Koliko je obećavajuće korištenje energije vjetra? Kako odabrati vjetroelektranu za svoj dom

U potrazi za alternativnim izvorima energije, čovječanstvo je iskoračilo daleko naprijed. Na primjer, energija sunca se sve više koristi i stvaraju se vjetroelektrane. Vjerovatno se vjetar može smatrati optimalnim načinom za generiranje električne energije – učinkovitim, a ujedno i prilično ekonomičnim.

Vjetar, vjetar, ti si moćan

Vjetroelektrana je grupa specijalnih generatora koji su kombinovani u sistem i koriste energiju vjetra za stvaranje energije. Posebnost takvih generatora je njihova sigurnost za okoliš. Danas je najveći broj vjetroelektrana izgrađen u Njemačkoj i Danskoj, dok u tim zemljama ne samo da su niži troškovi energije, već se izvoze instalacije i tehnologije u druge zemlje. Vjetroelektrane rade na sljedećem principu: pod utjecajem vjetra lopatice konstrukcije se okreću, a zahvaljujući mjenjaču pokreće se električni generator. Rezultirajuća energija se prenosi kroz kabel.

U pravilu su jarboli u instalacijama dovoljne visine i stoga maksimalno koriste snagu prirode. Prilikom izrade projekta za takvu građevinu prvo se pažljivo ispituje područje, a uz pomoć niza instrumenata proučava se i njegov smjer. Na osnovu podataka odlučuje se hoće li se instalirana vjetroelektrana isplatiti.

Glavna stvar je pravi izbor

Danas se kupcima nude razne vjetroelektrane za njihove domove. Treba ih odabrati ovisno o potrebama kupaca. Na primjer, ako trebate osigurati rad opreme u poljoprivredi, tada su potrebni mali kapaciteti. Ali za rješavanje ozbiljnijih problema, na primjer, elektrificiranje zgrada i objekata ili ugradnja sustava grijanja u kuću, potrebni su snažniji vjetrogeneratori. Samo stručnjaci trebaju biti uključeni u pripremu gradilišta i same radove na instalaciji.

Prije kupovine vjetrogeneratora, morate uzeti u obzir niz nijansi, uključujući opterećenje u vršnim trenucima, prosječnu potrošnju energije i brzinu vjetra. Također je vrijedno zapamtiti da što je jarbol viši, to će vjetar jači i snažniji okretati lopatice turbine. Istina, ugradnja takvih konstrukcija je skupa. Optimalna lokacija je 10 metara iznad zgrade ili drveta koje se nalazi u radijusu od približno 100 metara.

Pros

Vjetroelektrane su danas prilično tražene iz više razloga.

• Prvo, isplativije je u poređenju sa drugim izvorima energije.
• Drugo, rezerve energije vjetra su neiscrpne.
• Treće, takvi mlinovi imaju jednostavan dizajn, pa je njihova instalacija prilično brza. Glavna stvar je provesti istraživanje o objektu na kojem će se nalaziti.
• Četvrto, proizvodnja električne energije na ovaj način je mnogo jeftinija i omogućava vam uštedu rudnog bogatstva.
• Peto, vjetrenjače daju električnu energiju konzistentno i pouzdano.
• Šesto, takvi uređaji su apsolutno sigurni za okoliš, što je također vrlo važno.

Cons

S druge strane, kao i svaki drugi izvor energije, vjetroelektrane (fotografije pokazuju koliko su njihove konstrukcije jednostavne) imaju i nedostatke.

• Prvo, vjetar nije konstantan, odnosno duva različito - nekad jako, nekad slabo. Shodno tome, nije ih moguće instalirati svuda.
• Drugo, vjetroelektrane su prilično bučne, što znači da moraju biti udaljene od stambenih zgrada.
• Treće, takvi mlinovi mogu ometati rad radio i televizijskih uređaja. Istina, u Evropi su se pomirili s tim nedostatkom, a danas ovdje radi već više od 26.000 vjetroelektrana.
• Nedostatak je i to što ovakve instalacije mogu naštetiti pticama koje lete, pa ih je potrebno postaviti tamo gdje nema mjesta za njihovu migraciju i gniježđenje.

Šta kupiti?

