Возобновляемые и ресурсосберегающие источники энергии (1). Возобновляемые и ресурсосберегающие источники энергии
![]()
|
Cp |
Класс ВЭУ | Расчетная (проектная) мощность, кВт | Диаметр ветроколеса | Период вращения Т, с |
Малые | 10…25 | 6,4…10 | 0,3…0,4 |
Средние | 10…100…150 | 14…20…25 | 0,6…0,9…1,1 |
Большие | 250…500…1000 | 32…49…64 | 1,4…2,1…3,1 |
Очень большие | 2000…3000…4000 | 90…110…130 | 3,9…4,8…5,7 |
Примечание: Параметры рассчитаны для коэффициента мощности Ср=30 %, плотности воздуха 1,2 кг/м3, быстроходности Z = 6. Расчетная мощность
![](650481_html_f9642a150db96890.gif)
Срок службы ВЭУ обычно составляет 15…20 лет, а их стоимость колеблется от 1000 до 1500 долларов США за 1 квт проектной мощности. Одно из основных условий при проектировании ВЭУ – обеспечение их защиты от разрушения очень сильными случайными порывами ветра. Ветровые нагрузки пропорциональны квадрату скорости ветра, а один раз в 50 лет бывают ветры со скоростью, превышающей в 5…10 раз среднюю, поэтому установки приходится проектировать с большим запасом прочности.
Кроме того, скорость ветра очень сильно колеблется во времени, что может привести к усталостным разрушениям, а для лопастей к тому же существенны переменные гравитационные нагрузки (порядка 107 циклов за 20 лет работы).
Причиной возникновения ветров является поглощение земной атмосферой солнечного излучения, приводящего к расширению воздуха и появлению конвективных течений. В глобальном масштабе на эти тепловые явления накладывается эффект вращения Земли, приводящий к появлению преобладающих направлений ветра. Кроме синоптических закономерностей многое в этих процессах определяется местными особенностями, обусловленными определенными географическими фаторами. Скорость ветров увеличивается с высотой, а их горизонтальная компонента значительно больше вертикальной.
Суммарная кинетическая энергия ветров в секунду оценивается величиной порядка 1,21015Вт, что равно примерно 1 % поглощенной энергии солнечного излучения.
Достоверно оценить, какая доля энергии ветра может быть использована, вряд ли возможно. Однако в ряде стран, например в Германии и Великобритании, доля ветроэнергетики в производстве всей электроэнергии доходит до 20 %.
Автономные ветровые энергоустановки весьма перспективны и уже вытесняют дизельные электростанции, в особенности, в отдаленных районах и на островах вследствие дороговизны доставки органического топлива.