Energia wiatrowa. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Energia wiatrowa. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu

Turbiny wiatrowe (WPP) osiągnęły już poziom dojrzałości komercyjnej iw miejscach o korzystnych prędkościach wiatru mogą konkurować z tradycyjnymi źródłami energii elektrycznej. Spośród różnych urządzeń przetwarzających energię wiatru na pracę mechaniczną, w zdecydowanej większości stosuje się maszyny łopatowe z poziomym wałem ustawionym zgodnie z kierunkiem wiatru. Urządzenia z wałem pionowym są znacznie rzadziej stosowane.

Energia kinetyczna przenoszona przez przepływ wiatru w jednostce czasu przez powierzchnię 1 m2 (moc właściwa przepływu) jest proporcjonalna do sześcianu prędkości wiatru. Dlatego instalacja turbin wiatrowych jest celowa tylko w miejscach, w których średnie roczne prędkości wiatru są wystarczająco wysokie.

Koło wiatrowe umieszczone w swobodnym strumieniu powietrza może co najwyżej teoretycznie zamienić na moc na swoim wale 16/27=0,59 (kryterium Betza) moc strumienia powietrza przechodzącego przez pole przekroju poprzecznego omiatanego przez wiatrak. Współczynnik ten można nazwać teoretyczną sprawnością idealnego koła wiatrowego. W rzeczywistości wydajność jest niższa i dla najlepszych wiatraków sięga około 0,45. Oznacza to na przykład, że koło wiatrowe o długości łopaty 10 m przy prędkości wiatru 10 m/s może mieć w najlepszym wypadku moc na wale 85 kW.

Najbardziej rozpowszechnionymi obecnie instalacjami przyłączanymi do sieci są elektrownie wiatrowe (turbiny wiatrowe) o mocy jednostkowej od 100 do 500 kW. Koszt jednostkowy turbin wiatrowych o mocy 500 kW wynosi obecnie około 1200 USD/kW i wykazuje tendencję spadkową.

Wraz z tym powstają turbiny wiatrowe o znacznie większej mocy jednostkowej. W 1978 roku w USA powstała pierwsza eksperymentalna turbina wiatrowa klasy megawatów o szacowanej mocy 2 MW. Następnie w latach 1979-1982. w USA zbudowano i przetestowano 5 turbin wiatrowych o mocy jednostkowej 2,5 MW. Do tego czasu największa turbina wiatrowa (Grovian) o mocy 3 MW została zbudowana w Niemczech w 1984 roku, ale niestety działała tylko przez kilkaset godzin. Zbudowane nieco później w Szwecji turbiny wiatrowe WTS-3 i WTS-4 o mocy odpowiednio 5 i 4 MW zostały zainstalowane w Szwecji i USA i pracowały przez pierwsze 20, a drugie przez 10 tys. godzin.

W Kanadzie trwają prace nad stworzeniem dużych turbin wiatrowych z pionowym wałem (wirnik Darrieusa). Jedna taka instalacja o mocy 4 MW testowana jest od 1987 roku. Łącznie w latach 1987-1993. na świecie zbudowano około 25 turbin wiatrowych klasy megawatów.

Obliczoną prędkość wiatru dla dużych elektrowni wiatrowych przyjmuje się zwykle na poziomie 11-15 m/s. Ogólnie rzecz biorąc, z reguły im większa moc jednostki, tym większa prędkość wiatru jest obliczana. Jednak ze względu na zmienność prędkości wiatru, przez większość czasu turbina wiatrowa wytwarza mniej energii. Uważa się, że jeśli średnia roczna prędkość wiatru w danym miejscu wynosi co najmniej 5-7 m/s, a równoważna liczba godzin w ciągu roku, przy których generowana jest moc znamionowa, wynosi co najmniej 2000, to takie miejsce jest korzystne do zainstalowania dużej turbiny wiatrowej, a nawet farmy wiatrowej.

Autonomiczne instalacje klasy kilowatów, przeznaczone do zasilania stosunkowo małych odbiorców, mogą być również stosowane na obszarach o niższych średnich rocznych prędkościach wiatru.

Obecnie w niektórych krajach uprzemysłowionych moc zainstalowana turbin wiatrowych osiąga znaczne wartości. I tak w USA zainstalowano ponad 1,5 mln kW turbin wiatrowych, w Danii turbiny wiatrowe wytwarzają ok. 3% zużywanej przez kraj energii; moc zainstalowana turbin wiatrowych jest duża w Szwecji, Holandii, Wielkiej Brytanii i Niemczech.

Wraz z doskonaleniem wyposażenia turbin wiatrowych i wzrostem wolumenu ich produkcji zmniejsza się koszt turbin wiatrowych, a co za tym idzie koszt wytwarzanej przez nie energii. Jeśli w 1981 roku koszt energii elektrycznej wytwarzanej przez turbiny wiatrowe wynosił około 30 centów amerykańskich za kWh, to dziś jest to 6-8 centów. Z czterema dużymi farmami wiatrowymi działającymi w Stanach Zjednoczonych tylko w 1995 r., o łącznej mocy około 200 MW, jasne jest, że planowana przez Departament Energii USA redukcja kosztów energii wiatrowej do 2,5 centa/(kWh) jest całkiem realna.

