|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTORIA TECHNOLOGII, TECHNOLOGII, OBIEKTÓW WOKÓŁ NAS
Elektrownia wiatrowa. Historia wynalazku i produkcji
Katalog / Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas Elektrownia wiatrowa – kilka instalacji wiatrowych zebranych w jednym lub kilku miejscach i połączonych w jedną sieć. Duże farmy wiatrowe mogą składać się ze 100 lub więcej generatorów wiatrowych. Czasami elektrownie wiatrowe nazywane są „farmami wiatrowymi” (od angielskiego. farma wiatrowa).
Zasoby energii wiatrowej są w rzeczywistości nieograniczone. Jest to energia odnawialna iw przeciwieństwie do elektrociepłowni energetyka wiatrowa nie wykorzystuje bogactwa podglebia, a wydobycie węgla, ropy i gazu wiąże się z ogromnymi kosztami pracy. Ponadto stacje cieplne zanieczyszczają środowisko, a tamy hydroelektryczne tworzą sztuczne morza na rzekach, zaburzając naturalną równowagę. Z kolei elektrownia wiatrowa o takiej samej mocy jak elektrownia wodna czy elektrownia jądrowa zajmuje w porównaniu z nimi znacznie większą powierzchnię. I uczciwie trzeba powiedzieć, że farmy wiatrowe nie są całkowicie nieszkodliwe: zakłócają lot ptaków i owadów, hałasują, odbijają fale radiowe obracającymi się ostrzami, zakłócając odbiór telewizji w pobliskich osadach. Zazwyczaj korpusem roboczym turbiny wiatrowej są łopaty śmigła, które nazywa się kołem wiatrowym. Jego teoria została opracowana na początku XX wieku przez słynnego rosyjskiego naukowca N.E. Żukowski. Do opisu zjawisk związanych z przejściem przepływu powietrza przez koło zastosował teorię siły nośnej skrzydła samolotu i wyznaczył wartość maksymalnego możliwego współczynnika wykorzystania energii wiatru przez idealne koło. Sprawność wyniosła 59,3 proc.
Wiatr to bardzo kapryśny żywioł, wieje z jednej strony, po chwili - z drugiej. Aby koło efektywnie wykorzystywało energię przepływu powietrza, musi być każdorazowo rozkładane pod wiatr. W tym celu stosuje się specjalne urządzenia - płytę ogonową (wiatrowskaz) lub małe koło wiatrowe (róża wiatrów). Wiatr rzadko wieje ze stałą prędkością. Zmieniła się jego prędkość – obrót koła i związanego z nim wałka zwolnił lub przyspieszył, przez co obrót koła przekazywany jest do generatora elektrycznego. Aby wał obracał się ze stałą częstotliwością, stosuje się różne urządzenia. Do generowania energii wiatrowej wykorzystywane są różne konstrukcje. Są to wielołopatowe „stokrotki” i śmigła podobne do śmigieł lotniczych z trzema, dwoma, a nawet jednym ostrzem. Struktury pionowe są dobre, ponieważ łapią wiatr z dowolnego kierunku; reszta musi kręcić się z wiatrem. Taki pionowy wirnik przypomina wyciętą wzdłuż i zamontowaną na osi beczkę. Są też oryginalne rozwiązania. Na przykład wózek z żaglem jeździ po szynach, a jego koła napędzają prądnicę. Najpopularniejszym typem elektrowni wiatrowych (WPP) jest turbina z wałem poziomym i liczbą łopat od 1 do 3. Turbina, multiplikator i prądnica są umieszczone w gondoli zamontowanej na szczycie masztu. W najnowszych modelach turbin wiatrowych stosowane są asynchroniczne generatory o zmiennej prędkości, a zadanie kondycjonowania wytworzonej energii elektrycznej wykonuje elektronika. Farmy wiatrowe są z reguły korzystne w regionach, w których średnia roczna prędkość wiatru wynosi 6 metrów na sekundę lub więcej i które są ubogie w inne źródła energii, a także tam, gdzie dostarczanie paliwa jest bardzo drogie. W Rosji jest to przede wszystkim Sachalin, Kamczatka, Arktyka, Daleka Północ itp. Przy średniej rocznej prędkości wiatru około 7 metrów na sekundę i średniej liczbie godzin pracy przy pełnej mocy 2500 godzin rocznie, taka instalacja wytwarza energię elektryczną kosztem 7-8 centów/kWh. Obecnie najczęściej spotykane są turbiny wiatrowe o mocy jednostkowej 100-500 kW, chociaż zbudowano i działają jednostki o mocy kilku megawatów. Małe turbiny wiatrowe (poniżej 100 kW) są zwykle projektowane do pracy autonomicznej. Systemy, do których dostarczają energię, są wybredne, wymagają zasilaczy wyższej jakości i nie pozwalają na przerwy w zasilaniu, na przykład w okresach spokoju. Potrzebują więc „dubletu”, czyli zapasowych źródeł energii, np. silników diesla o tej samej lub mniejszej mocy niż turbiny wiatrowe. Jeśli chodzi o turbiny wiatrowe o większej mocy (powyżej 100 kW), są one wykorzystywane jako elektrownie i zwykle wchodzą w skład systemów elektroenergetycznych. Zwykle w jednym miejscu instalowana jest odpowiednio duża liczba turbin wiatrowych, tworzących tzw. farmę wiatrową. Po jednej stronie „farmy” może wiać wiatr, po drugiej o tej porze jest cicho. Wiatraki nie powinny być ustawione zbyt blisko, aby się nie blokowały. Dlatego „farma” zajmuje dużo miejsca. Takie „farmy” są w USA, we Francji, w Anglii, a w Danii „farma wiatrowa” została umieszczona na płytkich wodach przybrzeżnych Morza Północnego – tam nikomu nie przeszkadza, a wiatr jest bardziej stabilny niż na ziemi. W Kalifornii (USA) jedna z nich posiada około tysiąca turbin wiatrowych, dzięki czemu łączna moc zainstalowana farmy przekracza 100 MW. Zwykle, aby zmniejszyć zależność od kaprysów wiatru, w system włączane są koła zamachowe, częściowo niwelujące podmuchy wiatru oraz różnego rodzaju akumulatory, głównie elektryczne. Ale jednocześnie używają również powietrza. W takim przypadku wiatrak pompuje powietrze do cylindrów. Wychodząc stamtąd, jego płynny strumień obraca turbinę z generatorem elektrycznym. Inną opcją są akumulatory hydrauliczne. Tutaj siła wiatru podnosi wodę na określoną wysokość, a następnie opadając w dół obraca turbinę. Włożyli nawet baterie do elektrolizy. Wiatrak wytwarza prąd elektryczny, który rozkłada wodę na wodór i tlen. Są przechowywane w butelkach. Następnie, w razie potrzeby, wodór i tlen są spalane w ogniwie paliwowym lub w turbinie gazowej, ponownie otrzymując prąd, ale bez gwałtownych wahań napięcia związanych z kaprysami wiatru. W Hiszpanii przez dość długi czas działała niesamowita turbina wiatrowa, tworząca wiatr dla siebie! Ogromny krąg ziemi u podstawy zbudowanej wysokiej rury pokryty był plastikową folią na wspornikach ramy. Gorące hiszpańskie słońce ogrzewało zarówno ziemię, jak i powietrze pod filmem. W rezultacie w rurze pojawił się równomierny ciąg, a wirnik wbudowany w rurę obracał generator. Przeciąg nie ustał nawet w pochmurne dni iw nocy: ziemia długo utrzymuje ciepło. Jednak eksploatacja takiej instalacji okazała się dość kosztowna. Stopniowo metalowa rura zardzewiała, a folia się zapadła. Po kolejnym huraganie system nie został naprawiony. Turbiny wiatrowe były i są używane również w Rosji. Na początku lat 1990. powstała turbina wiatrowa małej mocy „Konvet-1E” w dwóch modyfikacjach – z generatorem asynchronicznym (2 kW, 230 V) i prądnicą indukcyjną prądu stałego (12 lub 24 V). Koło wiatrowe z dwoma łopatami obraca generator. Dzięki zastosowaniu falownika lub prostownika możliwe jest zasilanie w energię telewizora, lodówki, radia oraz ładowanie akumulatora. Na obszarach o średniej rocznej prędkości wiatru 5-6 metrów na sekundę koszt 1 kWh takiej turbiny wiatrowej jest 1,4-1,7 razy niższy niż koszt jednostki benzynowej o równoważnej mocy. Masa instalacji to 460 kilogramów. Jak wiadomo, problemem wielu wiatraków są potężne prądy powietrzne, pod wpływem których często pękają. W "Konvet-1E" zastosowano różne automatyczne urządzenia zapobiegające nadmiernemu obracaniu się koła przy silnym wietrze. Projektantom udało się osiągnąć sprawność aerodynamiczną na poziomie 46-48%. Osiąga się to dzięki zastosowaniu wysokiej jakości niemetalowych ostrzy o doskonalszym profilu skręconym na całej długości. Szybkobieżne turbiny wiatrowe firm zagranicznych działają głównie od prędkości wiatru 5-6 metrów na sekundę. Specjalna konstrukcja ostrzy i specjalne urządzenia pozwalają „Konvetu-1E” rozpocząć wydajną pracę nawet przy sile wiatru 4 metrów na sekundę. Całkowita moc turbin wiatrowych na świecie gwałtownie rośnie. Pod względem wykorzystania turbin wiatrowych Stany Zjednoczone przodują na świecie, w Europie – Niemcy, Anglia, Dania i Holandia. Niemcy otrzymują jedną dziesiątą energii elektrycznej z wiatru, a wiatr dostarcza 2500 MW energii elektrycznej do całej Europy Zachodniej. W miarę jak farmy wiatrowe się zwracają, a ich projekty poprawiają się, cena „powietrznej” energii elektrycznej spada. I tak w 1993 roku we Francji koszt 1 kWh energii elektrycznej wyprodukowanej na farmie wiatrowej wynosił 40 centymów, a do 2000 roku zmalał 1,5 raza. Autor: Musskiy S.A.
▪ Vinyl
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Zasilacz 2kW Great Wall GW-EPS2000DA ▪ Kropki kwantowe zmniejszyły rozmiar urządzeń terahercowych ▪ Uruchomienie samolotu hybrydowego
▪ sekcja strony Historia technologii, technologii, obiektów wokół nas. Wybór artykułów ▪ artykuł Człowiek na swoim miejscu. Popularne wyrażenie ▪ Jaka jest istota średniowiecznej Japonii? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Irga zwyczajna. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Świeca znika i jest w kieszeni. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony