Ветровая энергетика плюсы и минусы
Ветер – это не просто сложное физическое явление. В современном мире он используется как источник энергии и представляет собой экономически ценный продукт. Ветроэнергетика в мире становится всё более востребованной, над развитием этой отрасли работают учёные различных специальностей.
Насколько велик потенциал ветроэнергетики? Какими достоинствами и недостатками она обладает? Где применяется? Пришло время ответить на эти вопросы.
С чего всё начиналось
Существует общераспространённое заблуждение, что ветроэнергетика зародилась лишь в XVII–XIX столетиях. Однако на самом деле ветер как источник энергии активно использовался представителями древних цивилизаций. Вот несколько красноречивых примеров из истории:
- Уже в III–II веках до н. э. жители Месопотамии изобрели первые прототипы ветряных мельниц для размола зерна. Лопасти таких устройств, вращаясь под действием ветра, приводили в движение массивный жернов. Он, в свою очередь, растирал зерно в муку. Так энергия ветра позволила сэкономить силы и время нескольких сотен рабочих.
- В Древнем Египте ветряные мельницы появились примерно в тот же период.
- В Древнем Китае с помощью ветра производилась откачка водных масс с рисовых полей.
- В XII веке технологии, базирующиеся на использовании воздушных потоков, стали распространяться по Европе.
Долгое время ветряная энергетика не могла похвалиться хорошими результатами. Она немного облегчала жизнь и работу человека, но не могла послужить на благо всего человечества.
И только в XX веке технический прогресс коснулся этой отрасли. Учёные начали разрабатывать оборудование, позволяющее преобразовывать энергию воздушных потоков в электроэнергию.
Востребованность
Сегодня энергия ветра используется человеком всё активнее.
По состоянию на 2015 год ветроэнергетика занимает в общем энергобалансе:
- Дании – 42%;
- Португалии – 27%;
- Испании – 20%;
- Германии – 8,6%.
Перечисленные страны являются лидерами по получению электроэнергии из ветра. К данному списку стремятся примкнуть Индия, США, Китай.
Ведущие государства мира строят планы по увеличению количества ветропарков. В Китае и некоторых странах ЕС принимаются законы об использовании возобновляемых источников энергии и повышении мощностей. Всё это способствует развитию ветроэнергетики.
Применение
Использование энергии ветра является одним из самых перспективных направлений в современной энергетике. Наглядное сравнение: потенциал ветра более чем в 100 раз превышает потенциал всех рек Земли.
Ветропарки бывают:
- Крупные.Обеспечивают электричеством города и промышленные предприятия.
- Небольшие.
- Вырабатывают электроэнергию для удалённых жилых районов, частных ферм.
Набирает популярность офшорное строительство: ветроустановки возводятся прямо на воде, в 10–12 км от береговой линии океана. Такие парки приносят больше прибыли, чем традиционные. Связано это с тем, что скорость ветра над океаном в несколько раз выше, чем на суше.
Достоинства
Ветровая энергетика обладает рядом значимых преимуществ, таких как:
- Общедоступность.
Ветер – возобновляемое «сырьё». Он будет существовать, пока есть солнце. - Безопасность для природы и человека.
Как и все альтернативные источники энергии, ветер экологически безопасен. Оборудование, преобразующее ветряную энергию, не создаёт выбросов в атмосферу, не является источником вредного излучения. Пути накопления, передачи и использования энергии ветра – экологичные. Производственная техника безопасна для человека, пока он использует её по прямому назначению, соблюдая при этом все правила безопасности. - Успешная конкурентоспособность.Ветряная энергия – хорошая альтернатива атомной. Эти отрасли борются за первенство в возобновляемой энергетике. Но АЭС несут серьёзную угрозу для человечества. В то же время ещё не зарегистрирован ни один случай неисправности ветряного энергокомплекса, сопровождающийся массовой смертностью рабочих и простых жителей.
