Не кожна людина зможе швидко відповісти на запитання – що таке вітер? З погляду фізики це досить складне природне явище. Але є у цього поняття і економічне тлумачення, і важливість його сучасному світівсе зростає з року в рік. Енергія вітру, дешева та відновлювана, ось причина привабливості цього явища природи. Така сама енергія виходить при використанні течії води, припливів і відливів, сонячних променів. Але вітряка має свої особливості, які ми і розглянемо в цій статті.

Історія використання енергії вітру

У стародавньому містіВавилон у третьому тисячолітті до нашої ери вже користувалися енергією вітру. Розквіт економіки цього регіону настав у 6-му столітті до нашої ери, і саме на цю епоху припадає найбільша кількість технічних відкриттів. Тоді було створено перший пристрій, який дозволяв осушувати болотисті місцевості. У стародавньому Єгипті за допомогою вітру були створені перші вітряки для борошна із зерна. У Китаї пішли ще далі, там у цей час велася відкачування води з рисових полів механізованим способом. І крутили лопаті цих пристроїв саме вітряні потоки. Європа в цьому відношенні не була в перших рядах, вітряні технології дійшли сюди лише у 12 столітті нашої ери.

Але всі ці три тисячі років були лише підготовкою до суттєвого ривку технічного прогресу, що стався у 20 столітті. Людство придумало, яким чином не просто змушувати вітер обертати якісь лопаті, а як виробляти електроенергію, щоб забезпечувати роботу різних машин. Таке відкриття стало по-справжньому прогресивним, воно перевернуло історію використання вітру. На даний момент на Землі працюють електростанції, які є представниками далеко не першого покоління. Сучасні, технологічні, економічні станції прикрашають численні райони нашої планети, сприяючи покращенню екології та здоров'я людей.

Переваги вітряних електростанцій

Встановити вітряну електростанцію будь-де не вдасться. Для цього підходять лише ті райони, де спостерігаються постійні сильні вітри. Але тут є свої нормативи. Якщо на території переважно дме вітер зі швидкістю від 4,5 м/с, то будівництво вітряної станції буде ефективним. Причому таку електростанцію можна будувати як окрему, так і кілька станцій, об'єднаних у систему, тобто каскад станцій. Такі мережі станцій називають вітряними фермами, у разі кілька вітряків працюють однією енергоблок. Таким чином досягається максимальний енергетичний ефект при суттєвій економії на будівництві та оснащенні.

На даний момент найбільшу кількість вітряної енергії виробляють у Сполучених Штатах. Якщо ж говорити про Європу, то лідерами у цій сфері є Данія, Нідерланди, Німеччина та Великобританія. Причому в Німеччині працює найпотужніша електростанція, яка в електроенергію перетворює силу вітру. Вона виробляє щорічно до 7 мільйонів кВт/год енергії. Вітряна ферма Aeolus II постачає електроенергію у 2 тисячі будинків. Якщо зважити, що на планеті на сьогоднішній день працює понад 20 тисяч вітряних ферм, то можна уявити, скільки електрики виробляється за допомогою звичайного природного явища – вітру. Такого широкого розвитку галузь отримала завдяки масі переваг. Є й недоліки, але вони легко усуваються, а ось плюси працюють довго та ефективно. Отже, вітряні електростанції цінуються людством із кількох причин.

Вартість експлуатації вітроелектростанції дуже низька. Для її успішної роботи не потрібен численний персонал, не потрібне навчання. Купівля та регулярна заміна дорогих блоків також не потрібна.

Якось правильно обране місце розташування для електростанції гарантує кілька десятиліть безперебійної та якісної роботи, отримання належного обсягу енергії. Точність вибору місця вимагає величезної уваги: ​​докладний та ретельний аналіз забезпечить надалі екологічність процесу та його фінансову вигоду для власника.

Електростанція, що працює за допомогою вітру, це практично чистий об'єкт у плані екології. Чистота навколишнього середовища виражається і в системі роботи, і в процесі передачі енергії, і її використання. Крім того, вітряна станція не може нашкодити навколишньому середовищу навіть у разі її руйнування, що не можна сказати про гідроелектростанцію або про станцію атомну. Вітряна електростанція не виробляє викидів у навколишнє середовище, вона змінює ландшафт, не порушує природну екосистему. Жодних шкідливих впливів ні на територію, ні на озонову оболонку Землі немає.

Паливо чи джерело енергії біля вітряної станції – відновлюване. Це вітер, який не потрібно десь видобувати та транспортувати на місце розташування станції. Тому фінансовий ефектвід роботи вітряків максимальний. Транспортувати електричну енергію доводиться лише джерела споживання. Практика показує, що споживач практично завжди знаходиться поруч, тому не витрачати великі гроші на будівництво комунікацій. Крім того, не відбувається втрат енергії під час транспортування, а вони іноді завдають дуже серйозних збитків компанії-власнику.

Поблизу вітряної електростанції не треба вибудовувати «мертву» зону, як біля інших станцій. Всі землі можна використовувати з сільськогосподарською метою, адже вітряки ніяк не шкодять навколишньому середовищу.

Витрати на отримання вітряної енергії хоч і мінімальні, але все ж таки існують. Перевага цих витрат – їхня стабільність. А ось вартість енергії для продажу постійно зростає. Отже, розмір чистого прибутку власників вітрових станцій невпинно зростає. Причому конкурентоспроможність над ринком енергії вітряний ресурс має дуже високу. Вартість енергії в рази дешевша, ніж та, яка отримана на ГЕС, АЕС.

Недоліки вітрових електростанцій

Недоліків небагато, але противники будівництва вітряків активно мусують їх у пресі. Але всі ці недоліки швидше за все є труднощами при веденні цього бізнесу, які можна мінімізувати.

Високий вхідний бар'єр у бізнесі. Для того щоб почати отримувати вітрову енергію, треба побудувати вітряну ферму. Має бути витрати на високоточні розрахунки для визначення місцевості будівництва, також треба буде вкласти гроші в купівлю обладнання та його монтаж на обраній території. Саме вартість вітряної електростанції, вартість обладнання є основним рядком витрат, але тут можна скористатися послугами інвесторів, банківським кредитуванням та ін.

Дуже суттєвий недолік вітряної станції – неможливість точного прогнозу, скільки електроенергії буде отримано у певний відрізок часу. Передбачити, наскільки сильним буде вітер, і чи дутиме він взагалі, неможливо. Тому під час цього виду бізнесу існують істотні ризики. Але мінімізувати їх можна, якщо ретельно вивірити координати розташування станції на стадії планування. Такий аналіз ґрунтується на багаторічних показаннях швидкості вітру.

Багато противників вітряних станцій стверджують, що лопаті видають сильний шум, який негативно впливає на довкілля. Але сучасні технологіїдозволили виміряти рівень шуму та вивчити його вплив. Виявилося, що гучний звук від роботи лопатей дійсно присутній, але вже на відстані 30 метрів від джерела він чутний лише на рівні фону. Для довідки: фон – це рівень шуму навколишнього середовища.

Захисники птахів активно виступають проти будівництва вітряних станцій. У цьому випадку аргументи також легко розбиваються про аналіз шкоди, яку завдають інші техногенні об'єкти птахам. Підрахунок показав, що кількість птахів, що під лопаті вітряків, нічим не відрізняється від числа пернатих, які гинуть в інших місцях, наприклад, на високовольтних лініях передач.

Ще одна сумнівна гіпотеза противників вітряної енергії – спотворення телевізійного сигналу поблизу ферми. У сучасному світі все більшої популярності набуває супутникове ТБ, цифрове ТБ, ефірного телебачення залишається все менше і менше, тому прийому сигналу в квартирах та будинках ніщо перешкодити не може.

Вітряні електростанції роблять життя німців нестерпним:

Досягнення вітряного напряму в енергетиці

Вітроенергетика у світі набула останніми роками значного розвитку. Показовими є результати вітряної енергетики в Шотландії. Тут вітряками виробляється електроенергії на 25% більше, ніж споживають усі житлові об'єкти країни, а це понад третину всього енергоспоживання. І найцікавіше, що уряд Шотландії поставив завдання – до 2020 року всі потреби в електриці задовольняти за рахунок роботи вітряних електростанцій. І шотландці готові на це витратити майже 46 мільярдів фунтів стерлінгів. Взято стратегію на закриття атомних станцій та на розвиток сонячних та вітряних електростанцій.

Нещодавно у Канаді встановили ювілейну вітряну станцію. Порядковий номер цього об'єкту – 1500! Півмільйона житлових будинків можна постачати електроенергією вітряних станцій. Причому першу вітряну турбіну в цій країні було встановлено лише 10 років тому. І якщо зараз частка вітряної енергетики займає 3% в економіці Канади, то до 2025 року планується збільшити цей обсяг до 20%.

Іспанський острів Ель Хьєрро давно заявив про свою енергетичну незалежність. Вітро-приливна електростанція виробляє понад 20% всієї електрики. Стільки ж дає атомна енергетика, трохи менше – ТЕЦ та ГЕС. Сонячні батареї виробляють близько 5% електрики, що споживається на острові.

На Ямайці побудовано гібридну станцію, яка одночасно працює і на енергії вітру і на сонячній енергії. Її потужність – понад 110 кВт/год на рік. Власник електростанції – виробник обладнання таких станцій. Власник стверджує, що окупається досить дороге обладнання за 4 роки, а згодом за 25 років експлуатації станція дасть економію 2 мільйони доларів.

Російська вітроенергетика

Усі перелічені плюси вітроенергетики, які є в інших країнах, у Росії працюють слабо. Вартість кіловату вітрової електроенергії в 3-8 разів перевищує ціну звичайної традиційної електрики. Причин тому багато, але головна – слабка увага до цього альтернативного джерела енергії. Наслідком такого ставлення є те, що за рік у Росії виробляється вітряними фермами стільки електрики, як у Китаї, наприклад, за 2 години. Вітроенергетика в Росії – дуже широка тема, і її ми обговоримо у наступній статті.

Чому у Росії не будують вітряні електростанції:

Млин зі станиною

Вітряки використовувалися для розмелювання зерна в Персії вже в 200-му році до н. е. Млини такого типу були поширені в ісламському світі і в 13 столітті принесені до Європи хрестоносцями.

«Млини на козлах, так звані німецькі млини, були до середини XVI ст. єдино відомими. Сильні бурі могли перекинути такий млин разом із станиною. У середині XVI століття один фламандець знайшов спосіб, за допомогою якого це перекидання млина унеможливлювалося. У млині він ставив рухомий тільки дах, і для того, щоб повертати крила за вітром, необхідно було повернути лише дах, тоді як сам будинок млина був міцно укріплений на землі»(К. Маркс. «Машини: застосування природних сил та науки»).

Маса козлового млина була обмежена у зв'язку з тим, що її доводилося повертати вручну. Тому була обмеженою та її продуктивність. Удосконалені млини отримали назву шатрових.

Сучасні методи генерації електроенергії з енергії вітру

Потужності вітрогенераторів та їх розміри
Параметр	1 МВт	2 МВт	2,3 МВт
Висота щогли	50 м – 60 м	80 м	80 м
Довжина лопаті	26 м	37 м	40 м
Діаметр ротора	54 м	76 м	82,4 м
Вага ротора на осі	25 т	52 т	52 т
Повна вага машинного відділення	40 т	82 т	82,5 т
Джерело: Параметри вітрогенераторів, що діють. Порі, Фінляндія

Найбільшого поширення у світі набула конструкція вітрогенератора з трьома лопатями та горизонтальною віссю обертання, хоча подекуди ще зустрічаються і дволопатеві. Найбільш ефективною конструкцією для територій з малою швидкістю вітрових потоків визнані вітрогенератори вертикальною віссюобертання, т.з. роторні, або карусельного типу. Нині дедалі більше виробників переходять виробництва таких установок, оскільки далеко ще не всі споживачі живуть узбережжях, а швидкість континентальних вітрів зазвичай перебуває у діапазоні від 3 до 12 м/с. У такому вітрорежимі ефективність вертикальної установки набагато вища. Варто відзначити, що у вертикальних вітрогенераторів є ще кілька істотних переваг: вони практично безшумні, і не вимагають ніякого обслуговування при терміні служби більше 20 років. Системи гальмування, розроблені останніми роками, гарантують стабільну роботу навіть за періодичних шквальних поривів до 60 м/с.