Moderne vjetroelektrane za dom predstavljene su u širokom rasponu. Razlikuju se po performansama i dizajnirani su za različite jačine i brzine vjetra. Na primjer, instalacija snage 400-6400 W sasvim je dovoljna za napajanje malih farmi, trgovina i restorana koji se nalaze daleko od glavnih izvora energije. Ako treba da opskrbite strujom nekoliko kuća ili malo selo, onda su vam potrebne stanice veće snage, u prosjeku 18.000-26.500 W. Preporučljivo je postaviti iste instalacije pored velikih industrija i komercijalnih objekata. Za najjednostavnije vjetroelektrane za dom, cijena počinje od 700.000 rubalja, skuplje instalacije koštaju oko tri miliona rubalja.

Alternativni pogledi

Kao što smo već rekli, vjetrenjača je prilično bučna instalacija, ali se sada nude generatori koji ne rade tako snažno. Na primjer, tihi vjetrogenerator je idealno rješenje za male i srednje objekte, farme, trgovine, ako se nalaze u udaljenim područjima. Danas su vertikalne instalacije vrlo popularne zbog svoje efikasnosti i lakoće ugradnje. Prednosti ovakvog sistema su sledeće:

• tih rad bez vibracija;
• otpornost na jake vjetrove;
• zaštita kućišta aluminijskim premazom od udara groma;
• smjer vjetra nije bitan.

Tihe kućne vjetroelektrane su jednostavne za održavanje i ugradnju, jer nema sitnih dijelova. Važno je da se pticama ne nanese šteta, jer je dizajn instalacija takav da neće biti narušen krajolik. Još jedna zanimljiva opcija je generator jedara. Naravno, nema atraktivan dizajn, ali može generirati energiju čak i pri slabom vjetru. Takve vjetroelektrane su dobre jer se zahvaljujući jedru brzo prilagođavaju kretanju prirodnih sila, što znači da je proizvodnja energije stabilna. Konstrukcije su apsolutno ekološki prihvatljive, niske cijene, rade bez buke i vibracija, a to znači da imaju budućnost.

Kakvi su izgledi?

Općenito, ekološka situacija u svijetu je takva da se prirodni resursi postepeno iscrpljuju, a uskoro će takvo rješenje kao što su vjetrenjače postati prava stvarnost u cijelom svijetu. Nije slučajno da stanovnici mnogih zemalja postepeno dolaze da instaliraju slične strukture na svom mjestu. U Rusiji, prema mišljenju stručnjaka, postoji dovoljno potencijalnih mogućnosti da se energija vjetra aktivno razvija. Međutim, do sada se ovaj proces odvija sporim tempom zbog nedostatka dovoljnih finansijskih sredstava. Ukoliko se situacija promeni i država posveti dovoljno pažnje ovom načinu proizvodnje energije, naša zemlja će uskoro preći na alternativna rešenja. Danas su vjetroelektrane u Rusiji zastupljene u republikama Kalmikije i Baškortostana, Čuvašiji, Komiju, u Kalinjingradskoj, Saratovskoj, Orenburškoj, Rostovskoj, Murmanskoj, Astrahanskoj oblasti, kao iu Čukotskom autonomnom okrugu. Međutim, stručnjaci kažu da će geografija vjetroturbina uskoro postati mnogo šira.

Kako napraviti vjetroelektranu?

Želja da se uštedi na troškovima energije i donese nešto novo dovodi do činjenice da majstori počinju izrađivati ​​vjetrenjače vlastitim rukama. U svom najjednostavnijem obliku, sastoji se od dvije polovice cilindra, koje su pomaknute od središnje ose. Ako povećate broj oštrica u dizajnu na četiri, karakteristike snage i vuče uređaja postat će mnogo veće. Vjetroelektrana "uradi sam" napravljena je od materijala i komponenti opisanih u nastavku.

1. Za izradu bubnja potrebna nam je šperploča i krovno željezo (ili lim od plastike odgovarajuće veličine). Rotor bi trebao biti lagan, tako da ne biste trebali koristiti materijale koji su previše debeli.
2. Za "obraze" bubnja trebat će nam drvo i plastika (ili laki metal), a spojeve treba tretirati uljanom bojom.
3. Za izradu križeva trebat će vam čelične trake ili drvo.
4. Osu ćemo napraviti od čelične cijevi, čiji je promjer 30 mm, a dužina 2 m.
5. Za osovinu su nam potrebni i kuglični ležajevi iste veličine.

