Zapora wiatrowa. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

 Komentarze do artykułu

Urządzenie i zasada działania. Zapora wiatrowa (patrz rysunek) to system promieniowo rozmieszczonych kanałów wiatrowych 1, zwężonych w kierunku elektrowni, utworzonych przez promieniowo lub stycznie rozmieszczone przegrody 2 względem koła wiatrowego 3, które reprezentują plantacje leśne.

Wykorzystanie plantacji leśnych jako przegród może znacznie obniżyć koszty budowy zapory wiatrowej, a w efekcie obniżyć koszt wyprodukowanej energii elektrycznej.

Urządzenie działa w następujący sposób. Strumień wiatru przechodzi przez kanały wiatrowe utworzone przez plantacje leśne i koncentruje się na łopatach koła wiatrowego. Jednocześnie, zgodnie ze znaną zasadą Bernoulliego, przepływ wiatru przyspiesza, w wyniku czego elektrownia wytwarza więcej mocy. Tak jak tama wodna gromadzi energię przepływu wody na łopatach turbiny, tak tama wiatrowa gromadzi energię przepływu powietrza na łopatach koła wiatrowego.

Kanały wiatrowe mogą mieć różną długość. Ponieważ maksymalna sprawność elektrowni jest możliwa w pewnym zakresie prędkości wiatru, pożądane jest zawężenie tego zakresu. Jest to możliwe na etapie koncentracji wiatru. Średnia roczna prędkość wiatru zmienia się w różnych kierunkach. Jeżeli długość kanałów wiatrowych ustawimy odwrotnie proporcjonalnie do średniej prędkości wiatru w danym kierunku, przepływ wiatru będzie bardziej równomierny. W ten sposób osiągana jest wyższa sprawność turbiny wiatrowej. Na obszarach o wyraźnym kierunku wiatrów (bryzy, wiatry z dolin górskich, monsuny) zapora wiatrowa może składać się z 1-2 kanałów wiatrowych.

Zalety techniczne i ekonomiczne

1. Proponowana tama wiatrowa jest przeznaczona do wytwarzania energii na skalę przemysłową. Energetyka przemysłowa stwarza szereg wyzwań. Jest oczywiste, że maksymalna moc odbierana na osi koła wiatrowego jest proporcjonalna do pola przekroju strumienia powietrza przechwytywanego przez koło wiatrowe podczas obrotu, tj. kwadrat promienia koła wiatrowego. W ten sposób możliwa jest przemysłowa produkcja energii elektrycznej dla elektrowni wiatrowej z kołem wiatrowym o dużej średnicy. Istnieją jednak czysto fizyczne ograniczenia dotyczące wielkości koła wiatrowego. Ponadto elektrownia wiatrowa z dużym kołem wiatrowym i wysoką wieżą jest konstrukcją kosztowną w budowie i eksploatacji. Im większy rozmiar koła wiatrowego, tym wyższa jest dolna granica roboczego zakresu prędkości wiatru, tj. przy słabym wietrze koło wiatrowe nie obraca się. Zatem przestoje turbin wiatrowych spowodowane słabym wiatrem są znacznie dłuższe w przypadku dużych turbin wiatrowych. Wymiana dużego koła wiatrowego na średniej wielkości kompleks koło wiatrowe + zapora wiatrowa praktycznie eliminuje te problemy, tym samym znacznie zwiększając efektywność farmy wiatrowej.

2. Zapora wiatrowa nie jest wykonywana w formie sztucznych konstrukcji, ale w formie plantacji drzew. Rozwiązanie to pozwala obniżyć koszty budowy i eksploatacji zapory wiatrowej o rząd wielkości. Teren zajmowany przez zaporę wiatrową pozostaje otwarty do użytku rolniczego. Jeśli użyjesz topoli jako plantacji drzew (której wzrost dla niektórych odmian wynosi 2-3 m rocznie), możesz liczyć na korzystny efekt w ciągu 5-6 lat, co jest dość porównywalne w czasie z budową sztucznych konstrukcji podobnych rozmiary. Przy odpowiedniej pielęgnacji nasadzeń (podlewanie, nawożenie, stymulatory wzrostu) korzystny efekt można uzyskać znacznie wcześniej.

3. Proponowana tama wiatrowa pozwala na zwiększenie mocy farmy wiatrowej. Z naszych wstępnych obliczeń wynika, że ​​zapora wiatrowa o promieniu 150 m zwiększa moc 5-7 razy. Jeśli zastosujemy go w połączeniu z kołem wiatrowym o promieniu 20 m, równym wysokości nasadzeń (koło wiatrowe tej wielkości ma zwykle moc 50 kW i kosztuje około 50000 300 dolarów), wówczas moc wiatru moc koła wzrośnie i wyniesie około 300000 kW, co odpowiada kołowi wiatrowemu kosztującemu 6 XNUMX dolarów. Z prostego szacunku wynika już, że koszt energii elektrycznej będzie około XNUMX razy niższy niż zwykle, a energetyka wiatrowa stanie się bardziej konkurencyjna.

4. Trwałość zapory wiatrowej to kilkadziesiąt lat, a nie 20 lat jak w przypadku koła wiatrowego.

Unikalne właściwości ekologiczne

Wpływ na środowisko elektrowni wiatrowej o mocy 300 kW w okresie 1 roku eksploatacji

Wytworzony:

• tlen - 8,7 tony;
• fitoncydy niszczące patogeny;
• bakterie i drobnoustroje - 0,09 t.

Opóźniony:

• pył - do 1,7 tony;
• związki siarki - 0,12 tony;
• chlorki - 0,03 t;
• fluorki - 0,006 tony;

Wchłonięty dwutlenek węgla - 11,22 tony.

Nie ma problemów z wywozem śmieci. Zmniejsza się ilość materiałów potrzebnych do budowy elektrowni wiatrowej.

Wynik:

Tworzenie oaz typu opisanego powyżej w strefie stepowej, co korzystnie wpływa na ekologię środowiska, warunkuje utworzenie komfortowych siedlisk dla małych zwierząt i ptaków oraz jest pozytywnym czynnikiem w rozwiązaniu problemu ochrony i ochrony środowiska przywracanie flory i fauny. Czyste powietrze i piękny krajobraz korzystnie wpływają na układ nerwowy człowieka i są swego rodzaju refleksologią

Wpływ na środowisko elektrowni cieplnych wytwarzających tę samą moc w ciągu 1 roku eksploatacji

Spalony węgiel - 1314 ton

Spalony tlen - 2724 tony

Wchodzi w atmosferę:

• sadza - 13 ton;
• popiół - 87 ton;
• związki siarki - 77 tony;
• tlenki azotu - 25 ton;
• dwutlenek węgla - 3733 tony.

Powstałe odpady stałe (popiół i sadza) - 175 ton.

Wynik:

1. Rosnąca zachorowalność i umieralność ludności.

2. Uszkodzenie flory i fauny.

3. „Kwaśne deszcze”, straty w rolnictwie i leśnictwie, zanieczyszczenie zbiorników wodnych, zniszczenia budynków, mostów i innych konstrukcji podatnych na korozję w wyniku osadzania się cząstek sadzy i gazów.

4. Zmiany klimatyczne w wyniku efektu cieplarnianego.

5. Zmniejszenie zawartości tlenu w atmosferze

Tama wiatrowa i rolnictwo

1. Większa część obszaru zajmowanego przez zaporę wiatrową pozostaje użytkowana rolniczo.

2. Zapora wiatrowa korzystnie wpływa na żyzność gleby:

• służy jako potężny regulator bilansu wodnego, opóźniający opady;
• tworzy korzystny mikroklimat, nawilżając i odświeżając powietrze w przybliżeniu dwukrotnie bardziej niż basen wodny o tej samej powierzchni;
• jest biotopem dla ptaków, które odgrywają dużą rolę w niszczeniu szkodników owadzich;
• chroni gleby przed erozją wietrzną, zwiększając prędkość wiatru na niewielkim obszarze i zmniejszając ją w odległości do 1300 m za zaporą.

Tama wiatrowa może pełnić funkcję osłony przed wiatrem i być używana zamiast niej.

Autorzy: N.G. Makarenko, A.N. Makarenko

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 Miniaturowe precyzyjne przetworniki ADC MAX11259 i MAX11261 05.11.2018 MAX11259, MAX11261 - nowe precyzyjne 24-bitowe przetworniki ADC Sigma-Delta o współczynniku konwersji do 16000 XNUMX konwersji na sekundę od wiodącego producenta komponentów analogowych - Maxim Integrated. Cechą tych przetworników jest to, że posiadając doskonałe parametry metrologiczne oraz zestaw bloków peryferyjnych do budowy dokładnych przyrządów pomiarowych, są to najmniejsze precyzyjne przetworniki ADC na świecie! MAX11259 jest dostępny w bardzo małym opakowaniu 3x3mm, podczas gdy MAX11261 jest dostępny w jeszcze mniejszym opakowaniu 2.8x2.8mm. Oba konwertery mają 36 pinów i pakiet WLP (Wafer-Level Package). Taka obudowa umożliwia wykonanie prawdziwie miniaturowego czujnika precyzyjnego. MAX11259 i MAX11261 zawierają źródła prądu, inteligentny multiplekser, niskoszumowy programowalny wzmacniacz, modulator Sigma-Delta czwartego rzędu oraz regulowany filtr cyfrowy. Oba modele posiadają wbudowany sekwencer, który pozwala na skanowanie określonych kanałów w dowolnej sekwencji i konwersję sygnału z dowolnym opóźnieniem bez udziału mikrokontrolera sterującego. MAX11261 gromadzi wyniki konwersji w buforze FIFO, a następnie sygnalizuje mikrokontrolerowi zawartość danych w buforze. Dodatkowo MAX11261 potrafi analizować obecność zmiany sygnału na wejściach i wybudzać mikrokontroler tylko w momentach, gdy napięcie na jednym z wejść analogowych zaczyna się zmieniać. Funkcje te pozwalają na dalszą optymalizację zużycia energii całego urządzenia pomiarowego.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Wszczepialny chip MicroCHIPS z powodzeniem przetestowany na ludziach

▪ Elektroniczny wieszak na ubrania Panasonic Nanoe X

▪ Najmniejszy mini PC od Smartvote

▪ Ładowanie pojazdów elektrycznych podczas jazdy

▪ Pszczoły i matematyka

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Alternatywne źródła energii. Wybór artykułów

▪ artykuł Marka Porciusa Cato (młodszego). Słynne aforyzmy

▪ artykuł Czym jest szelf kontynentalny? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Prace instalacyjne z narzędziami i osprzętem. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Klej do chromu. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Produkcja toroidalnych obwodów magnetycznych dużej mocy w warunkach domowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

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

www.diagram.com.ua
2000-2024