W krajach rozwijających się zainteresowanie turbinami wiatrowymi wiąże się głównie z autonomicznymi instalacjami małej mocy, które mogą być wykorzystywane w wioskach oddalonych od scentralizowanych systemów zasilania. Takie jednostki są już dziś konkurencyjne w stosunku do silników Diesla napędzanych importowanym paliwem. Jednak w niektórych przypadkach zmienność prędkości wiatru zmusza albo do zainstalowania akumulatora równolegle z turbiną wiatrową, albo do zarezerwowania go wraz z instalacją na paliwo kopalne. Oczywiście zwiększa to koszt instalacji i jej eksploatacji, więc rozmieszczenie takich instalacji jest wciąż niewielkie.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Poprawa wydajności OLED 15.02.2024

Naukowcy z Uniwersytetu w Durham zaprezentowali innowacyjną metodę poprawy wydajności niebieskich organicznych diod elektroluminescencyjnych (OLED). Ten przełom zapewnia nie tylko jaśniejsze wyświetlacze, ale także zwiększoną stabilność i efektywność energetyczną urządzeń elektronicznych. Wyświetlacze OLED znalazły szerokie zastosowanie w nowoczesnych technologiach, poprawiając jakość obrazu na smartfonach, telewizorach i innych urządzeniach. Jednak osiągnięcie stabilnej i wydajnej emisji niebieskiego światła w technologii OLED od dawna pozostaje wyzwaniem.

Teraz eksperci znaleźli rozwiązanie, które może otworzyć nowe horyzonty w tworzeniu energooszczędnych wyświetlaczy nowej generacji. Kluczową rolę odegrała w tym nowa strategia projektowania wykorzystująca hiperfluorescencyjne diody OLED (HF), opracowana przez zespół kierowany przez Kleitosa Stavre i profesora Andrew Monkmana.

Nowe badania mogą potencjalnie zmienić krajobraz branży elektronicznej, zapewniając jaśniejsze i bardziej energooszczędne wyświetlacze dla szerokiej gamy urządzeń – od smartfonów po telewizory i urządzenia do noszenia. Komercjalizacja HF OLED może być kolejnym krokiem w ewolucji elektroniki, zapewniającym konsumentom wyższą jakość obrazu i niższe koszty energii.

Hiperfluorescencyjne diody OLED wykorzystują unikalny mechanizm przenoszenia energii z cząsteczki sensybilizatora do pojedynczej cząsteczki emitera, znacznie poprawiając wydajność i stabilność. Okazuje się, że pewne cząsteczki sensybilizatora, wcześniej nie brane pod uwagę ze względu na ich słabe właściwości emisyjne, mogą znacznie poprawić wydajność OLED, gdy zostaną zastosowane w hiperfluorescencyjnych OLED. Jedną z takich cząsteczek jest ACRSA, która może potroić wydajność diod OLED ze względu na sztywną strukturę molekularną i długotrwałe stany wzbudzone.

„Zidentyfikowaliśmy martwe punkty, w których materiały nieuważane tradycyjnie mogą być bardzo skuteczne jako sensybilizatory w hiperfluorescencyjnych diodach OLED” – wyjaśnił główny autor badania Kleitos Stavrou. Ponadto zespół wykazał, że zastosowanie zielonkawego sensybilizatora, takiego jak ACRSA, pozwala uzyskać emisję ciemnoniebieskiego światła poprzez przeniesienie energii do niebieskiego emitera końcowego. Takie podejście poprawia stabilność i trwałość niebieskich wyświetlaczy OLED oraz zmniejsza energię ekscytonów, co skutkuje bardziej energooszczędnymi wyświetlaczami.

„Nasze wyniki otwierają nowe możliwości dla hiperfluorescencyjnych diod OLED, które mogłyby znacznie poszerzyć wybór materiałów do wyświetlaczy nowej generacji, zużywając nawet o 30% mniej energii” – powiedział profesor Andrew Monkman.

Potencjalne zastosowania tego odkrycia są bardzo szerokie – od smartfonów i telewizorów po urządzenia do noszenia i nie tylko. Dzięki dalszemu rozwojowi i współpracy z partnerami przemysłowymi badacze zamierzają skomercjalizować technologię HF OLED. Nowe badania stanowią ważny krok w rozwoju jaśniejszych, bardziej stabilnych i energooszczędnych niebieskich wyświetlaczy OLED.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Ulepszenia pojazdów elektrycznych Tesli

▪ Telefon z powtórzeniem

▪ Mleko matki i kariera

▪ SRAM Chips Renesas RMLV0816B i RMLV0808B o wysokiej twardości radiacyjnej

▪ Mikrocząsteczki w aerozolach zwiększają deszcz i wiatr

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Alternatywne źródła energii. Wybór artykułów

▪ artykuł Nie ma powrotu do marzeń i lat. Popularne wyrażenie

▪ Artykuł Jaka jest różnica między osobą prawną a osobą fizyczną? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Voronet w kształcie kolca czarny. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Prosty wykrywacz metali na chipie K176LE5. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Organizacja i eksploatacja instalacji elektrycznych. Zarządzanie elektryczne. Zautomatyzowane systemy zarządzania energią. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn