kategória: Zaujímavé fakty, Kontroverzné otázky
Počet zobrazení: 183 352
Komentáre k článku: 15
Domáce veterné farmy: dobré alebo rozmar?
S využitím veternej energie bolo ľudstvo známe od nepamäti. Akonáhle neznámy vynálezca upravil plachtu na nenápadnú plávajúcu loď a pomocou nej o storočie neskôr bola celá Zem vyšetrovaná zvídavými navigátormi. Veterné mlyny, dokonca aj v našej dobe v mnohých krajinách, pravidelne slúžia človeku.
Dnes však využitie vetra znamená predovšetkým výrobu elektrickej energie. Skúsme zistiť, aké jednoduché, lacné a pohodlné to je. Pre tých, ktorí chcú okamžite počuť výsledok, záver: veterná energia nebude nikdy lacnejšia ako energia získaná z iných zdrojov: tepelných, jadrových alebo vodných elektrární.
Preto má zmysel zapojiť sa do veterných elektrární pre domácnosť iba pre tých, ktorí majú svrbivé ruky, aby prispôsobili hotový generátor, ktorý dostali „príležitostne“, alebo pre nadšencov čistej energie, ktorí fanaticky chcú zachrániť planétu pred environmentálnou katastrofou. Iné dôvody na využívanie veternej energie pri napájaní z externých elektrických sietí si jednoducho nedokážu predstaviť.
Najprv niekoľko informácií o možnostiach využitia veternej energie. Keď vietor pôsobí na lopatky turbíny, účinnosť extrakcie energie (účinnosť) nesmie prekročiť 59%. Túto hodnotu získalo vo svojich prácach množstvo vedcov (Lanchester, Betz, Zhukovsky) už v roku 1920. Od tej doby sa nazýva „limit Betz“.
Má zmysel uvažovať o účinnosti veterný generátorak je poháňaný bezdôvodným zdrojom neobmedzenej energie? Samozrejme, že existuje! Po znalosti efektívnosti konverzie môžete odhadnúť požadovaný výkon elektrárne a potom, koľko bude Vaša peňaženka po kúpe schudnúť.
Maximálny výkon, ktorý môže byť odvedený z vetra, sa rovná oblasti, na ktorú pôsobí (plocha dosahu vrtule), vynásobený rýchlosťou vetra v kocke a vyššie uvedenou účinnosťou, rovná sa 0,6. Po vyjadrení všetkých hodnôt v systéme SI dostaneme, že 1 m 2 turbíny pri rýchlosti vetra 2 m / s spotrebuje až 4,8 wattu. Pri rýchlosti vetra 8 m / s (nominálna rýchlosť väčšiny veterných generátorov) sa výber na jednotku plochy zvýši na 307 wattov.
Teraz je potrebné zvážiť informácie: skutočná efektívnosť domácich inštalácií by sa nemala brať viac ako 0,3. Pracovný čas veterné farmy pri optimálnej rýchlosti vetra sa pohybuje v rozmedzí od 10 do 15% ročne v klimatických podmienkach krajín SNŠ.
Preto sa musí výkon veternej elektrárne získaný zo vzorca zvýšiť 4-5 krát. V praxi sa odporúča inštalovať veternú elektráreň so zameraním nie tak na technické ukazovatele ako na finančné možnosti, na zásade: „Čím viac, tým lepšie.“ Ak chcete snívať o výkonnej a zároveň kompaktnej inštalácii, musíte sa okamžite rozlúčiť. Jeden je v zásade v rozpore.
Konštrukcia veternej elektrárne sa vo všeobecnosti skladá z generátora, usmerňovača, batérie a meniča na premenu napätia na obvyklú hodnotu 220V. Riadenie a riadenie všetkých jednotiek a prvkov elektrárne sa vykonáva pomocou mikroprocesorového ovládača alebo jednoduchších logických obvodov.
študovať technické vlastnosti veterných fariemmali by sa uprednostniť tie, pri ktorých je rýchlosť začiatku pohybu rotora, počiatočná rýchlosť nabíjania batérií a rýchlosť, pri ktorej vstupujú do prevádzkového režimu, minimálne. Čím širší je rozsah prevádzkových rýchlostí vetra, tým väčšia je pravdepodobnosť získania energie. V takom prípade zohrávajú náklady druhoradú úlohu: prečo zlacniť jednotku, ak bude vo vašom regióne fungovať niekoľko dní v roku?
Teraz je čas opýtať sa na cenu produktov spoločností ponúkajúcich hotové sady zariadení.Tu nebudeme hovoriť o domácich veterných farmách. Dokonca aj tie najlepšie príklady priemyselnej výroby majú účinnosť nie viac ako 30%, a domáce konštrukcie z pomocných materiálov môžu produkovať iba hluk.
Celý rad návrhov veterných generátorov je možné zredukovať na dve veľké skupiny: s horizontálnym usporiadaním rotora generátora a generátorov s rotorom vertikálneho typu.
Generátory horizontálnych lopatiek majú vyššiu účinnosť, nižšiu spotrebu materiálu. Vyžadujú však použitie stožiarov s väčšou výškou, majú zložitú mechanickú časť a nevyžadujú údržbu. Stanice vertikálneho typu sú menej ekonomické, majú vyššiu spotrebu materiálu, ale pracujú vo väčšom rozsahu rýchlostí vetra a sú kompaktnejšie.
Zoberme si jednu vzorku najzaujímavejších predstaviteľov veterných elektrární každej skupiny. Najväčší záujem z elektrární s horizontálnym rotorom je generátor kontúr bez prevodovky „Windtronics“.
V ňom je aerodynamický odpor znížený vďaka špeciálnej konštrukcii turbíny, v ktorej sú na koncoch lopatiek pripevnené silné permanentné magnety a pozdĺž ráfika je namontovaných 68 cievok statora. S týmto riešením je rotor tiež generátorom elektrickej energie. Špeciálne klapky na lopatkách umožňujú, aby sa turbína začala pohybovať rýchlosťou vetra 0,2 m / s. Dnes je táto hodnota záznamom pre generátorov.
Pri rýchlosti 0,9 m / s. turbína začne vyrábať elektrinu. Iné typy generátorov pri týchto rýchlostiach vetra sa nemôžu ani vzdať. Hmotnosť produktu je asi 110 kg, priemer je 1,8 metra, hladina hluku nie je vyššia ako 35 dB.
Vďaka svojej pevnej konštrukcii dokáže turbína vydržať rýchlosť vetra až 62,6 sekundy. Ročný výkon je od 1500 do 2750 kW / h elektrickej energie. Americká spoločnosť Honeywell Wind Turbine, dodávaná spolu s turbínou, dodáva všetku potrebnú elektroniku určenú na pripojenie 2 generátorov alebo solárneho pomocného panelu. Vážnou a jedinou nevýhodou veternej elektrárne je jej cena - 5 750 dolárov s nominálnym výkonom generátora iba 1,5 kW.
Môže sa zvážiť sľubný zástupca elektrární s generátorom vertikálneho typu Mestské zelené energetické turbíny Eddy, Generátory sú veľmi kompaktné, takmer tiché a dajú sa namontovať aj v mestskom prostredí. S hmotnosťou generátora 95 kg zaberá plochu o niečo viac ako 2,5 m2.
Turbína sa dá namontovať za hodinu a slúži až 20 rokov. Generátor vydrží zaťaženie vetrom až 193 km / ha generuje, v závislosti od modifikácie, 2000 až 4000 kW / h energie ročne. Hlavnou nevýhodou je vysoká počiatočná rýchlosť vetra pre turbínu - 3,2 m / s. Informácie o nákladoch na generátor ešte nie sú k dispozícii.
Pôvodný tvar turbíny, pripomínajúci okvetné lístky ruží, podnietil architektov k vytvoreniu elektrárne v tvare stromu s 3 až 12 turbínami namontovanými na jej vetvách. „Power Flowers“ - „kvetinový strom“ a prilákala širokú pozornosť verejnosti vytvorením dobrej reklamy pre generátorov Eddy a UGE.
Dá sa hovoriť o rôznych dizajnoch a modeloch elektrární po veľmi dlhú dobu, ale jedna vec ich spája: veľmi vysoká cena. Z analýzy návrhov firiem je možné odvodiť určité jednotkové náklady na výkon zariadenia 1 kW. Je to približne 2 000 dolárov bez inštalačných prác. Pridaním ďalších 500 dolárov na inštaláciu a uvedenie do prevádzky dostaneme priemerné náklady na zariadenie, ktoré bude ročne vyrábať 2000 až 3 000 kW / h elektrickej energie.
Podľa odborníkov je elektrina získaná z ekologických zdrojov 3-4 krát drahšia ako obvykle.Pri použití veterných elektrární s nízkym príkonom môžu byť náklady na energiu rádovo (10-krát) vyššie ako náklady získané z tradičných zdrojov. Súvisí to s veľkými jednorazovými nákladmi na zariadenie a inštaláciou, uvedením do prevádzky a údržbou veterných elektrární.
Aby túto skutočnosť skryli, často používajú tvrdenie, že s rastom cien energie sa zdroje šetrné k životnému prostrediu stanú výnosnými. Zároveň sa nezohľadňuje skutočnosť, že s rastom cien energie sa zvýšia aj náklady na zariadenia, ktoré majú významnú spotrebu materiálu. A vyhliadky na redukciu takejto „vidlice“ sa neočakávajú ani v ďalekej budúcnosti.
Ak máte neodolateľnú túžbu založiť veternú farmu, musíte sa najskôr oboznámiť s archívom správ o počasí za posledných niekoľko rokov vo vašej oblasti. Tieto informácie sú teraz k dispozícii online a okamžite objasnia skutočné možnosti využívania veternej energie.
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: