доклад по технологии. Доклад по технологии Ветряные двигатели
 Скачать 321.08 Kb.
|
|
Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение «Таборинская средняя общеобразовательная школа» Доклад по технологии «Ветряные двигатели» Подготовила: Ученица 7 «а» класса Носова Мария С. Таборы, 2021 Все больше стран в мире уделяет ветряной энергии внимание и начинает строительство своих ветряков на подходящих территориях. Энергия ветра считается одной из перспективных альтернативных отраслей энергетики. История появления ветряных двигателей История ветряных двигателей получила свое начало в Персии. Пустыни данного государства, постоянно обдуваемые сухими ветрами, подтолкнули ученых того времени придумать устройство, способное преобразовывать энергию ветра в полезную механическую – ветряные двигатели. По мере того, как эти двигатели получали распространение все дальше к западу и северу от Средиземноморья, они оказывались в районах, где часты сильные ветры. Это заставляло использовать более прочные лопасти. Деревянный решетчатый каркас лопастей обтягивался парусиной. Другое усовершенствование начали внедрять примерно 400 лет назад, когда строители поняли, что лопасти работают лучше, если их слегка закрутить. К этой идее они пришли, очевидно, интуитивно, сообразив, что крутка лопасти компенсирует неравномерность распределения скорости обтекания различных сечений лопасти: сечения движутся с тем меньшей скоростью, чем ближе к оси они находятся. У лопасти, не имеющей крутки, углы между хордами сечений и направлением ветра далеки от оптимальных, а это ведет к потере мощности. Где использовались ветряные двигатели первоначально? Ветряные двигатели первоначально использовали при изготовлении ветряных мельниц, веками применявшихся на Востоке (в Китае, Персии и других странах). В X—XII веке их начали использовать и в Европе, где особое распространение получили на территории современных Нидерландов и ряде других северных стран. Принцип действия ветряных двигателей ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ — двигатель, преобразующий энергию ветра в электрическую или механическую работу. Принцип действия всех ветродвигателей один: под напором ветра вращается ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу генератора, вырабатывающего электроэнергию, водяному насосу или электрогенератору. Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток оно захватывает и тем больше энергии вырабатывает агрегат.  Виды ветряных двигателей Ветродвигатели по принципам использования выработанной энергии делятся на два класса: • линейные; • циклические. Линейный или мобильный ветродвигатель преобразует энергию потока воздуха в механическую энергию движения. Это могут быть парус, крыло. С инженерной точки зрения это не ветродвигатель, а движитель. В циклических двигателях сам корпус неподвижен. Потоком воздуха вращаются, совершая циклические движения, его рабочие части. Механическая энергия вращения наиболее подходит для выработки электричества, универсального вида энергии. К циклическим ветродвигателям относят ветроколеса. Ветроколеса начиная от древних ветряных мельниц кончая современными ветроэнергетическими установками, различаются по конструкционным решениям, по полноте использования силы воздушного потока. Устройства делятся на быстроходные и тихоходные, а также по горизонтальному или вертикальному направлению оси вращения ротора. Ветрогенераторы (на основе ветряных двигателей) можно разделить на две категории: промышленные и бытовые (домашние, для частного использования). Промышленные представляют собой сети ветрогенераторов и чаще всего принадлежат государству. Малые ветрогенераторы обеспечивают энергией частные дома. Возможно и коллективное их использование для нескольких коттеджей. Главное преимущество такой энергетики – полное отсутствие и сырья, и отходов.  Конструкция промышленного ветрогенератора (электростанции) включает в себя следующие элементы: Генератор; Мачта; Лопасти; Анемометр; Аккумуляторные батареи; Устройство АВР (автоматическое включение резерва); Трансформатор. Принцип работы ветряной электростанции основан преобразовании энергии ветра во вращательное движение турбины. Это происходит при помощи лопастей (ротора). Ветер следует контуру лопасти, приводя их во вращение. Современные ветровые электрические станции имеют три лопасти. Их длина может достигать 56 метров. Скорость вращения в пределах 12-24 оборотов в минуту. Для увеличения скорости вращения используют редукторы. Мощность современных ветрогенераторов может достигать 750кВт.  