Новости
Ветряные источники энергии - описание и применение
В настоящее время создание полноценных электростанций, использующих энергию ветра, считается невыгодным. Расходы на строительство, ремонт и содержание ветроустановок, способных работать под открытым небом в любую погоду, достаточно высоки. Ветроэлектростанциям требуется большая площадь по сравнению с ГЭС, ТЭЦ, АЭС. Помимо этого, они не безвредны: шумят, отражают радиоволны, чем создают помехи приему телепередач, мешают полету насекомых и птиц. Но в будущем использование энергии ветра для получения электричества может стать одним из перспективных направлений.
Ветроустановки работают по простому принципу: за счет силы ветра вращаются лопасти, через вал они передают к электрогенератору механическую энергию, а электрогенератор вырабатывает электрическую энергию, то есть энергия ветра превращается в электрический ток. В ветроустановках используются различные конструкции: винты, похожие на самолетные пропеллеры с разным количеством лопастей; многолопастные «ромашки»; вертикальные роторы. Вертикальные конструкции способны улавливать ветер любого направления, конструкции прочих видов разворачиваются по ветру.
Для компенсации изменчивости ветра сооружаются ветряные фермы, на которых располагается множество ветродвигателей, работающих на единую сеть. Ветряки ставятся на определенном расстоянии, чтобы друг друга не загораживать. Подобные ветряные фермы устроены в европейских странах, в США. Для снижения зависимости от непостоянных силы и направления ветра в систему ветроэлектростанций включаются маховики, благодаря которым порывы ветра частично сглаживаются. Аккумуляторы применяют электрические, электролизные, гидравлические или воздушные.
Электролизные аккумуляторы работают следующим образом: электрический ток, полученный от ветряка, разлагает воду на водород и кислород. Их запасают и сжигают по мере необходимости в топливном элементе (в химическом реакторе) или в газовой турбине, снова получая ток, но без резких колебаний напряжения.Принцип действия гидравлических аккумуляторов заключается в следующем: вода силой ветра поднимается на определенную высоту и падает вниз, вращая тем самым турбину. В воздушных аккумуляторах с помощью ветряка воздух нагнетается в баллоны, из баллонов выходит ровная струя воздуха и вращает турбину с электрогенератором. В настоящее время в мире насчитывается более 30 000 ветроустановок, различных по мощности. Конструкции ветряков постоянно совершенствуются, а цены на воздушное электричество понижаются.
Ветряные электростанции специального назначения
Итак, ветряные электростанции представляют собой установки, способные к преобразованию кинетической энергии ветра в электрическую. Состоят современные ветряные электростанции из ветродвигателя, генератора электротока, автоматического устройства управления работой генератора и ветродвигателя, а также из различных сооружений для их установки и обслуживания. Ветряные электростанции просты по принципу действия: ветром крутятся лопасти ветряка, чем приводится в движение вал электрогенератора. В свою очередь генератор вырабатывает электроэнергию. Для периодов безветрия ветряные электростанции оборудуются резервным тепловым двигателем.
Существуют ветряные электростанции специального назначения: водоподъемные или насосные, мельничные, водоопреснительные, электрически заряженные ряженные и пр. Мощность ветряных энергетических установок может быть от 10 до 1000 Вт. Ветряные электростанции недороги в производстве, но отличаются рядом минусов. Мощность их невелика, а работа зависит от погоды. Помимо этого, ветростанции отличаются повышенным уровнем шума. В населенной местности ветряк приходится отключать на ночь. Применение ветроэлектростанций может вызвать локальное ослабление воздушных потоков и даже оказать влияние на климат.
При всем этом использование ветряков для выработки электрического тока допустимо, особенно комплексно, с другими источниками электроэнергии. Применяются для получения электроэнергии и морские волны. Идея эта еще в 1935 г. была озвучен российским ученым К. Э. Циолковским. Волновые энергетические станции работают на принципе воздействия волн на рабочие поверхности, которые выполняются в виде маятников, лопастей поплавков.
С помощью электрогенератора механическая энергия их перемещения может быть преобразована в электроэнергию. Например, рабочая поверхность в виде буя действует следующим образом. Буй раскачивается волнами, и уровень воды в нем изменяете, что приводит к движению воздуха в буе. Конструкция буя такова, что движение воздуха возможно лишь через верхнее отверстие. В отверстии же устанавливает турбину, которая вращается всегда в одном направлении, независимо от направления движения воздуха.