Будущее за ветроэнергетикой

По подсчетам суммарная мощность энергии ветра в 100 раз превышает мощность всех рек на планете. То есть, ресурсы ветра практически неисчерпаемы. В некоторых странах, например, в Шотландии и Дании, вся электроэнергия, используемая в быту — освещение, стиральные машины, домашние компьютеры и т.д. произведена с помощью энергии ветра.

Ветроэнергетика — одна из отраслей энергетики, относящаяся к возобновляемым (альтернативным) источниками энергии. Для преобразования энергии ветра в электрическую используются ветрогенераторы. В общих чертах, они представляют из себя конструкцию из опорной башни (высота которой может превышать 100 м) и трехлопастного винта, который под воздействием силы ветра вращает электрогенератор.

Ветрогенераторы в Дании

Историческая справка

Энергия ветра и ее использование известна с незапамятных времен. Ветер был основным движителем в мировом судоходстве. А первые ветряные мельницы появились в Вавилоне, упоминания о них датируются 1750-м годом до нашей эры. В Европе они появились намного позже — примерно в X-XI веках нашей эры. Большей частью их использовали для помола зерновых. В Нидерландах — для откачки воды с осушаемых земель. В Скандинавии мощности ветряков использовали на лесопилках. Отличие европейских мельниц от азиатских довольно существенное — у европейских горизонтальная ось вращения, у азиатских — вертикальная.

В Европе мельницы строились, что естественно, в регионах с высокой ветровой нагрузкой. В Ла Манче (Испания) до сих пор сохранились десятки старых мельниц.   К концу XIX века счет ветряных мельниц в Европе шел на десятки тысяч. Только в Германии их число приближалось к 19 тысячам. Строительство ветряков остановилось, а потом начало сокращаться после появления паровых машин. Но еще в 30-40-х годах XX века, в сельской местности ветряки использовались довольно активно.  К ветряной энергии вернулись в 1970-х годах, когда из-за ближневосточных конфликтов начались перебои с поставками нефти. Первой тогда спохватилась Дания, с ее постоянными северными ветрами. Именно датчане начали первые эксперименты — производство электроэнергии из ветра.

Осознав все преимущества использования энергии ветра, В 1979 году датская компания Vestas представила первую ветроустановку современного типа. Примерно треть ветряков, которые работают в странах Европы, произведены Vestas.

Второй, более мощный, толчок дал Чернобыль. Именно эта катастрофа стимулировала массовое увлечение ветроэнергетикой, как альтернативным источником энергии. В начале 1990-х Европа и США занялись производством энергии из ветра в промышленных масштабах и ветрогенераторы стали устанавливать  массово. Чуть позже эти направлением заинтересовалась и КНР. По состоянию на 1997 год ветрогенераторы по всему миру вырабатывали 7475 мВт электроэнергии в год. Развитие отрасли продолжается: к 2013 году мировые объемы вырабатываемой ветром электричества увеличились в 45 раз и продолжают расти.

Преимущества ветряных электростанций

Как у любого начинания у ветроэнергетики есть плюсы и минусы. Плюсы энергии ветра лежат на поверхности — она неиссякаема и абсолютно экологична. У нее нет отходов. По предварительным исследованиям, массовое использование ВЭУ может ослабить силу ураганов. И не только — ветроустановки влияют на климат — он становится более континентальным. Но главное, наверное то, что 1 МВт мощности ветряка сокращает выбросы углекислого газа на 1800 тонн в год.

Наиболее перспективными для развития ветроэнергетики, из-за стабильности ветров, считаются прибрежные зоны. Экономически выгодным считается строить ветроэлектростанции в море, в 10-12 км. от побережья, не смотря на то, что строительство такой станции в 1,5-2 раза дороже, чем на суше. Такие электростанции называются «оффшорными».

На фото: самоподъемная платформа в процессе установки ветрогенератора

Ветрогенераторы бывают не только промышленные или коммерческие, но и бытовые. Никому из частных лиц не запрещено установить свой персональный ветряк, обеспечивая жилье электрическим светом. Ветряки используются и как водяные насосы, например, для подачи воды из глубоких колодцев.  Ветроэнергетические установки просты в использовании и не требуют подготовки, тем более специального образования — это несомненный плюс современных «ветряков».   Ветер может быть сильным, может быть слабым, но в регионах со стабильной ветровой нагрузкой он есть всегда. Тогда как тепловые, например, электростанции полностью зависят от поставок топлива — газа, угля или мазута. Бытовые ветроустановки компактны, легки и мобильны. Даже установка мощнейшей промышленной ветроустановки с вбиванием свай, монтажом и заливкой фундамента, а затем установкой самого оборудования занимает не больше 10-ти дней. Постройка тепловой электростанции занимает годы и требует намного больше сил, труда и профессионального обслуживания.  Ветряная электростанция, поясним термин, состоит из нескольких ветряных электроустановок, объеденных в одну промышленную сеть. Число таких «ветряков» может достигать нескольких десятков.

Конечно есть и минусы:

  1. Главные недостатки ветряных электростанций — стоимость электроэнергии, выработанной с помощью силы ветра, за небольшим исключением, дороже электричества, произведенного сгоранием ископаемого топлива.
  2. Зависимость от силы ветра. Чем выше его сила, тем дешевле произведенная электроэнергия.
  3. Вращаясь, турбины ВЭУ создают теле и радиопомехи.
  4. Ощутимая вибрация. По этой причине, мощные промышленные ВЭУ нельзя устанавливать ближе чем на 300 метров от жилых домов.
  5. Вращение лопастей создает область пониженного давления, что вызывает повышенную гибель летучих мышей

Ветроэнергетика в мире

В мире давно уже поняли все плюсы ветроэнергетики и агитировать за ее развитие особенно не надо. Дания, пионер в области экологической энергетики, сегодня благодаря энергии ветра получает до 42% нужного стране электричества. В Евросоюзе за счет ветроэнергетики производится до 7,5-8% всей потребляемой электроэнергии. Это колоссальные объемы, учитывая масштабы экономики стран ЕС.  Не отстает и Китай, принявший специальную программу по развитию и использованию альтернативной энергетики. Специальные программы, с налоговыми льготами действуют и в США. Сегодня 22% всех ветроэлектростанций планеты располагаются в странах Северной Америки, в основном в Канаде и США. Ветряки, установленные в Никарагуа, обеспечивают стране более 20% всей потребляемой электроэнергии.   31% мировых ветрогенераторов приходится на Азию, в основном на Китай.

А вот Европа разместила в своих странах 44% всех ветроустановок мира. Оно и понятно — в экономически развитой Европе очень плохо с ископаемыми энергоресурсами.   В Европе производятся крупнейшие ветроустановки мира. Тон задает Германия и Дания с ее колоссальным опытом в разработке ветрогенераторов. Сейчас наметилась тенденция по увеличению мощности ВЭУ. Общеевропейский проект UpWind направлен на создание офшорной ветроустановки мощностью в 20 МВт.   Германская Enercon выпускает модель E-126 (126 — размах лопастей в метрах) мощностью 7,58 МВт. Вместе с лопастями высота установки достигает почти 200 метров.   Еще крупнее и мощнее ветроустановка V-164 (опять, 164 — размах лопастей в метрах) датской компании Vestas — 8МВт. Но она предназначена в основном для оффшорных зон.

Ссылка на основную публикацию