Содержание
Ветровая электростанция Фортум в Ульяновской области
Ветряная электрическая станция в Ульяновской области
Почти половина инвестиций Fortum — это инвестиции в возобновляемую энергетику. Россия, традиционно сильная в гидрогенерации, имеет огромный потенциал для развития возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Министерство энергетики РФ сообщает, что за 2017 год в стране было построено больше мощностей возобновляемых источников энергии, чем за предыдущие два года: в 2015-2016 годах было введено 130 МВт ВИЭ, а в 2017 году — 140 МВт, из них более 100 МВт приходятся на солнечные электростанции, а 35 МВт — на первый крупный ветропарк, построенный Fortum в Ульяновской области.
С января 2018 г. ветряная электрическая станция (ВЭС) Fortum в Ульяновске включена в реестр мощности. ВЭС с установленной мощностью 35 мегаватт стала первым генерирующим объектом, который работает на основе использования энергии ветра на оптовом рынке электроэнергии и мощности (ОРЭМ). Ульяновская ВЭС будет получать гарантированные платежи за мощность по договору о предоставлении мощности (ДПМ) в течение 15 лет.
Монтаж каждой ветроустановки в среднем составляет пять суток. Для сборки одновременно используется два подъемные крана. Успех обеспечивают строжайшее соблюдение правил промышленной безопасности и охраны труда.
Новая ВЭС с установленной мощностью 35 мегаватт стала первым генерирующим объектом, функционирующим на основе использования энергии ветра, начавшим работу на оптовом рынке электроэнергии и мощности (ОРЭМ).
В 2018 г. ветряная электрическая станция (ВЭС) Fortum в Ульяновске включена в реестр мощности
По итогам первого полугодия 2018 года Ульяновская ВЭС-1 выработала 48,6 млн кВт*ч чистой энергии. Коэффициент использования установленной мощности составил 32%. УВЭС-1 – в числе мировых лидеров по эффективности.
180 дней работы УВЭС
В 2017 году ПАО «Фортум» и РОСНАНО создали совместный инвестиционный фонд развития ветроэнергетики в России. Фонд получил право на строительство 1000 МВт на основе использования возобновляемых источников энергии в 2018-2022 годах
Мощность ветра
Что такое ветроэнергетика?
Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра.
Это перспективное направление, базирующейся на неисчерпаемом природном ресурсе. В последние годы освоение энергии ветра происходит весьма стремительно по всему миру. Прослеживается тенденция к дальнейшему развитию распространения технологии.
Как работают ветряные электростанции?
Ветряная электростанция — это несколько ВЭУ, собранных в одном или нескольких местах и объединенных в единую сеть.
Ветроэлектрическая установка представляет собой устройство для выработки электроэнергии путем преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию с использованием низкооборотного генератора с прямым приводом на постоянном магните. Это оптимизирует эксплуатационный режим, снижает шум и повышает надежность ВЭУ в целом.
Как используется энергия ветра?
Электричество, создаваемое ВЭС, поступает на оптовый рынок электроэнергии и мощности. Затем наравне с энергией, полученной другими способами, обеспечивает ресурсом потребителей.
Но в отличие от других источников энергия ветра возобновляется, а ее производство не приносит вреда экологии.
Поэтому она играет важную роль в переходе к чистому энергетическому будущему.
От чего зависит мощность ветроустановки?
Мощность ветроустановки зависит от нескольких факторов: от скорости ветра, диаметра ветроколеса, плотности воздуха. А также от коэффициента использования энергии ветра, коэффициентов полезного действия редуктора и электрогенератора. Чем выше эти показатели, тем больше мощность ВЭУ.
Из каких материалов состоят ветрогенераторы?
Элементы башенной конструкции сделаны из низколегированной конструкционной стали марки S355J2. Аналогичный высокопрочный металл используют для производства опор ЛЭП, мостов, нефтяных и газовых морских платформ. Производство башен для ВЭУ осуществляется в Таганроге (Ростовская область).
Однако самой сложной в производстве частью ветроустановок является лопасть. Она изготавливается из композитных материалов и представляет собой цельную 62-метровую конструкцию. Технологии создания лопасти во многом идентичны производству крыла самолета.
В декабре 2018 года уникальное производство лопастей было открыто в Ульяновской области.
