнительно невысокие.

Минусы ветровых электростанций

Идеальных устройств не существует в принципе. Это касается и ветровых установок, обладающих специфическими недостатками:

  • Существенные инвестиционные вложения в ветряные электростанции на первоначальном этапе. Хотя они и снижаются, их нельзя полностью сбрасывать со счетов при планировании.
  • Непостоянство и непредсказуемость силы и направления ветровых потоков, вызывающих колебания в количестве выработанной энергии. Иногда ветер может отсутствовать в течение нескольких дней, и потребители полностью остаются без электричества.
  • Движущиеся элементы ветряных установок нередко убивают пролетающих рядом птиц и летучих мышей. Особую опасность они представляют в периоды массовых миграций. Таким образом, определенный вред экологии все-таки наносится, хотя он и не носит системного характера.
  • Работа ветрогенераторов сопровождается постоянными шумами низкой частоты и практически неслышным инфразвуков. Эти минусы ветряных электростанций, превращаясь в отрицательные факторы, негативно воздействуют на человека, вызывая усталость и дискомфорт. В некоторых случаях лопасти, вращаясь с высокой скоростью, могут привести к радиолокационным помехам, искажению телевизионных сигналов.
  • Затраты на размещение достаточно высокие из-за дорогой аренды земли. При использовании большого количества ветровых электростанций, этот фактор приобретает важное значение в расчетах себестоимости электроэнергии.

Источник: https://electric-220.ru/news/vetrjanye_ehlektrostancii/2019-08-27-1737

Как инженер из Томска строит уникальный ветрогенератор

О влиянии кризиса, старте в гараже и сложностях технологического бизнеса предприниматель Сергей Михалап рассказывает в интервью Контур.Журналу.

Наработка опыта

Я родился в небольшом городе Северск, Томской области, сейчас живу и работаю в Томске. По образованию я инженер-строитель, в 2012 году окончил Томский государственный архитектурно-строительный университет по специальности «подъемно-транспортные строительные дорожные машины и оборудование». В 2015 году получил степень магистра в области теплогазоснабжения населенных мест и предприятий.

С самого детства я увлекался конструированием: мог часами играть в лего. Однако точного представления о будущем специальности у меня не было. Когда пришла пора поступать в вуз, я пошел туда, куда гарантированно мог поступить. Но в процессе обучения узнал о строительстве больше и постепенно втянулся.

Идея запуска собственного бизнеса привлекала меня всегда, но как мог совсем молодой человек без опыта работы и специализированных знаний состояться в предпринимательстве? В студенческие годы я старался не только впитать в себя побольше теоретических знаний, но и приобрести опыт на реальном производстве. Я много и увлеченно работал, иногда совершенно бесплатно. С 2004 по 2007 годы я был помощником программиста и системным администратором в компании «Микротех». Участвовал в программе Work and Travel, где получил возможность на время летних каникул жить и работать в США. Затем был помощником инженера в ОАО «Партнер-Томск», инженером-конструктором в крупной краностроительной компании «Балткран» в Калининграде, научным сотрудником музея занимательных наук, проектировщиком в компания ЗАО «МеталлОптТорг», где проработал 2,5 года.

В 2014 году я решил отправиться в свободное плавание и запустить бизнес в сфере металлообработки, о которой, благодаря полученному опыту работы, я знал все.

Так появилась компания «Инженер-Центр», специализирующаяся на услугах по обработке (фрезеровка, покраска, резка, сверление, ковка, гравировка, шлифовка и полировка) нержавеющей стали, алюминиевых сплавов, цветных металлов и других конструкций.

Генератор для Крайнего Севера

Параллельно основному бизнесу я занимаюсь научными исследованиями и вот уже три года работаю над проектом ветрогенератора, подходящего для установки в условиях Крайнего Севера.

Уникальность моего ветрогенератора в том, что он способен работать не только на высоких скоростях ветра, но и на низких. Аналогичные проекты, существующие сегодня в России, направлены больше на южные регионы страны с высокими ветровыми характеристиками.  

