Ветряные турбины – это отличный способ получения чистой, возобновляемой энергии. Но как они работают? В этой статье блога мы рассмотрим науку о производстве энергии ветряными турбинами. Мы также обсудим некоторые преимущества и недостатки использования ветряных турбин для производства энергии. Приятного чтения и… удачи 😉
Что такое ветряная турбина?
Ветряная турбина преобразует кинетическую энергию ветра в механическую энергию. Это может быть использовано для выработки электроэнергии или для питания других устройств, например, водяных насосов. Ветряные турбины обычно устанавливаются на башнях высотой в среднем 120 м, с большими лопастями, соединенными с валом, который приводит в движение генератор для производства электроэнергии. Их размеры варьируются от небольших бытовых приборов до крупных промышленных машин. Как уже упоминалось во введении, энергия ветра – это чистый и возобновляемый источник энергии, который веками использовался для перекачки воды и помола зерна. Сегодня ветровые турбины являются важной частьюглобальных усилий по сокращению выбросов парниковых газов и борьбе с изменением климата.
Сколько энергии может произвести ветряная турбина?
| Размер ветровой турбины | Диаметр ротора (м) | Вырабатываемая мощность (кВт) |
| Микро ветровые турбины | 0,5 à 2 | 0,1 à 1 |
| Малые ветровые турбины | 2 à 12 | 1 à 36 |
| Средние ветровые турбины | 12 à 35 | 36 à 350 |
| Большие ветряные турбины | 35 à 125 | 350 à 5000 |
Количество энергии, которое может произвести ветряная турбина, зависит от размера турбины и скорости ветра. Типичная турбина может вырабатывать около 50 киловатт энергии при средней скорости ветра 19 км/ч. При сильном ветре такая же турбина может вырабатывать до 350 киловатт энергии. Гигантская ветряная турбина Haliade-X компании General Electric, самая большая в мире, может вырабатывать почти 310 МВт-ч за один день, что достаточно для обеспечения электроэнергией города с населением 25 000 человек
Мощность промышленного ветрогенератора обычно намного выше, чем мощность бытового ветрогенератора. Промышленные турбины могут вырабатывать до нескольких мегаватт энергии, в то время как бытовые турбины обычно производят всего несколько киловатт.
Где лучше всего установить ветряную турбину?
Существует множество других факторов, которые необходимо учитывать при выборе места для установки ветряной турбины. Тип земли, доступное пространство и местный климат – все это играет роль в определении наилучшего места для установки ветряной турбины. Самым важным фактором, конечно, является скорость ветра . Скорость ветра зависит от места расположения ветровой турбины, поэтому важно выбрать место с высокой средней скоростью ветра. Другим важным фактором является высота турбины. Чем выше турбина, тем больше энергии она может вырабатывать. Ветряные турбины могут быть установлены на суше или в море, и каждая из них имеет свои преимущества и недостатки.
Морские ветряные турбины обычно устанавливаются на мелководье, недалеко от побережья. Это удешевляет их строительство и обслуживание, но они могут доставлять неудобства жителям близлежащих домов из-за производимого ими шума. Береговые ветряные турбины обычно устанавливаются на открытых территориях, таких как равнины или холмы. Это позволяет ветру свободно обтекать турбину, однако строительство и обслуживание наземных ветряных турбин может быть более дорогостоящим.
Каковы преимущества ветряных турбин?
Ветрогенераторы имеют ряд преимуществ перед другими способами получения энергии. Во-первых, они не производят никаких выбросов, что делает их намного чище электростанций, работающих на ископаемом топливе. Во-вторых, ветряные турбины можно строить на землях, которые не подходят для других видов застройки, например, на сельскохозяйственных землях. После постройки ветряные турбины не требуют особого обслуживания. Кроме того, энергия ветра является возобновляемым ресурсом, поэтому она никогда не иссякнет. Наконец, ветровые турбины можно использовать для выработки электроэнергии в отдаленных районах, где нет доступа к электросети.
А каковы недостатки ветряных турбин?
Главный недостаток ветряных турбин заключается в том, что для производства значительного количества энергии им требуется большая площадь земли. Люди, живущие рядом с ветряными турбинами, жалуются на производимый ими шум. Кроме того, ветряные турбины могут производить энергию только тогда, когда дует ветер, поэтому они не являются надежным источником энергии, даже если они установлены в этих особенно ветреных районах. Наконец, лопасти ветряных турбин могут убивать птиц и летучих мышей , которые попадают под них.
Каковы некоторые проблемы, связанные с использованием ветряных турбин для выработки энергии?