Где строят ветроустановки?
Ветровые турбины устанавливаются в районах с регулярным ветром. Россия имеет огромный потенциал в этом направлении. В регионах, где стабилен данный энергоресурс, рационально строить ветряные электростанции. Но если ветер непостоянен, то, возможно, целесообразнее подумать о солнечной электростанции.
Не наносят ли ветряки вред окружающей среде?
Большинство ученых и представителей экспертного сообщества сходятся во мнении, что объекты ветро- и солнечной энергетики вносят большой вклад в минимизацию антропогенного воздействия на климат и окружающую среду. Электроэнергия от объектов ВИЭ замещает выработку традиционных электростанций, работающих на угле или газе, благодаря чему снижаются выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.
При проектировании ветропарков всегда проводятся орнитологические наблюдения, изучаются маршруты миграции птиц в районе.
Чтобы избежать столкновения птиц с ветроэнергетическими установками, каждая башня оборудована репеллентными устройствами, издающими звук для отпугивания пернатых, а каждая лопасть ветроколеса имеет полосы красного цвета, что делает ее более различимой на фоне ландшафта.
Операционный портфель «Фортум» в области возобновляемой энергетики превысил 1 ГВт
Компания является активным участником развития возобновляемых источников энергии в России.
Подробнее
Солнце
Солнечные электростанции Fortum в России
Подробнее
Альтернативная энергия — обузданный ветер — Экология и промышленная безопасность
Ветряные мельницы до XIX века
Долгие столетия благодаря ветру человек передвигался по морям и океанам, используя для «ловли» воздушных потоков паруса. Примерно II-I веками до н.э. датируются первые известные ветряные мельницы, найденные в Египте возле города Александрия. Это были каменные мельницы барабанного типа.
У них колесо с широкими лопастями монтировалось в специальном барабане таким образом, что половина колеса находилась снаружи, и ветер, давя на лопасти, вращал колесо, которое, в свою очередь, приводило в движение жернов.
Более совершенные ветряные мельницы крыльчатой конструкции в VII веке н.э. стали использовать персы, проживавшие на территории современного Ирана. С VIII-IX веков ветряные мельницы распространились по Европе и Руси. Поначалу эти мельницы мололи зерно, но постепенно человек начал применять их также для откачки воды и приведения в действие различных механизмов. В частности, голландцы таким образом осушали польдеры — участки земли, обнесенные дамбами.
Персидская ветряная мельница
До середины XVI столетия в Европе были распространены так называемые мельницы на козлах (иначе — немецкие мельницы). Их недостатками являлись ненадежность (опрокидывались бурей) и ограниченная производительность ввиду того, что козловые мельницы поворачивались вручную в сторону ветра с помощью козел (отсюда и название), а значит — строились не слишком большими.
Но в середине XVI века в Голландии изобрели мельницу, в которой двигалась лишь крыша с крыльями. Усовершенствованные мельницы стали называть шатровыми (или голландскими). Такие мельницы строили очень высокими, что позволяло закреплять на них более длинные крылья, тем самым увеличивая мощность. Сегодня самыми высокими в мире ветряными мельницами считаются голландские ветряки под названием «Север» и «Свобода», чья высота превышает 33 метров.
Мельница в голландском местечке Киндердейк
В свое время Голландия являлась «лидером» по количеству ветряных мельниц, которые использовались не только для помола зерен и откачки воды. Получили распространение красильные, масляные, лесопильные мельницы. Именно для лесопилки была построена в Петербурге ветряная мельница, конструкцию которой Петр I лично изучил у голландских мастеров. Даже бумагу изготавливали с помощью ветряных мельниц, и ныне в голландском местечке Заансе Сханс можно увидеть последнюю мельницу (под названием «Учитель») для производства бумаги.
Не случайно очень долгое время бумага из Голландии считалась самой лучшей, и американская «Декларация Независимости» как раз и была напечатана на такой бумаге.
Новая жизнь ветряных мельниц
Появление более совершенных технологий, казалось, отправит ветряные мельницы в область туристических диковинок. Однако достаточно быстро люди разобрались, что таким «дедовским» способом, т.е. с помощью ветряков, можно получать энергию электричества.