Мы хотим создать продукт, способный работать в северных районах страны, а также в Сибири, где пока что наблюдаются серьезные проблемы с электрификацией.

Идеей создания уникального ветрогенератора меня увлек мой коллега, который впоследствии принял решение выйти из проекта. Я же все это время упорно искал универсальную конструкцию.

Пришлось собрать и разобрать с десяток разных версий генератора, пока, наконец, не удалось создать продукт, обладающий всеми необходимыми характеристиками. Сегодня ветрогенератор работает на моем приусадебном участке и снабжает электричеством половину моего собственного дома.

Нам удалось собрать опытный образец генератора, который не раздражает окружающую среду, не излучает ультразвука и работает в любых погодных условиях — детали надежно защищены от пыли и наледи.

Сборка первого ветрогенератора обошлась примерно в 1 млн руб. 400 000 я получил в качестве гранта от Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (Фонд Бортника), остальное добавил из накоплений и прибыли своего бизнеса.

Хотя у бизнеса с наступлением кризиса дела стали идти хуже. Стало меньше заказов на разработку новых деталей и станков, больше обращений по ремонту оборудования и замене деталей.

Сказался кризис и на финансировании науки: сократилось число конкурсных программ, снизились объемы выделяемых на НИОКР грантов.

Так что с запуском технологического бизнеса в целом стало сложнее, поэтому для серийного производства и вывода ветрогенератора на рынок я ищу внешнего инвестора.

Стартап в гараже

Для выхода в серию нам также нужно решить проблему с выработкой тока.

Поскольку в России мало специалистов, способных правильно определить мощность и характеристики нужного нам электродвигателя, пришлось искать верное решение опытным путем.

Поначалу я ходил по заводам и покупал все подряд двигатели. Однако ни один из готовых образцов нам не подошел, поэтому пришлось спроектировать собственный двигатель и собрать его вручную.

Старт проекта прошел довольно успешно: энтузиазм помогал преодолевать дефицит знаний и опыта. Это был настоящий стартап в гараже, там мы собирали генератор и проводили испытания.

Затем стали обращаться на заводы и промышленные предприятия: арендовали у них оборудование и станки, собирали ветряки, производили сварочные работы и уже на место испытаний привозили готовый образец.

Спустя три года мы, наконец, определились, какие точно элементы нужны нам для завершения работы над ветрогенератором.

Любой начинающий предприниматель подтвердит: самая большая проблема стартапа — это команда.  

Сложно найти замотивированного человека, готового заниматься твоей идеей за совсем небольшие деньги. Когда я нанимал сотрудников, они несерьезно относились к идее и к своим обязанностям, и это вызывало множество проблем. Официально в штате у нас четыре человека, удаленно с нами сотрудничают 26 специалистов.

Пока ветрогенераторы мы не продаем, никак их не рекламируем, хотя изначально решили протестировать спрос и дали рекламу. Заказов было так много, что пришлось честно признать: свои силы мы не рассчитали.

Даже увидев статью о нашей разработке в интернете, мне звонили заинтересованные клиенты и предлагали купить генераторы. Поэтому не думаю, что со спросом возникнут проблемы.

Скорее нам нужно заняться предложением.

Сейчас мы хотим опробовать более усовершенствованную модель ветрогенератора. Если испытания пройдут успешно, будем активно выходить на рынок: готовить клиентскую базу, писать статьи, запускать сайт, заниматься продвижением.

Все свои бизнес-направления (металлообработку, где мы потихоньку упираемся уже в потолок, строительное проектирование и научные исследования) я хочу объединить в небольшой холдинг с единым корпоративным стилем.

Важно, чтобы клиенты видели, что мы не только проектируем здания, но и можем их построить, не только делаем детали, но можем проконтролировать технологию их изготовления.

Читайте также:  Выбор вариантов учета и оценки объектов учета - студенческий портал

Самая распространенная ошибка начинающих предпринимателей — отсутствие фокуса и невнимание к «домашней работе». Например, важно заранее подготовить клиентскую базу и прощупать спрос.