Найбільш перспективними місцями для енергії з вітру вважаються прибережні зони. Але вартість інвестицій у порівнянні з сушею вище в 1,5 – 2 рази. У морі, на відстані 10-12 км від берега (іноді й далі), будуються офшорні вітряні електростанції . Башти вітрогенераторів встановлюють на фундаменти зі паль, забитих на глибину до 30 метрів.

Можуть використовуватися інші типи підводних фундаментів, а також плаваючі основи. Перший прототип плаваючої вітряної турбіни побудований компанією H Technologies BV у грудні 2007 року. Вітрогенератор потужністю 80 кВт встановлений на плаваючій платформі за 10,6 морських миль від берега Південної Італії на ділянці моря глибиною 108 метрів.

5 червня 2009 року компанії Siemens AG та норвезька Statoil оголосили про встановлення першої у світі комерційної плаваючої вітроенергетичної турбіни потужністю 2,3 МВт виробництва Siemens Renewable Energy.

Статистика використання енергії вітру

На червень 2012 року сумарні встановлені потужності всіх вітрогенераторів світу становили 254 ГВт. Середнє збільшення суми потужностей всіх вітрогенераторів у світі, починаючи з 2009 року, становить 38-40 гігават за рік і обумовлено бурхливим розвитком вітроенергетики в США, Індії, КНР та ФРН. Передбачувана потужність вітряної енергетики до кінця 2012 року за даними World Wind Energy Assosiation наблизиться до значення 273 ГВт.

У 2010 році в Європі було сконцентровано 44% встановлених вітряних електростанцій, в Азії – 31%, у Північній Америці – 22%.

Таблиця: Сумарні встановлені потужності, МВт, країн світу 2005-2011 р.Дані Європейської асоціації вітроенергетики та GWEC.

Країна	2005, МВт.	2006, МВт.	2007, МВт.	2008 р. МВт.	2009 р. МВт.	2010 р. МВт.	2011 р. МВт.
Китай	1260	2405	6050	12210	25104	41800	62733
США	9149	11603	16818	25170	35159	40200	46919
Німеччина	18428	20622	22247	23903	25777	27214	29060
Іспанія	10028	11615	15145	16754	19149	20676	21674
Індія	4430	6270	7580	9645	10833	13064	16084
Франція	757	1567	2454	3404	4492	5660	6800
Італія	1718	2123	2726	3736	4850	5797	6737
Великобританія	1353	1962	2389	3241	4051	5203	6540
Канада	683	1451	1846	2369	3319	4008	5265
Португалія	1022	1716	2150	2862	3535	3702	4083
Данія	3122	3136	3125	3180	3482	3752	3871
Швеція	510	571	788	1021	1560	2163	2907
Японія	1040	1394	1538	1880	2056	2304	2501
Нідерланди	1224	1558	1746	2225	2229	2237	2328
Австралія	579	817	817,3	1306	1668	2020	2224
Туреччина	20,1	50	146	433	801	1329	1799
Ірландія	496	746	805	1002	1260	1748	1631
Греція	573	746	871	985	1087	1208	1629
Польща	73	153	276	472	725	1107	1616
Бразилія	29	237	247,1	341	606	932	1509
Австрія	819	965	982	995	995	1011	1084
Бельгія	167,4	194	287	384	563	911	1078
Болгарія	14	36	70	120	177	375	612
Норвегія	270	325	333	428	431	441	520
Угорщина	17,5	61	65	127	201	329	329
Чехія	29,5	54	116	150	192	215	217
Фінляндія	82	86	110	140	146	197	197
Естонія	33	32	58	78	142	149	184
Литва	7	48	50	54	91	154	179
Україна	77,3	86	89	90	94	87	151
Росія	14	15,5	16,5	16,5	14	15,4

Таблиця: Сумарні встановлені потужності, МВт за даними WWEA.

1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011
7475	9663	13696	18039	24320	31164	39290	47686	59004	73904	93849	120791	157000	196630	237227

У той же час, за даними European Wind Energy Association, сумарна потужність вітряної енергії в Росії за 2010 рік склала 9 МВт, що приблизно відповідає показникам В'єтнаму (31 МВт), Уругваю (30,5 МВт), Ямайки (29,7 МВт). ), Гваделупи (20,5 МВт), Колумбії (20 МВт), Гаяни (13,5 МВт) та Куби (11,7 МВт).

У 2011 році 28% електроенергії у Данії вироблялося з енергії вітру.

У 2009 році в Китаї вітряні електростанції виробляли близько 1,3% сумарного вироблення електроенергії в країні. У КНР з 2006 року діє закон про відновлювані джерела енергії. Передбачається, що до 2020 року потужності вітроенергетики досягнуть 80-100 ГВт.

Португалія та Іспанія в деякі дні 2007 року з енергії вітру виробили близько 20% електроенергії. 22 березня 2008 року в Іспанії з енергії вітру було вироблено 40,8% усієї електроенергії країни.

Вітроенергетика в Росії

Технічний потенціал вітрової енергії Росії оцінюється понад 50 000 млрд кВт·год/ Рік. Економічний потенціал становить приблизно 260 млрд кВт·год/ Рік, тобто близько 30 відсотків виробництва електроенергії всіма електростанціями Росії.

Енергетичні вітрові зони в Росії розташовані, в основному, на узбережжі та островах Північного Льодовитого океану від Кольського півострова до Камчатки, в районах Нижньої та Середньої Волги та Дону, узбережжя Каспійського, Охотського, Баренцева, Балтійського, Чорного та Азовського морів. Окремі вітрові зони розташовані в Карелії, Алтаї, Туві, на Байкалі.

Максимальна середня швидкість вітру у цих районах посідає осінньо-зимовий період - період найбільшої потреби в електроенергії та теплі. Близько 30% економічного потенціалу вітроенергетики зосереджено на Далекому Сході, 14% - у Північному економічному районі, близько 16% - у Західному та Східному Сибіру.

Сумарна встановлена ​​потужність вітрових електростанцій у країні на 2009 рік становить 17-18 МВт.

Найбільша вітроелектростанція Росії (5,1 МВт) розташована в районі селища Куликове Зеленоградського району Калінінградської області. Зеленоградська ВЕУ складається із 21 установки датської компанії SЕАS Energi Service A.S.

Існують проекти на різних стадіях опрацювання Ленінградської ВЕС 75 МВт Ленінградська область , Єйської ВЕС 72 МВт Краснодарський край , Калінінградської морської ВЕС 50 МВт, Морської ВЕС 30 МВт Карелія , Приморської ВЕС 30 МВт Приморський край , Ма3 24 МВт Республіка Алтай, Усть-Камчатської ВДЕС 16 МВт Камчатська область, Новіковської ВДЕС 10 МВт Республіка Комі, Дагестанської ВЕС 6 МВт Дагестан, Анапської ВЕС 5 МВт Краснодарський край, Новоросійської ВЕС 5 МВт Краснодарський край і Валаам.

Вітряний насос «Ромашка» виробництва СРСР

Як приклад реалізації потенціалу територій Азовського моря можна вказати Новоазовську ВЕС, що діє на 2010 рік потужністю 21,8 МВт, встановлену на українському узбережжі Таганрозької затоки.

Робилися спроби серійного випуску вітроенергетичних установок для індивідуальних споживачів, наприклад, водопідйомний агрегат «Ромашка».

В останні роки збільшення потужностей відбувається переважно за рахунок малопотужних індивідуальних енергосистем, обсяг реалізації яких становить 250 вітроенергетичних установок (потужністю від 1 кВт до 5 кВт).

Перспективи

Запаси енергії вітру більш ніж сто разів перевищують запаси гідроенергії всіх річок планети.

У 2008 році Європейським Союзом встановлено мету: до 2010 року встановити вітрогенераторів на 40 тис. МВт, а до 2020 року – 180 тис. МВт. Згідно з планами Євросоюзу, загальна кількість електричної енергії, які вироблять вітряні електростанції, становитиме 494,7 Тв-год. .

Венесуела за 5 років з 2010 року планує збудувати вітряних електростанцій на 1500 МВт. .

Франція планує до 2020 року побудувати вітряних електростанцій на 25 000 МВт, з них 6 000 МВт – офшорних.

Економічні аспекти вітроенергетики

Лопаті вітрогенератора на будівельному майданчику.

Основна частина вартості вітроенергії визначається первісними витратами на будівництво споруд ВЕУ (вартість 1 кВт встановленої потужності ВЕУ ~ $ 1000).

Економія палива

Вітряні генератори в процесі експлуатації не споживають копалини. Робота вітрогенератора потужністю 1 МВт за 20 років дозволяє заощадити приблизно 29 тис. тонн вугілля або 92 тис. барелів нафти.

Собівартість електроенергії

Собівартість електрики, що виробляється вітрогенераторами, залежить від швидкості вітру.

Для порівняння: собівартість електрики, що виробляється на вугільних електростанціях США, 4,5 – 6 цента/кВт·год. Середня вартість електрики в Китаї 4 центи/кВт·год.

При подвоєнні встановлених потужностей вітрогенерації собівартість електрики падає на 15 %. Очікується, що собівартість ще знизиться на 35-40% до кінця року. На початку 80-х років вартість вітряної електрики в США становила $0,38.

За оцінками Global Wind Energy Council до 2050 року світова вітроенергетика дозволить скоротити щорічні викиди СО 2 на 1,5 мільярда тонн.

Вплив на клімат

Вітрогенератори вилучають частину кінетичної енергії повітряних мас, що рухаються, що призводить до зниження швидкості їх руху. При масовому використанні вітряків (наприклад у Європі) це уповільнення теоретично може помітно впливати на локальні (і навіть глобальні) кліматичні умови місцевості. Зокрема, зниження середньої швидкості вітрів здатне зробити клімат регіону трохи більш континентальним за рахунок того, що повітряні маси, що повільно рухаються, встигають сильніше нагрітися влітку і охолоджуватися взимку. Також відбір енергії у вітру може сприяти зміні режиму вологості прилеглої території. Втім, вчені поки що тільки розгортають дослідження в цій галузі, наукові роботи, що аналізують ці аспекти, не дають кількісну оцінку впливу широкомасштабної вітряної енергетики на клімат, проте дозволяють зробити висновок, що воно може бути не настільки зневажливо малим, як вважали раніше.

Вентиляція міст

У сучасних містах виділяється велика кількість шкідливих речовин, у тому числі від промислових підприємств та автомобілів. Природна вентиляція міст відбувається з допомогою вітру. При цьому описане вище зниження швидкості вітру через масове використання ВЕУ може знижувати вентиляцію міст. Особливо неприємні наслідки це може викликати у великих мегаполісах: зміг, підвищення концентрації шкідливих речовин у повітрі та, як наслідок, підвищена захворюваність населення. У зв'язку з цим установка вітряків поблизу великих міст небажана.

Шум

Вітряні енергетичні установки виробляють два різновиди шуму:

• механічний шум - шум від роботи механічних та електричних компонентів (для сучасних вітроустановок практично відсутній, але є значним у вітроустановках старших моделей)
• аеродинамічний шум - шум від взаємодії вітрового потоку з лопатями установки (підсилюється при проходженні лопаті повз вежу вітроустановки)

Нині щодо рівня шуму від вітроустановок користуються лише розрахунковими методами. Метод безпосередніх вимірювань рівня шуму не дає інформації про шумність вітроустановки, оскільки ефективне відділення шуму вітроустановки від вітру шуму в даний момент неможливо.

У безпосередній близькості від вітрогенератора у осі вітроколеса рівень шуму досить великої вітроустановки може перевищувати 100 дБ.

Прикладом таких конструктивних прорахунків є вітрогенератор Гровіан. Через високий рівень шуму установка пропрацювала близько 100 годин і була демонтована.

Як правило, житлові будинки розташовуються на відстані не менше ніж 300 м від вітроустановок. На такій відстані вклад вітроустановки в інфразвукові коливання не може бути виділений з фонових коливань.

Зледеніння лопатей

При експлуатації вітроустановок у зимовий період за високої вологості повітря можливе утворення крижаних наростів на лопатях. При пуску вітроустановки можливий розліт льоду на відстань. Як правило, на території, на якій можливі випадки зледеніння лопат, встановлюються попереджувальні знаки на відстані 150 м від вітроустановки.

Крім того, у разі легкого зледеніння лопатей були відмічені випадки покращення аеродинамічних характеристик профілю.

Візуальний вплив

Візуальний вплив вітрогенераторів – суб'єктивний фактор. Для покращення естетичного виду вітряних установок у багатьох великих фірмах працюють професійні дизайнери. Ландшафтні архітектори залучаються до візуального обґрунтування нових проектів.

В огляді, виконаному датською фірмою AKF, вартість впливу шуму та візуального сприйняття від вітрогенераторів оцінена менше ніж 0,0012 євро на 1 кВт·год. Огляд базувався на інтерв'ю, взятих у 342 осіб, які мешкають поблизу вітряних ферм. Мешканців питали, скільки вони заплатили б за те, щоб позбутися сусідства з вітрогенераторами.

Використання землі

Турбіни займають лише 1% від усієї території вітряної ферми. На 99% площі ферми можна займатися сільським господарствомабо іншою діяльністю, що і відбувається в таких густонаселених країнах, як Данія, Нідерланди, Німеччина. Фундамент вітроустановки, що займає місце близько 10 м-коду в діаметрі, зазвичай повністю знаходиться під землею, дозволяючи розширити сільськогосподарське використання землі практично до самого вежі. Земля здається у найм, що дозволяє фермерам отримувати додатковий дохід. У США вартість оренди землі під однією турбіною становить $3000-$5000 на рік.

Таблиця: Питома потреба у площі земельної ділянки для виробництва 1 млн кВт·г електроенергії

Шкода, що завдається тваринам та птахам

Таблиця: Шкода, що завдається тваринам та птахам. Дані AWEA .

Популяції кажанів, що живуть поруч із ВЕС значно більш вразливі, ніж популяції птахів. Біля кінців лопатей вітрогенератора утворюється область зниженого тиску, і ссавець, що потрапив до неї, отримує баротравму. Більше 90% кажанів, знайдених поруч із вітряками, виявляють ознаки внутрішнього крововиливу. За поясненнями вчених, птахи мають іншу будову легень, а тому менш сприйнятливі до різких перепадів тиску і страждають лише від безпосереднього зіткнення з лопатями вітряків.

Використання водних ресурсів

На відміну від традиційних теплових електростанцій, вітряні електростанції не використовують воду, що дозволяє суттєво знизити навантаження на водні ресурси.

Радіоперешкоди

Металеві споруди вітроустановки, особливо елементи в лопатях, можуть спричинити значні перешкоди в прийомі радіосигналу. Чим більша вітроустановка, тим більші перешкоди вона може створювати. У ряді випадків для вирішення проблеми доводиться встановлювати додаткові ретранслятори.

Див. також

Джерела

1. Global Wind Installations Boom, Up 31 % in 2009
2. World Wind Energy Report 2010 (PDF) Архівовано
3. Wind Power Increase in 2008 Exceeds 10-й рік Average Growth Rate . Worldwatch.org. Архівовано з першоджерела 26 серпня 2011 року.
4. Renewables. eirgrid.com. Архівовано з першоджерела 26 серпня 2011 року.
5. "Wind Energy Update" (PDF). Wind Engineering: 191–200.
6. Impact of Wind Power Generation in Ireland on the Operation of Conventional Plant and the Economic Implications . eirgrid.com (February 2004). Архівовано з першоджерела 26 серпня 2011 року. Перевірено 22 листопада 2010 року.
7. "Дизайн та Operation of Power Systems with Large Amounts of Wind Power", IEA Wind Summary Paper (PDF). Архівовано з першоджерела 26 серпня 2011 року.
8. Claverton-Energy.com (28 серпня 2009 року). Архівовано з першоджерела 26 серпня 2011 року. Перевірено 29 серпня 2010 року.
9. Alan Wyatt, Electric Power: Challenges and Choices, (1986), Book Press Ltd., Toronto, ISBN 0-920650-00-7 ,
10. http://www.tuuliatlas.fi/tuulisuus/tuulisuus_4.html Прикордонний шар в атмосфері
11. http://www.tuuliatlas.fi/tuulivoima/index.html Розміри генераторів за роками
12. http://www.hyotytuuli.fi/index.php?page=617d54bf53ca71f7983067d430c49b7 Параметри діючих вітрогенераторів. Порі, Фінляндія
13. Clipper Windpower Announces Groundbreaking for Offshore Wind Blade Factory
14. Edward Milford BTM Wind Market Report 20 Липень 2010
15. Jorn Madslien. Floating wind turbine launched , BBC NEWS, London: BBC, стор. 5 June 2009. Перевірено 23 грудня 2012 року.
16. Annual installed global capacity 1996-2011
17. Half-year report 2012
18. США та Китай в ході до верху Global Wind Industry
19. http://www.gwec.net/fileadmin/documents/PressReleases/PR_2010/Annex%20stats%20PR%202009.pdf
20. «Wind in power. 2011 European statistics »
21. «Global Wind Statistics 2011»
22. Die Energiewende in Deutschland
23. The Danish Market
24. БІКІ, 25.07.09р., «На ринку вітроенергетичного обладнання КНР»
25. Wind power - clean and reliable
26. Іспанія отримала рекордну частку електрики від вітру
27. Використання енергії вітру в СРСР Бурят-Монгольська правда. №109 (782) 18 травня 1926 року. стор 7
28. Енергетичний портал. Питання виробництва, збереження та переробки енергії
29. http://www.riarealty.ru/ua/article/34636.html «РусГідро» визначає перспективні майданчики в РФ для будівництва вітроелектростанцій
30. =1&cHash=EU will exceed renewable energy goal of 20 percent by 2020] (англ.) . Перевірено 21 січня 2011 року.
31. Denmark aims to get 50% all electricity від wind power
32. EWEA: 180 GW з Wind Power Possible in Europe by 2020 | Renewable Energy World
33. Lema, Adrian і Kristian Ruby, «Бітвін розщеплений національний і політичний об'єднання: Створення китайського ринку для енергопостачання» , Energy Policy, Vol. 35, Isue 7, July 2007
34. China's Galloping Wind Market (англ.). Перевірено 21 січня 2011 року.
35. India до add 6,000 MW wind power by 2012 (англ.) . Архівовано з першоджерела 26 серпня 2011 року. Перевірено 21 січня 2011 року.
36. Venezuela, Dominican Republic Step in Wind 9 Вересень 2010
37. John Blau France Could Be Next Offshore Wind Powerhouse 26 січня 2011
38. American Wind Energy Association. The Economics of Wind Energy
39. Wind Energy and Wildlife: The Three C's
40. Wind Energy Could Reduce CO2 Emissions 10B Tons by 2020
41. D.W.Keith,J.F.DeCarolis,D.C.Denkenberger,D.H.Lenschow,S.L.Malyshev,S.Pacala,P.J.Rasch influence of large-scale wind power on global climate (англ.) // Proceedings of National Academy of Sciences of United States of America. – 2004. – Ст. 46.
42. Dr.Yang(Missouri Western State University) A Conceptual Study of Negative Impact of Wind Farms to the Environment (англ.) // The Technology Interface Journal. – 2009. – В. 1.
43. http://www.canwea.ca/images/uploads/File/CanWEA_Wind_Turbine_Sound_Study_-_Final.pdf
44. Wind Energy in Cold Climates
45. Wind energy Frequently Asked Questions
46. Енергія вітру: міфи проти фактів
47. MEMBRANA | Світові новини Вітрові турбіни вбивають кажанів без жодного дотику
48. Застарілі РЛС гальмують розвиток вітрової енергетики 06 вересня 2010 року