В июле 1887 года шотландский академик и профессор Джеймс Блит (James Blyth) предпринял попытку создания ветровой установки для получения электричества. В 1891-м он получил патент на свое изобретение. 10-метровый ветряк с крыльями, обтянутыми тканью, был установлен в шотландском городе Marykirk и производил электроэнергию для освещения. Правда, коммерческого успеха Блит не добился.
Зимой 1887-1888-го, уже в Соединенных Штатах, Чарльз Ф. Браш (Charles F. Brush) создал ветряную турбину, которая питала электроэнергией его дом и лабораторию вплоть до 1900 года.
Ветряная турбина Чарльза Браша.
В 1890 году датский ученый и изобретатель Поль ля Кур (Poul la Cour) сконструировал ветряную электроустановку для производства водорода. Данная установка считается первым электроветряком современного типа. В первой половине прошлого века ветрогенераторы стали устанавливаться в тех местах, куда обычным путем электричество доставить было невозможно. С 20-х годов прошлого века ветрогенераторы начали появляться в США и Австралии.
В России в 1918 году получением электричества с помощью ветра заинтересовался профессор В. Залевский. Он создал теорию ветряной мельницы и сформулировал ряд принципов, которым должен отвечать ветрогнератор. В 1925-м профессор Н. Жуковский организовал отдел ветряных двигателей в Центральном аэрогидродинамическом институте.
В 30-х годах ХХ века руководство Советского Союза всерьез озаботилось использованием энергии ветра. Было налажено производство ветроустановок мощностью 3-4 кВт, причем выпускались они сериями.
Самую первую ветроэлектрическую станцию в СССР установили в 1930 году в городе Курске. Мощность станции равнялась 8 кВт.
В 1931 году в СССР заработала самая крупная в мире Ялтинская ВЭС мощностью 100 кВт. Строительство и установка ветрогенераторов шло высокими темпами вплоть до начала 60-х. Достаточно сказать, что с 1950 по 1955 годы Союз выпускал до 9 тысяч ветроустановок ежегодно. Когда осваивалась целина в Казахстане, советские люди соорудили первую многоагрегатную ВЭС, работавшую совместно с дизелем; общая мощность данной установки составляла 400 кВт. Эта ВЭС стала примером для современных систем «ветро-дизель».
Однако к концу 60-х ветроэнергетика Советского Союза уступила место крупным ТЭС, ГЭС и АЭС, и серийное производство «ветряков» было свернуто. К ВЭС вернулись в 90-е годы ХХ века, не в пример США и Европе. Начало же современной ветроэнергетики принято отсчитывать от 1979 года.
Современное состояние ветроэнергетики
Любопытно, что примерно до середины 90-х годов прошлого века по суммарной мощности ветроэнергетических установок первенство держали США.
Однако в 1996 году в Западной Европе оказалось 55% мировых мощностей ветроэлектростанций.
Изменились и сами электроветряки. До середины 90-х ХХ века в мире больше всего производили ветрогенераторов мощностью от 100 до 500 кВт. Затем наметилась тенденция к выпуску установок мощностью до 2000 кВт. Это поистине исполинские ветряки, высота которых превышает 100 метров.
Несмотря на постоянно увеличивающиеся темпы роста числа ветроэлектростанций, доля электроэнергии, получаемой силой ветра, составляет чуть более 1% от общей величины выработки электроэнергии в мире. Однако в отдельных странах эта доля существенно выше, например, в Дании она составляет более 20%, в Германии — 14,3% (по данным 2007 года), в Индии — около 3% (по данным 2005 года).
Потенциал ветровой энергии Российской Федерации составляет более 50 000 миллиардов кВт·ч/год. В переводе на язык экономики — это приблизительно 260 миллиардов кВт·ч/год, что равняется примерно 30% от электроэнергии, производимой всеми отечественными электростанциями.
На 2006 год установленная мощность ветровых электростанций в России равнялась примерно 15 МВт.
«Куликовская» ВЭС
Одна из самых мощных российских ветроэлектростанций размещается в районе поселка Куликово Зеленоградского района Калининградской области. Ее мощность — 5,1 МВт (ветропарк состоит из 21 ветроэнергетической установки, занимает примерно 20 гектар и способен обеспечить электричеством 145 квартир), а среднегодовая выработка — около 6 млн кВт·ч/год. Также стоит назвать Анадырскую ВЭС мощностью 2,5 МВт на Чукотке.
В ближайшие годы в самых разных странах мира планируется существенно увеличить количество получаемой электроэнергии от ветряков. Однако распространение ВЭС может быть затруднено по ряду причин, о которых речь пойдет ниже.
Минусы ветроэнергетики
Итак, какие же существуют главные минусы у ветроэнергетики? Во-первых, сила ветра непостоянна. Поэтому существует опасность нарушения работы общей энергосистемы (которая сама по себе «страдает» от пиков и спадов нагрузки) в том случае, если в ней будет присутствовать значительная доля электроэнергии, получаемой от ВЭС (согласно некоторым расчетам — эта доля в 20-25%).
Кроме того, «нестабильность» ветра вынуждает человека думать о резервных источниках электроэнергии, которые бы могли в нужный момент компенсировать недостающую часть электроэнергии. В качестве примера такого резерва можно привести газотурбинные электростанции либо аккумуляторы. Все это приводит к повышению стоимости ветровой электроэнергии.
Во-вторых, ветряные энергетические установки издают приличный шум, что вынудило в ряде европейских стран принять закон, ограничивающий уровень шума ветряков до 45 дБ днем и до 35 дБ в ночное время. К шуму добавляется низкочастотная вибрация, передающаяся через почву. Вот почему жилые дома размещаются обычно на расстоянии 300 метров и более от ветряных энергетических установок.
В-третьих, металлические составляющие ветряков производят радиопомехи, из-за чего в некоторых местах приходится даже строить рядом дополнительные ретрансляторы.
Безусловно, нестабильность ВЭС в плане подачи электроэнергии — самая главная их беда, а с остальными недостатками ветряков вполне можно мириться.
Тем более, что хоть значительные территории вокруг ветряных установок вынужденно безлюдны, однако они не пустуют, а практически полностью сдаются в аренду фермерским (либо иным) хозяйствам.
Типичный современный ветропарк
В связи с этим, логично выглядит идея перевода ВЭС на выдачу не электрической энергии промышленного качества (~ 220В, 50 Гц), а постоянного или переменного тока, который бы затем преобразовывался с помощью ТЭНов в тепло, например, для получения горячей воды, обогрева и прочих нужд. В этом случае проблема бесперебойности подачи тока уходит на второй план.
Кроме того, в мире функционируют ветродвигатели, с помощью которых не добывают электричество, а подымают воду из колодцев. Подобные установки находятся в Казахстане, Узбекистане и ряде других стран. Как видим, и в современном мире ветряки применяются достаточно широко.
Ветрогенераторы как они есть
Основными узлами ветрогенератора являются: винт, вращаемый силой ветра, корпус, генератор и аккумулятор. Помимо стационарных существуют мобильные ветроэлектростанции, мощности которых хватает на питание электроприборов.
Мощность ветрогенератора напрямую связана с площадью, заметаемой лопастями генератора. Самые большие в мире ветрогенераторы выпускает немецкая компания «Repower»: диаметр ротора у таких турбин составляет 126 метров, вес гондолы — 200 тонн, высота башни — 120 метров, а мощность может доходить до 6 МВт.
Самая распространенная конструкция ветрогенератора — с тремя лопастями и горизонтальной осью вращения, хотя можно и сегодня увидеть двухлопастные установки. На текущий момент в мире распространены ветродвигатели двух типов: карусельные и крыльчатые. Встречаются также барабанные и другие конструкции.
У карусельных (роторных) ветрогенераторов на вертикальную ось «насажено» колесо с лопастями. В отличие от крыльчатых, такие ветряки способны функционировать при любом направлении ветра, не меняя своего положения. Это тихоходные установки, не создающие большого шума.
В них используются многополюсные электрогенераторы, работающие на малых оборотах — это допускает применение простых электрических схем без опасности потерпеть аварию при порыве ветра.
Крыльчатые ветряки — это лопастные механизмы с горизонтальной осью вращения. Крыло-стабилизатор позволяет устанавливать систему в самое выгодное положение относительно потока ветра. Небольшие крыльчатые ВЭС постоянного тока соединяют с электрогенератором напрямую (без мультипликатора), более мощные снабжаются редуктором. На мировом рынке доля крыльчатых ВЭС превышает 90%, чему причина — высокий коэффициент использования энергии ветра.