Это можно сделать, даже будучи обычным офисным сотрудником: например, на выходных разместить объявления и оценить, сколько заказов можно получить.

Если это будет приносить хотя бы 1/3 вашего нынешнего заработка, то смело уходите с работы, вкладывайтесь и развивайте собственный бизнес.

Источник: https://kontur.ru/articles/4815

Ветряные электростанции: типы, принципы работы, преимущества и недостатки

Энергетическая отрасль справляется со своей задачей достаточно уверенно, но масштабы нашей страны таковы, что полное обеспечение электроэнергией всех отдаленных или труднодоступных районов пока невозможно. Это связано с множеством факторов, преодолеть которые в нынешних условиях слишком дорого или технически недостижимо.

Поэтому все более пристальное внимание приходится обращать на альтернативные источники, способные удовлетворять потребности отсталых регионов без участия магистральных сетей. Перспективным направлением является ветроэнергетика, использующая дармовой источник энергии — силу ветра.

Устройство и виды ветровых электростанций

Ветроэлектростанции (ВЭС) используют энергию ветра для выработки электротока.

Крупные станции состоят из множества ветрогенераторов, объединенных в единую сеть и питающих большие массивы — поселки, города, регионы.

Более мелкие способны обеспечивать небольшие жилые массивы или отдельные дома. Станции классифицируются по различным признакам, например, по функциональности:

По расположению:

  • прибрежные
  • офшорные
  • наземные
  • плавающие.

По типу конструкции:

Наибольшее распространение в мире получили крыльчатные станции. Они имеют большую эффективность и способны производить достаточно большое количество электроэнергии, чтобы обеспечивать ею потребителей в масштабах целой энергетической отрасли. При этом, распространение таких станций имеет специфическую конфигурацию и встречается не повсеместно.

Принцип работы

Как уже говорилось, ВЭС имеют роторную или крыльчатую конструкцию. Роторные станции, как правило, имеют устройства с вертикальной осью вращения. Они во многом удобнее, чем крыльчатые, так как не издают при работе сильный шум и не требовательны к установке по направлению ветра. При этом, роторные конструкции менее эффективны и могут использоваться на небольших частных станциях.

Крыльчатые устройства способны выдавать максимальный эффект. Они используют получаемую энергию намного эффективнее, чем роторные образцы, но нуждаются в правильном ориентировании по отношению к потоку, что означает присутствие дополнительных приспособлений или оборудования.

Все виды действуют по одному принципу — поток ветра раскручивает подвижную часть, которая передает вращение на генератор, вследствие чего в системе образуется электроток. Он заряжает аккумуляторы, от которых питаются инверторы, преобразующие полученный ток в стандартное напряжение и частоту, подходящие для приборов потребления.

Для обеспечения большого числа потребителей отдельные ветрогенераторы соединяются в систему, образуя станции — ВЭС.

Преимущества и недостатки ветряных электростанций

К преимуществам ВЭС можно отнести:

  • независимость от ископаемых ресурсов;
  • используется абсолютно бесплатный источник энергии;
  • экологическая чистота методики — никакого вреда окружающей природе не наносится.

При этом, есть и недостатки:

  • неравномерность ветра создает определенные трудности в выработке энергии и вынуждает использовать большое число; аккумуляторных батарей;
  • ветряки издают шум при работе;
  • КПД ветряных электростанций низок, увеличить его очень сложно;
  • стоимость оборудования и, соответственно, электроэнергии, намного выше, чем цена сетевого электричества;
  • окупаемость оборудования с ростом его мощности значительно снижается. Наиболее производительные станции полностью не окупаются.

Использование небольших станций способно обеспечить энергией ограниченное количество потребителей, поэтому для крупных населенных пунктов или регионов требуются большие устройства.

При этом, ветряки большой мощности нуждаются в соответствующих потоках ветра и равномерности его движения, что для условий нашей страны не характерно.

В этом кроется основная причина низкого распространения ветряков по сравнению с европейскими странами.

Экономическое обоснование строительства ВЭС

С точки зрения экономики, строительство ВЭС имеет смысл только при отсутствии других способов энергообеспечения. Оборудование стоит очень дорого, обслуживание и ремонт требуют постоянных расходов, а срок службы ограничен 20 годами, и это в условиях Европы. Для России этот срок можно снизить не менее, чем на треть. Поэтому использование ВЭС экономически малоэффективно.

С другой стороны, при полном отсутствии альтернативных вариантов или при наличии оптимальных условий, обеспечивающих качественную и равномерную работу ветряков, использование ВЭС становится вполне приемлемым способом энергообеспечения.

Важно! Речь идет именно о крупных станциях, снабжающих целые регионы. Ситуация с бытовыми или частными станциями выглядит более привлекательно.

Мощности промышленных станций

Промышленные ВЭС имеют весьма высокую мощность, способную обеспечивать крупные населенные пункты или регионы. Например, ВЭС «Ганьсу» в Китае имеет 7965 мВт, «Энеркон Е-126» выдает 7,58 мВт, и это еще не предел.

Следует сразу же оговориться, что речь идет о лидерах в ветроэнергетике, другие модели вырабатывают намного меньше энергии. Тем не менее, объединенные в крупные станции, ветряки способны на производство вполне достаточного количества электроэнергии. Объединенные комплексы вырабатывают суммарную мощность в 400-500 мВт, что вполне может сравниться с производительностью ГЭС.

Мелкие станции имеют более скромные показатели и могут рассматриваться только как точечные источники, питающие ограниченное число потребителей.

Ведущие мировые производители

В число наиболее известных производителей ветрогенераторов и оборудования для ветроэнергетической отрасли входят компании:

  • Vestas,
  • Nordex,
  • Superwind,
  • Panasonic,
  • Ecotecnia,
  • Vergnet.

Российские производители пока не готовы конкурировать с этими фирмами, так как вопрос о создании качественных и производительных ветрогенераторов в России до сих пор не ставился достаточно плотно.

География применения

Наибольшее распространение ветроэнергетика получила на западном побережье Атлантики, в частности, в Германии. Там имеются наилучшие условия — ровные и сильные ветра, оптимальные климатические показатели.

Но основной причиной широкого распространения ВЭС именно в этом регионе стало отсутствие возможностей для строительства гидроэлектростанций, вынудившее правительства стран этого региона использовать доступные методы получения электроэнергии.

При этом, имеются установки и в балтийском регионе, в Дании, Голландии.

Россия пока отстает в этом вопросе, за прошедшее десятилетие в эксплуатацию сдан едва ли десяток ВЭС. Причина такого отставания кроется в большом развитии гидроэнергетики и отсутствии должных условий для эксплуатации промышленных ветроэнергетических станций. Тем не менее, отмечается рост производства небольших установок, способных обеспечивать энергией отдельные усадьбы.

Факты и заблуждения

Малое распространение ветроэнергетических установок и отсутствие опыта общения с ними породили массу заблуждений относительно свойств и воздействия ВЭС на организм человека.

Так, широко распространено мнение о необычайно высоком уровне шума, производимого работающим ветрогенератором. Действительно, определенный шум имеется, но его уровень гораздо ниже, чем принято считать.

Так, шум от промышленных моделей на расстоянии 200-300 м воспринимается на слух так же, как звук от работающего бытового холодильника.

Другая проблема, которую необоснованно раздувают несведущие люди — создание непреодолимых помех радио и телевизионным сигналам. Этот вопрос был решен раньше, чем о нем узнали пользователи — каждый мощный промышленный ветряк снабжен качественным фильтром радиопомех, способным полностью исключить влияние устройства на эфир.

Люди, живущие поблизости от турбин, будут постоянно находиться в зоне мерцания тени. Это термин, обозначающий некомфортное ощущение от мигающих световых проявлений. Вращающиеся лопасти создают такой эффект, но его значение сильно преувеличено. Даже самые чувствительные люди всегда могут попросту отвернуться от турбины, если случилось оказаться поблизости от нее.

Существуют и другие, надуманные и вполне реально существующие факты, касающиеся работы ВЭС, их воздействия на организм человека и окружающую природу.

Част из них является обычными слухами, другая часть настолько преувеличена, что не заслуживает даже обсуждения.

Ветроэнергетика — полноценная отрасль, способная решать вопросы энергообеспечения как в солидных масштабах, так и в пределах маленького дачного домика.

Частные ветряные электростанции

Для России наиболее актуальным вопросом является распространение именно небольших станций, обеспечивающих один дом или усадьбу. Строительство крупных ВЭС в климатических условиях нашей страны нецелесообразно и нерентабельно. Самая большая ценность ветрогенераторов кроется в создании возможности обеспечить энергией отсталые или отдаленные населенные пункты, где нет сетевого подключения.

Для таких районов применение небольших частных станций является оптимальным способом решения вопроса, так как работа ветряка не требует обеспечения топливом, устройство несложно и свободно поддается ремонту.

Обеспечить такие регионы дополнительным оборудованием намного проще и дешевле, чем выделять большие средства на проведение линии электропередач, особенно, если речь идет о гористой местности.

Небольшие ветряки способны вырабатывать достаточное количество энергии, не нуждаясь в расходах на содержание или топливо, что делает их весьма перспективными и привлекательными вариантами решения проблемы.

Обзор цен на популярные модели

Стоимость ветрогенераторов высока. Этот момент является самым труднопреодолимым для распространения ветроэнергетических технологий. Многие владельцы домов с удовольствием установили бы у себя на участке ветряки, но не имеют средств на их приобретение. Установка, способная обеспечить освещение участка, стоит около 100 тыс руб.

Более мощная конструкция, позволяющая снабдить электроэнергией коттедж, обойдется в 250 тыс.

ВЭС, способная обеспечить небольшое фермерское хозяйство, стоит около 500 тыс руб. И это еще не предел.

При таких ценах ожидать быстрого распространения ветрогенераторов не приходится, поэтому вся надежда на появление отечественных моделей, способных решить вопрос дороговизны оборудования. Как вариант, можно купить относительно недорогую китайскую модель.

Такие устройства не поддаются ремонту, являясь, по сути, одноразовыми, но их цена намного ниже, чем стоимость аналогичных по мощности западных образцов.

Как сделать ветряную электростанцию?

Дороговизна промышленных моделей вынуждает людей, способных пользоваться инструментами и обладающих определенными познаниями, создавать самодельные ветряки. Расходы на такое устройство несравнимы с тратами на заводские модели, а эффект, полученный от самоделок, зачастую превосходит показатели прославленных зарубежных изделий.

Для изготовления станции понадобится:

  • комплект оборудования — контроллер заряда, инвертор, аккумулятор;
  • генератор, способный работать на низких скоростях. Чаще всего используется автомобильный или тракторный генераторы, прошедшие некоторую модернизацию;
  • ветряк — вращающийся ротор, установленный на мачте или основании нужных размеров.

Оборудование для станции может быть собрано самостоятельно или приобретено в готовом виде. Изготовление генератора из готового устройства занимает один день (если иметь представление о том, что надо делать). Ветряк делается из подручных материалов — металлических бочек, листового металла и т.п.

Все элементы конструкции собираются воедино, система запускается, производится оценка ее характеристик и, если надо, вносятся необходимые изменения. Ветряк, собранный своими руками, ремонтируется совершенно без проблем, так как вся его конструкция известна мастеру, что называется, до последнего винтика.

Эксплуатация ВЭС не требует особых расходов, все вложения делаются единовременно. Срок службы системы рассчитывается на 20 лет, но при изготовлении своими руками он практически не ограничен, поскольку в любое время возможна модернизация или ремонт конструкции.

Рекомендуемые товары

Источник: https://Energo.house/veter/vetryanye-elektrostantsii.html

Ссылка на основную публикацию