Faze instalacije

Dakle, domaća vjetroelektrana je napravljena ovako. Prvo zavarimo prečke rotora na osovinu (ako se koristi drvo, mora se zalijepiti ili montirati pomoću klinova). Noževi su spojeni vijcima, a važno je da razmak od njih do ose bude isti. Nakon sastavljanja bubnja, spojevi moraju biti tretirani gustom uljnom bojom. Sada kreiramo okvir: za to su nam potrebni metalni ili na koje zatim montiramo kuglične ležajeve. Treba izbjegavati izobličenje jer će se rotor sporo okretati. Sada ponovo farbamo vjetrenjaču i pričvršćujemo remenice različitih promjera na donji kraj osovine. Remen bacamo preko remenice i spajamo ga na strujni generator, na primjer, automobilski. Ovakva vjetroelektrana je dizajnirana za brzinu vjetra od približno 9-10 m/s i proizvodi snagu od 800 W.

Vjetrenjača za dom

Da bi se što potpunije zadovoljile potrebe domaćinstva za električnom energijom, snaga vjetrenjače za prosječnu četveročlanu porodicu mora biti najmanje 10 kW. U takvim situacijama preporučljivo je instalirati cijeli sistem, koji uključuje nekoliko vjetroturbina koje proizvode malu količinu energije. Energija u njima se akumulira na zajedničkoj bateriji, a po potrebi se mogu ugraditi dodatni generatori, kao i povećati broj i kapacitet baterija.

Kako bi se osiguralo da je opskrba energijom objekta stabilna i ne ovisi o vanjskim faktorima, stručnjaci preporučuju stvaranje autonomnog energetskog kompleksa. Uključiće vjetroelektranu, kao i rezervne izvore energije u vidu dizel i benzinskih generatora, kao i solarne ploče. Ako je snaga vjetra dovoljna i energija se proizvodi u potrebnoj količini, tada se dizelska instalacija može isključiti. Ako iznenada snaga koju proizvodi vjetrenjača nije dovoljna, automatski će se pokrenuti rezervno napajanje.

Kako postići efikasnost?

Da bi instalirana vjetrostanica bila pravilno instalirana i dala željene rezultate, mora biti ispunjeno nekoliko uslova.

1. Vjetar u tom području trebao bi biti stabilan skoro tokom cijele godine.
2. Na lokaciji mora biti dovoljno prostora za ugradnju vjetroturbine.
3. Saznajte dozvoljavaju li lokalne vlasti takve instalacije.

Osim toga, preporučljivo je koristiti takve sisteme ako trošite previše novca na struju, a jednostavno nema načina da se povežete na mrežu napajanja. Također se morate pripremiti na činjenicu da ćete morati potrošiti mnogo novca na vjetroturbinu. Ali dobit ćete ekološki prihvatljivu, neiscrpnu energiju.

Energija vjetra je oblik solarne energije. Vjetrovi nastaju zbog neravnomjernog zagrijavanja atmosfere od sunca, neravnine zemljine površine i rotacije zemlje. Smjer strujanja vjetra varira u zavisnosti od topografije zemljine površine, prisutnosti akumulacija i vegetacijskog pokrivača.
Generatori vjetra koriste ovo kretanje zraka i pretvaraju ga u mehaničku energiju, a zatim u električnu. Ovaj članak će se ukratko pozabaviti pitanjem kako radi vjetrogenerator, kao i pitanja o prednosti i mane energije vjetra.

Ljudi su počeli koristiti energiju vjetra prije nekoliko stoljeća, kada su se pojavile vjetrenjače za pumpanje vode, mljevenje žitarica ili obavljanje drugih funkcija. Današnji vjetrogenerator je vrlo napredna verzija vjetrenjače. Većina vjetroturbina ima tri lopatice postavljene na vrhu čeličnog tornja koji se naziva jarbol. Generator visine 25 m može napajati struju stambenu zgradu, Vjetroturbina visoka 80 metara može snabdjeti strujom stotine domova..

Kada vjetar prođe kroz turbinu, lopatice počinju da se rotiraju zbog kinetičke energije vjetra. Time se rotira unutrašnja osovina, koja je povezana s mjenjačem, koji povećava brzinu rotacije i povezana je s generatorom koji proizvodi električnu energiju. Najčešće se vjetroturbine sastoje od šupljeg čeličnog jarbola, čija visina može doseći 100 m, rotora turbine, lopatica, osovine generatora, mjenjača, generatora, pretvarača i baterije. Vjetroturbine su često opremljene opremom za procjenu i automatsko okretanje u smjeru vjetra, a također mogu promijeniti ugao ili "nagib" lopatica kako bi optimizirali korištenje energije.

Vrste vjetrogeneratora

Moderne vjetroturbine spadaju u dvije glavne grupe;

• s horizontalnom osom rotacije, kao u tradicionalnim vjetrenjačama koje se koriste za crpljenje vode;
• s okomitom osom rotacije, to su Daria dizajn rotora i lopatica.

Većina modernih vjetrogeneratora ima horizontalnu os rotacije turbine.

Obično se sastoje od:

• jarboli iznutra šuplje, od metala ili betona;
• gondole, koji je montiran na vrhu jarbola i sadrži osovine, mjenjač, ​​generator, kontroler i kočnicu;
• rotor, koji uključuje lopatice i glavčinu;
• vratilo male brzine koju pokreće rotor;
• vratilo velike brzine, koji je spojen na generator;
• mjenjač, koji mehanički povezuje osovine male brzine i velike brzine, povećavajući brzinu rotacije potonje;
• generator, koji proizvodi električnu energiju;
• kontroler, koji kontroliše rad vetrogeneratora;
• vjetrokaz, koji određuje smjer vjetra i orijentira turbinu u traženom smjeru;
• anemometar, koji određuje brzinu vjetra i prenosi podatke do kontrolera;
• kočnice, za zaustavljanje rotora u kritičnim situacijama.

Prednosti i nedostaci energije vjetra

Obnovljivi izvor energije

Energija vjetra je uobičajen, obnovljiv resurs, tako da bez obzira koliko se danas koristi, ona će i dalje biti dostupna u budućnosti. Energija vjetra je također izvor relativno čiste električne energije – vjetroelektrane ne emituju zagađivače zraka niti stakleničke plinove.

Cijena

Iako je cijena energije vjetra naglo pala u posljednjih 10 godina, njena upotreba zahtijeva veće početne investicije od kupovine generatora na fosilna goriva. Oko 80% troškova je oprema, uključujući pripremu i montažu lokacije. Međutim, kada se uporedi vijek trajanja vjetroturbine sa postrojenjem na fosilna goriva, vjetroturbina postaje mnogo konkurentnija jer ne zahtijeva kupovinu goriva, a operativni troškovi su svedeni na minimum.

Uticaj na životnu sredinu

Iako vjetroelektrane nemaju toliko značajan utjecaj na okoliš kao elektrane na fosilna goriva, one predstavljaju određene probleme. Njihove oštrice stvaraju buku, mogu vizualno pokvariti krajolik, a ptice i slepi miševi se sudaraju s njima. Većina ovih problema se u određenoj mjeri rješava različitim tehnologijama i inteligentnim postavljanjem elektrana.

Ostali problemi povezani sa vjetroturbinama

Glavni problem korištenja energije vjetra je taj što vjetar ne duva uvijek kada je potrebna struja, u nekim krajevima vjetar jako malo duva, pa tamo nije isplativo koristiti vjetrogeneratore. Vjetar se ne može skladištiti kao benzin (iako se električna energija proizvedena iz vjetra može skladištiti pomoću baterija). Područja sa jakim vjetrovima često nisu pogodna za naseljavanje. Konačno, energija vjetra može predstavljati probleme za druge metode korištenja zemljišta. Vjetroturbine mogu ometati ispašu ili zauzimati prostor za usjeve.

(Pregledalo 11,671 | Pregledalo 7 danas)

Solarna energija je naša budućnost
Cijena solarnih panela smanjena je 100 puta u posljednjih 35 godina. Svjetske nuklearne elektrane. Proizvodnja nuklearne energije od 2014

Razvoj energije vjetra u cijelom svijetu je veoma brz posljednjih godina. Lideri su u ovom trenutku Kina i SAD, međutim, ostatak svijeta postepeno razvija ovu obećavajuću oblast „čiste“ energije zasnovane na neiscrpnom prirodnom resursu – energiji vjetra. Svake godine se sve više instalira širom svijeta, a postoji tendencija da se tehnologija nastavi širiti.

Pogledajmo prednosti i nedostatke korištenja energije vjetra.

Prednosti:

1. Koristi potpuno obnovljiv izvor energije. Kao rezultat djelovanja sunca, u atmosferi se neprestano kreću zračne struje, za čije stvaranje nije potrebno vađenje, transport ili sagorijevanje bilo kakvog goriva. Izvor je u osnovi neiscrpan.

2. Tokom rada vjetroelektrane nema potpuno nikakvih štetnih emisija. To znači da uopće nema stakleničkih plinova niti bilo kakvog proizvodnog otpada. Odnosno, tehnologija je ekološki prihvatljiva.

3. Vetropark ne koristi vodu za rad.

4. Vjetroturbina i glavni radni dijelovi takvih generatora nalaze se na znatnoj visini iznad tla. Jarbol na kojem je postavljena vjetroturbina zauzima malu površinu na tlu, pa se okolni prostor može uspješno koristiti za ekonomske potrebe, na primjer, za poljoprivredu.

5. Upotreba vjetrogeneratora posebno je opravdana za izolirana područja gdje se električna energija ne može isporučiti konvencionalnim sredstvima, a autonomno napajanje za takva područja je možda jedini izlaz.

6. Nakon puštanja u rad vjetroelektrane, cijena po kilovat-satu tako proizvedene električne energije značajno se smanjuje. Na primjer, u SAD-u posebno proučavaju rad novoinstaliranih stanica, optimiziraju ove sisteme i tako uspijevaju smanjiti troškove električne energije za potrošače i do 20 puta u odnosu na prvobitnu cijenu.

7. Održavanje tokom rada je minimalno.

Nedostaci:

1. Zavisnost od spoljašnjih uslova u određenom trenutku. Vjetar može biti jak ili ga uopće nema. Da bi se osiguralo kontinuirano snabdijevanje potrošača električnom energijom u takvim povremenim uvjetima, potreban je sistem za skladištenje električne energije velikog kapaciteta. Osim toga, potrebna je infrastruktura za prijenos ove energije.

2. Izgradnja vjetroturbine zahtijeva materijalne troškove. U nekim slučajevima, investicije se privlače na regionalnom nivou, što nije uvijek lako postići. To je početna faza, izgradnja samog projekta, to je veoma skup poduhvat. Gore navedena infrastruktura je važan dio projekta, koji također košta.

U prosjeku, cijena 1 kW instalirane snage je 1000 USD.

3. Neki stručnjaci smatraju da vjetroturbine narušavaju prirodni krajolik, da svojim izgledom narušavaju prirodnu estetiku. Stoga velike firme moraju pribjeći pomoći stručnjaka za dizajn i pejzažnu arhitekturu.

4. Vjetroturbine proizvode aerodinamičku buku koja može uzrokovati nelagodu ljudima. Iz tog razloga su neke evropske zemlje usvojile zakon prema kojem udaljenost od vjetroturbine do stambenih zgrada ne smije biti manja od 300 metara, a nivo buke ne smije prelaziti 45 dB danju i 35 dB noću.

5. Mala je šansa da se ptica sudari sa oštricom vjetrenjače, ali je toliko mala da je teško da treba ozbiljno razmatrati. Ali šišmiši su ranjiviji, jer struktura njihovih pluća, za razliku od strukture pluća ptica, doprinosi fatalnoj barotraumi kada sisavac uđe u područje niskog pritiska blizu ruba oštrice.

Uprkos nedostacima, ekološke prednosti vjetrogeneratora su jasne. Radi jasnoće, vrijedno je napomenuti da rad vjetrogeneratora od 1 MW omogućava uštedu oko 29.000 tona uglja ili 92.000 barela nafte tokom 20 godina.

Minerali koji se izvlače iz dubina zemlje i koriste ih kao izvori energije, nažalost, nisu neograničeni. Svake godine njihova vrijednost raste, što se objašnjava smanjenjem nivoa proizvodnje. Alternativna i rastuća opcija za opskrbu energijom su vjetroelektrane za dom. Oni omogućavaju pretvaranje energije vjetra u naizmjeničnu struju, što omogućava zadovoljavanje svih električnih potreba svih kućanskih aparata. Glavna prednost takvih generatora je njihova apsolutna ekološka prihvatljivost, kao i besplatna upotreba električne energije neograničen broj godina. Koje druge prednosti ima vjetrogenerator za dom, kao i karakteristike njegovog rada, bit će riječi dalje.

Čak su i stari ljudi primijetili da vjetar može biti odličan pomoćnik u izvođenju mnogih radova. Vjetrenjače, koje su omogućile pretvaranje žitarica u brašno bez trošenja vlastite energije, postale su preci prvih vjetrogeneratora.

Vjetroelektrane se sastoje od niza generatora sposobnih da primaju, pretvaraju i pohranjuju energiju vjetra u naizmjeničnu struju. Lako mogu cijelu kuću obezbijediti strujom koja dolazi niotkuda.