Зі зменшенням кількості корисних копалин людина звернулася до інших видів джерел енергії. Атомні станції, незважаючи на високу ефективність, продовжують лякати забрудненням природи. Чорнобиль та Фукусіма все ще на вустах. Не дивно, що людство звернуло увагу до природних джерел енергії - сонце, вітер, тепло. Сьогодні вітрова енергетика розвивається семимильними кроками.

Все більше людей стикається з такими джерелами та використовує їх у повсякденному житті. Хоча сама вітроенергетика і є новою технологієюОднак навколо неї вже встигло накопичитися безліч міфів. Здебільшого вони належать на старих технологіях, а поширюють їх численні супротивники прогресу. Розкажемо нижче про основні помилки, пов'язані з цим напрямом енергетики.

Вітрові турбіни дуже галасливі.Згідно з цим міфом людина не може знаходитися довго поряд з шумними вітровими двигунами. Проте, вони працюють досить тихо. На відстані 250-300 метрів від вітроелектростанції шум від її роботи не перевищує гучність роботи звичайного домашнього холодильника. У працюючих турбін звук нагадує легкий свист, він набагато тихіше щодо інших сучасних установок. Навіть у малонаселених та сільських районах, де сторонні шуми не можуть приховати роботу вітрових турбін, звук самого вітру є сильнішим. Щоправда, варто згадати і виняток. Так, галасливими є старі агрегати, яким вже понад 20 років. Та й сучасні турбіни, розташовані на пагорбах "тихими", назвати не можна. В результаті в горбистих місцевостях, де житла розташовуються на схилах або западинах за вітром від турбін, звук може поширюватися далі і бути більш відчутним. Однак для вирішення такого ефекту треба лише при проектуванні нової електростанції врахувати розташування довколишніх будинків, відступивши від них на відповідну відстань. Ті ж машини, що випускаються сьогодні, спочатку спроектовані так, щоб механічні компоненти найменшим чиномшуміли. Проектувальники намагаються, щоб залишався лише найменший шум від вітру, що контактує з лопатями роторів.

Найближчі до станції будинки будуть у зоні "мерехтіння тіні".Поняття "мерехтіння тіні" означає процес, який виникає при обертанні лопатей турбінних лопатей між сонцем і спостерігачем. При цьому виникає тінь, що рухається. Проте мерехтлива тінь для будинків, розташованих неподалік електростанції, проблемою ніколи не є. Та й там, де це, в принципі, можливо, проблеми зазвичай легко вирішуються ще на стадії проектування електростанції. Іноді мерехтлива тінь може дратувати тих, хто читає неподалік або дивиться телевізор. Але такий ефект можна легко розрахувати, визначивши скільки саме годин на рік це відбуватиметься. Це допоможе легко визначити проблему. Держава ж пропонує низку рішень, щоб згладити наслідки ефекту. Найпростіше - планування розміщення станції та віддалення її від будинків, в інший спосіб може стати висадка дерев.

Турбіни генерують перешкоди для телевізійних сигналів та інших видів зв'язку.Турбіни можуть створювати перешкоди в окремих випадках, та й то їх можна уникнути. Великі вітрові установки, що знаходяться на місцевості, можуть стати причиною перешкод телебаченню або радіо, тільки якщо знаходяться в межах прямої видимості. У сучасній вітровій енергетиці використовуються різні методи для вирішення такої проблеми. Можна вдосконалити антену-приймач або встановити ретранслятор, який буде передавати сигнал в обхід зони розташування вітряків.

Зовнішній вигляд турбін досить потворний.Краса – поняття досить суб'єктивне. Для багатьох зовнішній виглядтурбін – величний. Розробники планів вітрових станцій мають інструменти для комп'ютерного моделювання, які можуть наочно показати її віртуальний вигляд з різних ракурсів. У результаті ретельне проектування станції дозволяє вирішити проблеми потворного зовнішнього вигляду.

Від вітрових станцій немає особливої ​​користі для місцевих жителів, їхня власність тільки зменшується в ціні.Жодних фактів того, що ціна власності знижується, якщо неподалік знаходиться комерційна вітроелектростанція, немає. У 2003 році в Америці проводилися національні дослідження, які спеціально вивчали ціни на нерухомість біля вітроелектростанції. Виявилося, що наявність такого об'єкта не тільки ніяк не впливає на вартість будинків, а й у деяких випадках навіть збільшує її.

Вітряні електростанції шкодять туризму.Таких задокументованих свідчень також не було виявлено. Іноді вітрові турбіни навіть приваблюють гостей. Тоді місцева влада співпрацює з персоналом станції, щоб встановлювати інформаційні дошки та спеціальні покажчики. Туристи вже на під'їзді або прилеглих дорогах можуть зрозуміти, де саме розташована така незвичайна станція. Дослідження показали, що більшість туристів присутність біля вітрових установок перестав бути приводом для скасування поїздки. Так, у Палм Спрінгз, Каліфорнія, встановлені тисячі турбін. Вони не лише не відлякали туристів, а й навіть залучили їх. Тут гіди пропонують спеціальні автобусні тури для відвідування вітрових установок.