Самая большая проблема при использовании ветряных турбин для выработки энергии заключается в том, что вырабатываемое ими электричество трудно хранить . Как будет сказано ниже, если не будет ветра, то не будет и электроэнергии. Кроме того, поскольку скорость ветра может значительно меняться изо дня в день, бывает трудно предсказать, сколько электроэнергии произведет ветряная турбина. Поэтому коммунальные службы должны иметь другие источники энергии для удовлетворения спроса, когда ветер не дует.
Несмотря на эти проблемы, многие эксперты считают, что ветряные турбины являются ключевым компонентом производства электроэнергии в будущем. По мере развития технологий, вероятно, трудности, связанные с использованием ветряных турбин, будут преодолены, и они станут все более важным источником дохода для коммунальных служб и землевладельцев.
Каковы различные типы ветровых турбин?
Существует два основных типа ветровых турбин: с горизонтальной и вертикальной осью. Турбины с горизонтальной осью имеют лопасти, вращающиеся вокруг центрального вала, как лопасти традиционной ветряной мельницы. Ветряные турбины с вертикальной осью имеют лопасти, вращающиеся вокруг вертикального вала.
Ветряные турбины с вертикальной осью менее распространены, чем ветряные турбины с горизонтальной осью, но у них есть некоторые преимущества. Их можно разместить на меньшем пространстве, чем турбины с горизонтальной осью, например, на крышах. Еще одним преимуществом турбин с вертикальной осью является то, что они могут улавливать ветер во всех направлениях, тогда как турбины с горизонтальной осью для эффективной работы должны быть обращены к ветру.
Турбины с вертикальной осью не так эффективны, как турбины с горизонтальной осью. Фактически, они производят меньше энергии на квадратный фут площади ротора, хотя вертикально-осевые турбины дороже в обслуживании и ремонте, чем горизонтально-осевые.
В какой стране находится самая большая ветряная электростанция в мире?
Сегодня в Великобритании находится крупнейшая в мире оффшорная ветряная электростанция: ” Ветряная электростанция” Хорнси 1 мощностью 1,12 ГВт. В феврале 2021 года Южная Корея объявила о строительстве крупнейшего в мире морского ветропарка, значительно превосходящего Hornsea 1, мощностью 8,2 ГВт и стоимостью строительства 36 млрд евро. Таким образом, к 2030 году Южная Корея увеличит производство энергии ветра в десять раз
По данным Международного энергетического агентства, Китай является крупнейшим производителем электроэнергии из ветра – 365,8 ТВтч (более 28% мирового производства). На втором месте США (303,4 ТВтч или 24%), на третьем – Германия (126 ТВтч или 9%)
В США, как и в Китае, есть много открытого пространства, где можно построить ветряные электростанции. Правительство США также предлагает налоговые льготы компаниям, которые строят ветряные электростанции. Ветроэнергетическая отрасль в США в последние годы стремительно развивается. В 2016 году ветроэнергетика обеспечивала около шести процентов всей электроэнергии, вырабатываемой в США. Это больше, чем один процент в 2008 году.
Можете ли вы установить ветряные турбины у себя дома?
Если вы заинтересованы в производстве собственной чистой, возобновляемой энергии, то домашняя ветряная турбина может стать для вас хорошим вариантом. Однако прежде чем это сделать, следует учесть несколько моментов.
Во-первых, ветряные турбины должны устанавливаться на открытой местности, где они могут подвергаться воздействию сильного ветра. Во-вторых, установка ветряной турбины требует некоторых строительных и электротехнических работ. Наконец, перед установкой ветряной турбины вам необходимо получить разрешение от местных властей.
Установка домашнего ветрогенератора может стоить от 1000 до 5000 евро. Это зависит от размера и типа выбранной вами турбины, а также от того, где вы живете. Если вы заинтересованы в установке ветряной турбины, важно сравнить различные типы и найти тот, который наилучшим образом соответствует вашему бюджету и потребностям.
Является ли ветроэнергетика решением для будущего?
Мир стоит перед лицом энергетического кризиса. Ископаемое топливо заканчивается, а выделяемые им парниковые газы вызывают изменение климата. Энергия ветра может использоваться для выработки энергии в малых и больших масштабах, она возобновляема и является чистым источником энергии, который может помочь уменьшить нашу зависимость от ископаемого топлива. Пока мир ищет пути решения кризиса, с которым мы столкнулись, ветроэнергетика может оказаться важным элементом головоломки.
Источники
- eolienne.ooreka.fr – энергия ветра (FR)
- edf.fr – Ветроэнергетика в цифрах (FR)
- iea.org – энергия ветра (EN)
- Wikipedia.org – ветряная турбина (EN)
- energy.gov – Как работают ветряные турбины?
- nrel.gov – Основы ветроэнергетики (EN)