Условия для работы ветряных двигателей Одним из необходимых условий для полноценной работы устройства является выбор подходящего места для его размещения. В идеале это должна быть возвышенность с высокой скоростью ветра при низкой турбулентности. Если неподалеку находится лес, то это будет способствовать снижению эффективности работы ветрогенератора. Отсутствие поблизости ВЛЭП не даст возможности перенаправлять вырабатываемую электроэнергию к потребителям. В целом, ветроустановку целесообразно использовать: в регионах, где среднегодовая скорость ветра 3 м/c и выше; в местах, где часто отключают электроэнергию; в местах, где отсутствует сетевая электроэнергия и подключение к сети обходится очень дорого; в случаях, когда требуется полная или частичная энергонезависимость. Проблемы, вызываемые эксплуатацией ветряных электростанций Несмотря на то, что ветрогенераторы являются перспективным способом выработки электроэнергии, существует множество проблем, связанных с их эксплуатацией. В частности, в странах Европы, где активно внедряется ветроэнергетика, многие люди жалуются на дискомфорт, вызываемый близким соседством с ветряками. В большинстве стран отсутствуют законы, которые бы четко определяли на каком расстоянии от жилых домов их можно размещать. Иногда ветрогенератор можно увидеть уже на расстоянии 200-250 метров от дома. Люди жалуются на сильный шум, который разносится на сотни метров вокруг. Тень от вращающихся лопастей ветряка может отбрасываться на несколько километров. Это вызывает сильный психологический дискомфорт. Проблемы вызваны тем, что полномасштабное использование энергии ветра началось относительно недавно. Мощные ветрогенераторы ранее не использовались. Поэтому в полной мере их воздействие на человека изучено не было. В настоящее время разрабатываются законы, призванные минимизировать дискомфорт от эксплуатации этих механизмов. Применение в 21 веке Чаще пользуется спросом частные ветряные генераторы, которые могут обеспечить частично или полностью дом энергией. Традиционные источники энергии могут в скором времени закончатся, а также приносят непоправимый вред экологии. Многие считаю, что за ветроэнергетикой, как и за альтернативными экологичными способами добычи энергии, стоит будущее. Наиболее распространены автономные ветрогенераторы. В их состав дополнительно входят аккумуляторные батареи для накапливания электроэнергии, контроллер заряда аккумуляторов и инвертор для преобразования постоянного тока из аккумуляторов в переменный. Проблемы, связанные с применением ветрогенераторов Основная проблема для многих – шум от ветровой турбины. Производители пытаются устранить этот недостаток, с каждым годом снижая уровень шума. Второй важный вопрос – мерцающая тень от вращающихся лопастей, которая неприятна и даже вредна для здоровья человека. Обе проблемы можно решить, расположив ВЭУ подальше от дома или с его северной стороны, чтобы тень от рядом расположенного устройства падала в направлении от дома. Жить рядом с ветрогенератором безопасно, он не влияет на работу теле- и радиоприборов. Как и любое массивное устройство, ветрогенератор может стать помехой для телесигнала, только если будет располагаться непосредственно между ретрансляционной вышкой и антенной-приемником.  В перспективе на будущее Если учитывать, что сейчас идет фокусировка на природных экологических методах извлечения энергии, то ветроэнергетику в ближайшие годы ждет положительная перспектива развития. Все время идет разработка новых и усовершенствование старых моделей ветряков. Одна из последних разработок, это парящие генераторы, которые могут использовать максимальную силу ветра. Все больше стран в мире уделяет ветряной энергии внимание и начинает строительство своих ветряков на подходящих территориях. Энергия ветра считается одной из перспективных альтернативных отраслей энергетики. |