Вітрові турбіни небезпечні, адже з лопат може зірватися лід, що небезпечно для життя людей.Іноді дійсно може відбуватися падіння льоду, проте це не несе будь-якої небезпеки. Того віддалення вітрових станцій від місць постійного проживаннялюдей, які зазвичай є щоб зменшити звукові ефекти, Достатньо щоб забезпечити та безпеку через падіння льоду. Та й велике намерзання льоду на лопатях просто неможливе. Адже воно призводить до зниження швидкості обертання лопат. Турбіну в результаті буде відключено системою її контролю.

Іноді з турбін зриваються лопаті, а вітрові станції руйнуються.Сьогодні вітрові турбіни дуже безпечні. Це дозволяє їх ставити навіть біля дитячих закладів, у сільських, міських та густонаселених місцях. Раніше справді відбувався зрив лопатей, але сьогодні влаштування турбін уже технічно вдосконалено. Усі вітрові двигуни сертифіковані відповідно до міжнародними стандартами. Так, критерії, розроблені Germanischer Lloyd і Det Norske Veritas, включають стандарти різного ступеня стійкості до ураганів. Сьогодні по всій Європі та Америці вже встановлено тисячі вітрових турбін. Всі вони відповідають найвищим стандартам безпеки, які гарантують їхню надійну роботу.

Вітрові турбіни небезпечні для природи, через них гине безліч птахів і кажанів.Вплив зростаючої вітроенергетики та її поширення птахів дуже перебільшено. Воно значно менше за іншу звичайну діяльність людини. Навіть будь-який можливий розвиток вітрової енергетики не вплине на птахів. Адже кількість смертей від установок такого типу становить лише малу частину всього обсягу " людського чинника " . Птахи гинуть від висотних будівель, домашніх кішок, літаків, будівництва, екологічних аварій. При цьому проблема смерті пернатих через вітрові станції перебуває під особливою увагою. Так, на одній із найстаріших об'єктів такого типу в Алтамонті Пасс, Каліфорнія, смерть хижих птахів є давньою проблемою ще з 1980-х. Співробітники цієї станції постійно працюють разом із офіційними органами та експертами з охорони природи, щоб максимально знизити небезпечний вплив на пернатих. З 2003 року стали проводитися дослідження щодо впливу вітрових установок на кажанів. Адже загибель цих ссавців у Західній Вірджинії того ж року привернула увагу вчених та громадськості. У відповідь на це Національна лабораторія з питань відновлюваної енергетики разом із спільнотою захисту кажанів досі проводять дослідження щодо взаємозв'язку роботи станцій із загибеллю цих тварин. Такі дослідження мають зменшити смертність, результати роботи постійно публікуються. Хоча вплив вітроенергетики на популяції птахів і мишей невелика, промисловці серйозно ставляться до потенційної взаємодії з живими істотами. Крім загальних досліджень на місцях перед початком будівництва об'єктів проводяться додаткові дослідження впливу на птахів. Стало вже загальновизнаною практикою досліджувати можливий вплив на природу ще етапі проектування станції.

Вітрові електростанції розбивають на частини зони проживання диких тварин.Зазвичай такі станції будуються біля ліній електропередач. Тут ареали проживання тварин вже фрагментовані та змінені, тому причиною – розвинене скотарство та землеробство. Для самої станції потрібно трохи землі, щоб розмістити саму турбіну, дорогу до неї та лінії електропередачі. Земля навколо таких об'єктів може користуватися і далі в звичному режимі. Часто ділянки з придатними вітровими характеристиками знаходять на незасвоєних землях. Тоді фрагментація ареалів справді може стати джерелом занепокоєння. Адже луки та ліси стоять досі незайманими. Промисловість всіляко підтримує дослідження цих місць, щоб краще зрозуміти можливий вплив. Потрібно порівняти можливий вплив з тим, що може настати за відсутності джерел поновлюваної електроенергії. Адже це загрожує глобальним потеплінням, викидом забруднюючих речовин.

Вітрові турбіни ненадійні та дорогі, вони не можуть бути єдиним джерелом енергії.Пристрої мережі таке, що для неї не потрібно на кожен мегават, вироблений вітровою станцією, генерувати таку ж кількість енергії з інших джерел. Жодна станція не може бути надійною на 100%, це зробило таку мережу, щоб вона мала більше джерел, ніж одночасно потрібно. Така складна система була розроблена спеціально, щоб краще реагувати на можливі припинення роботи одного з джерел або включення промислових споживачів з високим споживанням. У електромережі в такий спосіб існує чимало змінних, які враховуються оператором. Непостійність вітроенергетичних установок є лише одним із факторів роботи всієї мережі. Чи взагалі є високонадійні джерела електроенергії? Так, навіть ядерні реакторита вугільні ТЕЦ відключаються із попередженням незадовго до того, щоб провести технічне обслуговування або аварійний ремонт. Але ж ніхто не прагне дублювати ядерні чи теплові станції такими самими потужними об'єктами. Реалії такі, що вітрова енергетика є надійною від природи. Адже станції зводяться у вітряних місцевостях, моделі сезонних рухів повітря можуть бути спрогнозовані. На відміну від стандартних станцій, вітрові не треба повністю відключати при поломці або обслуговуванні. Якщо турбіна несправна, її можна лагодити, не відключаючи інші установки від мережі.

Вітрові турбіни працюють лише малу частину часу.Виявляється, такі установки виробляють електрику більшу частину доби, 65-80%. Звичайно, іноді змінюється потужність, що видається. Але 100% своєї потужності постійно не може давати жодна електростанція. Всі вони іноді закриваються на ремонт і техобслуговування або виробляють меншу потужність через відсутність попиту на електрику. Вітроелектростанції зводяться на тих місцях, де більшу частину року дме вітер. Але коливання його вітру призводять до того, що виробництво максимальної потужності здійснюватиметься лише 10% часу. У результаті середньорічне виробництво електрика становитиме близько 30% номінальної потужності. Для станцій на невідновлюваних джерелах цей параметр коливається від 04 до 08. Усього ж Росії у 2005 року загальний коефіцієнт використання потужностей всіх станцій становив 0,5.