Среди альтернативных конструкций стоит упомянуть ветряные системы, в которых нет движущихся частей. Проносящийся ветер в них охлаждается и, благодаря термоэлектрическому эффекту Томсона, способствует вырабатыванию электрической энергии.
А есть ли перспективы?
Безусловно, перспективы имеются. Ветряные установки вот уже более ста лет помогают человеку получать электричество буквально из ничего, используя лишь кинетическую энергию воздушных масс атмосферы.
Тем самым, экономятся традиционные виды топлива (дрова, уголь, нефть, природный газ), уменьшается загрязнение окружающей среды.
Глобальный экономический кризис, за развитием и, надеемся, благополучным концом которого мы наблюдаем сегодня, дает много пищи для размышлений, и в частности, наводит на мысль о переходе на альтернативные источники энергии. Высокие цены на нефть, перебои с поставками природного газа (в Европу, в частности) дают ветроэнергетике отличный шанс для дальнейшего развития. Не случайно ведь за рубежом альтернативная энергетика начала серьезный рост после нефтяного кризиса середины 70-х годов прошлого века. Поначалу ветроэнергетику дотировало государство, но сегодня данный вид энергетики является прибыльным делом, хотя и регулируется госструктурами. В России, кстати, необходимой законодательной базы для развития ветроэнергетики нет, по этой причине (а также из-за отсутствия серьезных инвестиций; ветропарк Куликовской ВЭС — дар властей Дании!!!) в нашей стране действуют не более четырех десятков скромных ВЭС, дающих суммарно менее 0,1% вырабатываемой в РФ энергии.
Ветроэнергетика наличествует в более чем 50 странах мира. Страны-лидеры по суммарно установленным мощностям: Германия (18428 МВт), Испания (10027 МВт), США (9149 МВт), Индия (4430 МВт), Дания (3122 МВт), Нидерланды (1290 МВт), Китай (1260 МВт) и Португалия (1000 МВт).
Если до недавнего времени ветроэнергетика активно развивалась в странах ЕС и США, то сегодня ВЭС в больших количествах возводят в Канаде, Азии, Южной Америке, Австралии, Африке (на прародине А.С. Пушкина в этом деле преуспевает Египет).
Тенденция такова, что энергией ветра скоро начнут питать не отдельные дома, а целые поселки и города, поначалу, конечно, совсем небольшие. Одной из таких «ласточек» стал в 2008-м городок Rock Port (штат Миссури) — первый город в США, получающий 100% энергии от ветропарка (проект Wind Capital Group). Так называемая «малая ветроэнергетика» тоже может быть причислена к перспективным направлениям энергетики.
Ветроэнергетика сегодня — это стремительно развивающаяся отрасль.
Об этом говорят и цифры — в 2008 году общая мощность ветряной энергетики во всем мире составила 120 ГВт. Надеемся, что и Россия не останется в стороне от тенденций развития альтернативной энергетики, использующей для получения электричества или тепла силу ветра (а также приливы-отливы, геотермальные источники и т.д.), благо территории и ветрового потенциала в России предостаточно.
Основы ветроэнергетики | NREL
Ветер возникает, когда поверхность земли нагревается солнцем неравномерно. Энергия ветра
можно использовать для выработки электроэнергии.
Текстовая версия
Ветряные турбины
Ветряные турбины, как и ветряные мельницы, монтируются на башне для захвата большей части энергии.
На высоте 100 футов (30 метров) или более над землей они могут воспользоваться более быстрым
и менее бурный ветер.
Турбины улавливают энергию ветра своими пропеллерными
лезвия. Обычно на валу монтируются две или три лопасти, образующие ротор .
Лезвие действует подобно крылу самолета. Когда дует ветер, карман низкого давления
воздух образуется на подветренной стороне лопасти. Затем воздушный карман низкого давления тянет
лезвие к нему, заставляя ротор вращаться. Это называется лифт . Сила подъема на самом деле намного больше, чем сила ветра против
передняя сторона лезвия, которая называется перетащить . Сочетание подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться, как пропеллер, и
вращающийся вал вращает генератор, вырабатывающий электричество.
Исследования NREL в области ветроэнергетики в основном проводятся в кампусе Флэтайронс, недалеко от Боулдера, штат Колорадо.