- Обеспечение людей большим количеством рабочих мест.Статистика зафиксировала, что уже в 2015 году отрасль обслуживает 1 млн человек. Развитие ветроэнергетики всё ещё продолжается, поэтому данная сфера народного хозяйства ежегодно предоставляет людям тысячи рабочих мест по всему миру. Это повышает процент занятости населения и благотворно влияет на экономику отдельного региона, всей страны и целого мира.
- Лёгкость в работе и управлении.Оборудование требует лишь периодических ТО. Ремонт турбин или их замена – задача средней сложности. Хорошо обученные специалисты без труда обеспечивают работу ветрогенераторов, их исправность. Для этого нужны лишь базовые навыки.
- Перспективность.Ветроэнергетика находится только на середине своего пути. Потенциал данной отрасли не раскрыт на все 100%, а значит – всё ещё впереди. Современные научно-технические открытия позволят повысить эффективность ветровой энергетики, сделать ее более прибыльной.
- Экономическая выгода.Любое предприятие в начале своей работы требует больших вложений. И в отрасли ветроэнергетики расходы на оборудование стабильны, в то время как цены на электроэнергию увеличиваются. Следовательно, доходы производства постоянно растут.
Все эти характеристики способствуют развитию и глобализации ветроэнергетики.
Недостатки
Ветроэнергетика не имеет каких-либо серьёзных недостатков, но и в этом аспекте есть проблемы:
- Высокий стартовый капитал.Запустить такой бизнес очень сложно, ведь закупка и монтаж оборудования требуют больших инвестиций.
- Выбор территории.Не все регионы Земли подходят для строительства ветроэнергетических комплексов. Подбор местности осуществляется на основе высокоточных расчётов.
- При этом учитываются:
- количество ветреных дней;
- скорость воздушных потоков;
- частота их изменения;
- прочее.
- Отсутствие точных прогнозов.Невозможно точно предсказать, что характеристики ветра в данной местности останутся стабильными на 10/20/100 лет. Сложно рассчитать, какое количество энергии будут вырабатывать ветрогенераторы.
Люди не могут «приручить» ветер, поэтому говорить о стабильности в работе ветрокомплексов невозможно. Впрочем, это относится ко всем возобновляемым источникам энергии.
Ложные теории
Противники ветроэнергетики придумывают различные лжетеории:
- Шум, создаваемый ветрогенераторами, вредит экосистеме.Ветряные станции и правда издают шум, однако на расстоянии 30–40 метров он уже воспринимается как фон (естественный уровень шума), поэтому никакого ущерба экологии не наносит.
- Ветрогенераторы убивают птиц.Да, это действительно так. Однако от ветряных станций умирает столько же птиц, сколько от высоковольтных сетей и автомобилей.
- Вблизи ветряных комплексов портится сигнал ТВ. Оборудование никак не влияет на качество сигнала спутникового, цифрового и аналогового ТВ.
Основная задача таких выдумок – привлечение большего количества людей на сторону традиционной энергетики, которая является более прибыльной для современных предпринимателей.
Источник: ekoenergia.ru
Варианты преобразования ветровой энергии: • Электроэнергия — применяются ветрогенераторы, которые преобразуют энергию ветра в электрическую. • Кинетическая энергия — применяется для движения парусных судов и воздушных шаров. • Механическая энергия — используется в ветряных мельницах для помола муки и ветряных установках, которые перекачивают воду. Преимущества и недостатки ветроэнергетики: 1. Ветер является общедоступным ресурсом и возобновляемым. 2. Стоимость 1 кВт электроэнергии, полученной за счет энергии ветра невысока, но для строительства нужны значительные инвестиции. Стоимость оборудования и монтаж — это 80% капиталовложений.
также плюсом являются минимальные затраты на эксплуатационные расходы. 3. Ветряные электростанции экологичны и не производят вредных выбросов в атмосферу. Однако существуют некоторые нюансы — это шум во время работы и опасность движущихся лопастей для птиц. 4. Главной проблемой является зависимость выработки энергии от погодных условий. Человечество давно научилось использовать ветер в своих целях, а сейчас идет усиленное развитие ветроэнергетики и расширение ее возможностей. Ветроэнергетика в России Использовать азы простейшей ветроэнергетики в России начали давно, но разработали и установили первый ветрогенератор в 1920 году. Это была маломощная сельская установка, которая включала в себя ветряки мощностью от 3 до 45 лошадиных сил и освещала она около 150-200 домов. Развитие ветроэнергетики продолжилось, и к 2006 году вырабатываемая электроэнергия от ветряков была 15 МВт. На сегодняшний день ветроэнергетика в России составляет примерно 17 МВт, включает в себя 9 ветростанций. Уже сейчас есть много проектов, которые будут вырабатывать 1700 МВт. Зоны, где лучше всего строить станции — это степь южной России, включает в себя Дон, Среднюю и Нижнюю Волгу, побережья всех морей — Черного, Азовского, Северного Ледовитого, Каспийского, Охтинского и Балтийского. Также есть некоторые неплохие зоны, которые находятся в Карелии, Туве, Алтае и Байкал. Максимальный потенциал скорости ветра в этих районах в осенний и зимний период. Перспективы развития ветроэнергетики Перспективы ветроэнергетики в Российской Федерации обусловлены хорошим потенциалом, а учитывая законы, подталкивающие к увеличению количества ветростанций, то развитие будет проходить быстрыми темпами.
тенциал ветровой энергетики в России: • общий по всей стране около 2 000 – 3 000 ТВт-ч в год; • экономический — 200 — 300 млрд кВт-ч в год; • чтобы освоить существующий экономический потенциал потребуется построить ветряных электростанций общей мощностью 100-150 ГВт; • для строительства этих ветряных станций нужно выделить около 1% территории страны. К сожалению, сейчас в России ветроэнергетика не так развита, как в других страна, которые давно занимаются этим вопросом. Мы хоть и отстаем, но учитывая принятую цель — развить ветроэнергетику в России до 3,35 ГВт к 2024 г. — можно считать новым толчком в развитии. В ближайшее время это приведет к строительству территории России крупных ветростанций.
Источник: eco-energetics.com
Как устроена ветровая электростанция
Ветряная электростанция содержит генератор, в котором энергия, вырабатываемая вращением ротора превращается в электрическую энергию. Ротор вращается с помощью винта или турбины. Чем больше генератор, тем больше энергии ветра он будет преобразовывать в электричество. Размер генератора должен соответствовать размеру винта или турбины. Если он будет слишком большим, то это будет препятствовать запуску при слабом ветре.
Преимущества и плюсы ветровых электростанций
- Бесплатная возобновляемая энергия. Энергия ветра является возобновляемой и бесплатной. Ветряки не выделяют CO2 или других вредных веществ. Ветер является идеальным и бесконечным источником энергии. Строительство большего количества ветряных электростанций приводит к сокращению возникновения электростанций, которые выбрасывают в атмосферу вредные вещества.
- Разнообразие. Использование энергии ветра, способствует разнообразию источников энергии и позволяет минимизировать зависимость от обычных электростанций или других типов получения энергии.
- Будущее. У энергии ветра есть будущее! Создание новых ветряных электростанций приводит к технологическому развитию, техническим инновациям и созданию новых рабочих мест.
- Снижающиеся затраты. Затраты на получение энергии от ветра значительно снизились в последние годы. За последние двадцать лет стоимость снизилась на целых 80%, что делает этот вид энергии в настоящее время наиболее прибыльным из всех типов электростанций.
- Дополнительная прибыль. Владелец участка, на котором находятся ветряные электростанции, может рассчитывать на прибыль от предоставления этой земли в аренду, поскольку фактическая площадь, необходимая для электростанции невелика. Кроме того, землю, на которой располагается электростанция можно использовать в сельском хозяйстве (для выращивания разных культур) так как станции не имеют вредных выбросов.
- Благоразумие. Срок службы такой электростанции в среднем составляет 20-30 лет, и после ее демонтажа не остается никаких следов — ни в ландшафте, ни в атмосфере.
- Эффективность. Процесс эксплуатации ветровых станций довольно прост, время сборки очень короткое, а также затраты на эксплуатацию и обслуживание также довольно низкие. Электростанция производит в 85 раз больше энергии, чем потребляет. Также она имеет относительно небольшие потери при транспортировке энергии.
- Принятие. Настройка ветровой электростанции пользуется общественным признанием. Подавляющее большинство людей понимают и поддерживают преимущества использования этого вида энергии.
Недостатки ветровых электростанций
- Инвестиционные затраты. Ветряные электростанции влекут за собой большие инвестиционные затраты. Однако в настоящее время цены на строительство ветряных электростанций постоянно снижаются благодаря новым достижениям в области технологий.
- Непостоянство. Сила энергии ветра не постоянна, это вызывает колебания в выработке энергии. Ветер не всегда предсказуем, его даже может не быть несколько дней. Это означает, что ветряные турбины не производят одинаковое количество электроэнергии на протяжении всего времени. Иногда это приводит к полному отсутствию электричества.
- Опасность для птиц. Ветряные электростанции неблагоприятно воздействуют на окружающую среду, и на живые организмы. Они имеют мощные движущиеся элементы, которые могут убивать птиц и летучих мышей. Особенно это опасно в периоды миграции птиц. Однако это происходит редко, а также существует правило, которое гласит, что нельзя строить ветряные электростанции на миграционных маршрутах.
- Шум. Ветряные электростанции могут создавать шумы. Они являются источниками постоянных низкочастотных шумов. Эти низкочастотные шумы, создаваемые турбинами (около 40 дБ) и неслышимый инфразвук, могут вызывать у человека усталость.
- Помехи. Некоторые ветряные электростанции с большим диаметром лопастей и высокой скоростью вращения могут вызывать радиолокационные помехи, а также влиять на телевизионный сигнал.
- Влияние на здоровье. Ветряные электростанции имеют негативное влияние на здоровье людей, живущих рядом с ними. Вследствие их влияния у человек может возникнуть так называемый синдром ветряных турбин (проблемы со сном, концентрацией, головные боли и головокружение), поэтому рекомендуется размещать ветряные электростанции на расстоянии не менее 2,5 — 3 км от жилых зданий;
- Затраты на размещении. Одно из наиболее подходящих мест для размещения ветряных электростанций это недалеко от берега. Но земля у побережья, как известно, обычно очень дорогая.
- Нуждаются в поддержке. Ветряные электростанции производят электроэнергию около 30% времени и должны поддерживаться электростанциями, работающими например, на угле, которые в свою очередь продуцируют вредные выбросы.
- Снижение стоимости земли и недвижимости. Исследования показали, что стоимость недвижимости, расположенной в радиусе 1,6 км от ветряных станций, может существенно снижаться;
- Последствия. Расходы, связанные с мелиорацией земель и ликвидацией фундамента ветряков после окончания работы станции.
- Рабочие места. Возведение станций влияет на сокращение количества рабочих мест, для обслуживания дюжины ветряных мельниц требуется всего один человек;
Какой можно сделать вывод
Сторонники возобновляемой энергии выступают за строительство домашних ветряных электростанций, где только могут. Противники утверждают, что ветроэлектростанции оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Это вечный спор консерваторов с новаторами. Поэтому здесь уже каждый сам для себя решает, будет ли он инвестировать в свое будущее или продолжит пользоваться старыми и понятными методами, которые проверены временем.
Источник: plusiminusi.ru