Ветряные турбины коммунального масштаба на ветряной электростанции Сидар-Крик в Гровере, Колорадо.
Фото Денниса Шредера / NREL
Платформа, Университет штата Мэн, часть консорциума DeepCWind. Фото из Университета штата Мэн
Наземная ветровая энергетика
Ветряные турбины могут использоваться как автономные установки или они могут быть подключены к
сеть общего пользования или даже в сочетании с фотоэлектрической системой (солнечным элементом). За
коммунальные (мегаваттные) источники энергии ветра, большое количество ветряных турбин
обычно строятся близко друг к другу, образуя ветряную электростанцию , также называемую ветряной электростанцией . Сегодня несколько поставщиков электроэнергии используют ветряные электростанции для снабжения своих клиентов электроэнергией.
Автономные ветряные турбины обычно используются для перекачки воды или связи.
Однако домовладельцы, фермеры и владельцы ранчо в ветреных районах также могут использовать ветряные турбины.
как способ сократить свои счета за электричество.
Распределенная энергия ветра
Малые ветровые системы также могут использоваться в качестве распределенных энергетических ресурсов. Распределенный
Энергетические ресурсы относятся к множеству небольших модульных технологий производства энергии.
которые можно комбинировать для улучшения работы системы подачи электроэнергии.
Для получения дополнительной информации о распределенном ветре посетите офис технологий ветроэнергетики Министерства энергетики США.
Оффшорная ветроэнергетика
Оффшорная ветроэнергетика — относительно новая отрасль в США. Америки
первая морская ветряная электростанция, расположенная в Род-Айленде, недалеко от побережья острова Блок,
в декабре 2016 года. В отчете Wind Vision Министерства энергетики США показано, что к 2050 году морские ветряные электростанции могут быть доступны во всех прибрежных районах страны.
Дополнительные ресурсы
Для получения дополнительной информации об энергии ветра посетите следующие ресурсы:
Основы ветроэнергетики
Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США
Карты и данные о ветроэнергетике
WINDExchange Министерства энергетики США
Как работают ветряные турбины
Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США.
Малые ветроэлектрические системы
Программа энергосбережения Министерства энергетики США
Американская ассоциация ветроэнергетики
Energy Kids Wind Basics
Управление энергетической информации США Energy Kids
Ветряные мельницы на заднем дворе?: Детали | Журнал STANFORD
В: Почему мы не можем установить ветряные мельницы на заднем дворе и использовать энергию индивидуально для личного пользования? Это ограничение, как хранить его и подавать в мои электрические цепи, или что? Это стоимость или шумовое загрязнение для моих соседей, или просто еще не разработана бытовая система?
Вопрос от Марии Шмидт, 79 лет, Форт-Уэрт, Техас
Министерство энергетики США (DOE) предлагает контрольный список, чтобы убедиться, что малые ветроэнергетические проекты являются правильным выбором для отдельных домовладельцев: достаточно ли ветра? У вас достаточно места? Разрешены ли вышки в вашем районе? И, наконец, сколько энергии вы можете производить?
При просмотре контрольного списка быстро становится очевидным, почему у нас не у всех есть ветряные мельницы на заднем дворе, хотя технология доступна в продаже.
(Вы можете купить ветряные мельницы высотой от девяти футов с лопастями шириной шесть футов, хотя большинство из них имеют размеры больше в диапазоне 60 футов в высоту с диаметром лопастей 23 фута.) Одна новая турбина, вызывающая ажиотаж в ветровом сообществе, — это Skystream 3.7. , который хвалят за его размер (10-футовые лопасти), эффективность при низких скоростях ветра (они могут хорошо работать при среднегодовой скорости ветра выше 12 миль в час) и относительно низкую цену (15 000 долларов).
Ветровые ресурсы
Для успешной эксплуатации домашнего ветра средняя скорость ветра в вашем регионе должна быть не менее девяти миль в час. Министерство энергетики составляет карту ветровых ресурсов в Соединенных Штатах. Как показано на карте, места с наибольшими ветровыми ресурсами обычно находятся на Великих равнинах, вдоль горных вершин и на побережье. Инфографика: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США
высота 50 метров в воздухе — это более 160 футов или 16 этажей! И обобщения часто неверны — средняя скорость ветра будет сильно зависеть от конкретных условий на вашем участке.
Вы можете использовать устройство, называемое анемометром, для измерения скорости ветра на заднем дворе с течением времени — вы даже можете сделать его самостоятельно из старого пластикового пасхального яйца, как только вы съели вкусности внутри.
Место для роста
Что насчет космоса? По данным компании Southwest Windpower, занимающейся производством ветряных электростанций, идеальное место для ветряной турбины — 20 футов над любым окружающим объектом в радиусе 250 футов. Министерство энергетики также рекомендует, чтобы башня располагалась как минимум на одном акре земли, что исключает большинство горожан.
Кроме того, многие местные законы запрещают строительство башен или высоких сооружений. После нескольких лет обсуждения в городском совете жители города Айлип на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк, недавно получили рекомендации по установке личных ветряных мельниц: они не должны превышать 45 футов в высоту, располагаться близко к границе собственности или быть громче, чем обычная машина.
движение.
Покажите мне мощность
Решающим фактором, однако, должно быть то, сколько электроэнергии вы можете произвести. Небольшой ветрогенератор, который вы можете поставить на заднем дворе, может иметь мощность около одного киловатта. Среднегодовая скорость ветра девять миль в час будет производить более 200 киловатт-часов электроэнергии в год, а средняя скорость ветра 14 миль в час может производить более 600 киловатт-часов в год. Звучит неплохо, пока вы не поймете, что в среднем домохозяйство в Соединенных Штатах потребляет около 10 000 киловатт-часов в год. Даже в очень порывистом месте вам понадобится около 17 небольших ветряных турбин только для питания одного дома!
Размер имеет значение
Чем больше лопасти и чем больше скорость ветра, тем больше электроэнергии может генерировать ветряная турбина. Один большой ветряк мощностью 5 мегаватт может производить 15 000 000 киловатт-часов в год, что достаточно для питания 150 домов.
Мы часто не понимаем, насколько велики эти ветряные электростанции, вероятно, потому, что мы часто видим их издалека — эта пятимегаваттная ветряная мельница будет иметь высоту почти 400 футов, или почти на 100 футов выше, чем Статуя Свободы, плюс ее пьедестал плюс его основание! Когда дело доходит до ветряных мельниц, безусловно, существует эффект масштаба, когда непропорционально больше энергии генерируется за счет увеличения размера и скорости ветра. Иными словами, удвоение скорости ветра приводит к восьмикратному увеличению мощности, доступной для ветрогенератора.
Эта экономия за счет масштаба также влияет на финансовые и энергетические затраты на производство небольших ветряных мельниц. Энергоотдача от небольших турбин невелика, что делает как стоимость энергии, так и стоимость производства турбины высокими. В 2008 году Carbon Trust в Соединенном Королевстве опубликовал исследование, показывающее, что из-за такой низкой выработки энергии небольшие турбины фактически являются чистыми выбросами углерода.
Таким образом, для большинства людей установка небольшого ветряка на заднем дворе будет так же полезна для выработки энергии, как и установка солнечной панели в сарае. Тем не менее, для некоторых отдельных домовладельцев это все же может иметь смысл, особенно в сельской местности. К счастью, есть несколько компаний, специализирующихся на коммерческих ветряных мельницах. Вот несколько примеров компаний и спецификаций, которые различаются для небольших (10 киловатт или меньше) турбин.
| Компания | Киловатт Рейтинг | Ротор Диаметр (футы) | Пуск скорость (миль/ч) | Турбина Стоимость | Минимум Высота башни (футов) |
|---|---|---|---|---|---|
| Изобилие Возобновляемая энергия | 2,5 | 12 | 6 | 12 000 долларов США | 43 |
| АэроСтар | 10 | 22 | 8 | 40 | |
| Аэроэкология | 1 | 6 | 5 | 9 | |
| Бержи | 10 | 22 | 7 | 23 000 долларов США | 60 |
| Обновленный | 5 | 21 | 4 | 15 000 долларов США | 39 |
| Юго-Запад Ветроэнергетика | 2,4 | 10 | 8 | 15 000 долларов США | 33,5 |
| Вентера | 10 | 26 | 6 | 12 000 долларов США | 35 |
| Ветряная турбина Industries Corp.  Top
|