Вітрові турбіни є малоефективними.Саме навпаки, перевагою вітрових турбін є їх ефективність. Найбільш простим способомВизначення загальної ефективності технології є загальна ефективність. Оцінюється кількість споживаної для енергії. Виявилося, що час відшкодування для вітроелектростанцій практично не поступається показникам звичайних об'єктів, подекуди навіть перевищуючи їх. Нещодавно університет Вісконсіна провів дослідження і виявив, що середнє відшкодування енергії вітроелектростанцій Midwestern у 17-39 разів (залежить від поточної швидкості вітру) більше спожитої енергії. Адже для атомних станцій цей параметр дорівнює 16, для вугільних - 11. І в більш широкому сенсі слід сказати про ефективність вітрових турбін. Адже вони виробляють електрику із природних джерел, які невичерпні. У цьому немає соціальні чи екологічні впливу. Палива не треба добувати, перевозити, відсутнє забруднення довкілля. Немає проблем відходів, які також треба кудись везти та десь зберігати. Вітряні станції не посилюють парниковий ефект, що властиво ТЕЦ.

Вітрова енергія дорога.Сьогодні вітрова енергетика дає електрику таку ж вартість, як і нові станції, що працюють на звичайному паливі. Капітальні витрати на вітрові установки справді вищі, ніж традиційні джерела енергії, наприклад, використовують газ. Але при цьому відсутні й витрати на паливо, та й інші нормовані витрати. технічне обслуговування) такого напряму енергетики виявляються в результаті конкурентними по відношенню до інших джерел. Аналітики дійшли висновку, що вітроенергетика знижує загальну ринкову вартістьелектрики. Адже за останні 30 років у Європі потужність турбін такого типу зросла майже у 300 разів, за цей час вартість виробництва зменшилась на 80%. Кожні нові 5% ринку, віддані вітровій енергії, дозволяють зменшити вартість електрики на 1%. За 5 останніх роківвітроенергетика в ЄС щодня давала 33 робочі місця. Цей ринок постійно зростає, тільки в Росії 2013 року він становитиме 3,1 млрд. євро, а 2015 - 7 млрд. євро.

Для вітрової енергетики потрібні дотації, на відміну звичайної.Аналітики Міжнародного Енергетичного Агентства оцінили субсидування на енергетику у Європі. Виявилося, що у 15 країнах ЄЕС всього виділилося 29 мільярдів євро, з них на вітроенергетику припало лише 19%. Цей показник говорить про те, що такий напрямок просто зрівняли у правах з традиційними технологіямивиробництва енергії.

Вітроустановки непридатні для спільної мережі, працюючи лише у невеликих автономних системах.Щоб вся енергосистема почала залежати від нестабільної видачі потужності вітровими станціями, треба, щоб їхня частка була близько 20-25% від усієї потужності. Наприклад, у Росії з існуючими показникамиі темпами таке співвідношення може бути досягнуто не раніше ніж через 50 років.

У світовому енергобалансі частка вітрової енергетики є незначною.У 2010 році кількість виробленої енергії станціями цього типу становила 2,5% всього обсягу. Енергія вітру високо цінується, наприклад, у Данії вже 20% електрики виробляється у такий спосіб, а Німеччини - 8%. Плани розвитку цього напряму оприлюднили Китай, Індія, Японія, Франція. Темпи розвитку вітрової енергетики дозволяють припустити, що до 2020 року частка цієї галузі становитиме 10% загального обсягу.

Вітрова енергетика сама по собі нестабільна і не така передбачувана, як інші види.Енергія надходить нестабільно, що потребує постійного її резервування та акумулювання. Для вирішення проблем такої нестабільності є варіанти. Сьогодні з точністю 95% складаються прогнози погодинної видачі енергії протягом дня. Цей високий показник планування дозволяє покращити якість роботи та надійність станцій. Щоб оцінити стабільність роботи системи станцій такого типу, група вчених університетів Делавер та Стоні-Брук створила віртуальну систему об'єктів. Вони розташовувалися по всьому східному узбережжю США на відстані від берега. Виявилося, що така система може бути надійним джерелом енергії. Хоча вітрові установки і мають високий потенціал, мінлива погода все ж таки може знижувати їхній потенціал. Вчені пропонують об'єднувати в єдину мережу віддалені один від одного групи вітрогенераторів, щоб згладжувати коливання вітру на ділянках. Проте точних розрахунків поки що не зроблено. У ході дослідження було розглянуто дані, отримані від 11 автоматичних станцій спостереження за погодою протягом 5 років. Вони розташовувалися протягом 2500 кілометрів між Флоридою та Меном. Виявилося, що за цей час, за умови об'єднання станцій у єдину мережу, надходження електрики повністю ніколи не припинялося б. Потужність усієї системи коливалася б не так сильно, як у окремої установки. Якщо та могла за годину змінитись на 50%, то для всієї мережі стрибок у принципі не міг перевищити 10% на годину. Учасники дослідження дійшли висновку, що це "нестабільне" джерело енергії насправді є досить надійним при правильній роботіз ним.

Вітер – це складне фізичне явище. У сучасному світі він використовується як джерело енергії і є економічно цінним продуктом. Вітроенергетика у світі стає все більш затребуваною, над розвитком цієї галузі працюють вчені різних спеціальностей.

Наскільки великий потенціал вітроенергетики? Які переваги і недоліки вона має? Де застосовується? Настав час відповісти на ці запитання.

Існує загальнопоширена помилка, що вітроенергетика зародилася лише XVII-XIX століттях. Проте насправді вітер як джерело енергії активно використовувалися представниками давніх цивілізацій. Ось кілька промовистих прикладів з історії:

1. Вже III-II століттях до зв. е. жителі Месопотамії винайшли перші прототипи вітряків для розмелювання зерна. Лопаті таких пристроїв, обертаючись під дією вітру, надавали руху масивним жорнам. Він, у свою чергу, розтирав зерно на муку. Так енергія вітру дозволила заощадити сили та час кількох сотень робітників.
2. У Стародавньому Єгипті вітряки з'явилися приблизно в той же період.
3. У Стародавньому Китаї за допомогою вітру проводилася відкачування водних мас з рисових полів.
4. У XII столітті технології, що базуються на використанні повітряних потоків, стали поширюватися Європою.

Довгий час вітряна енергетика не могла похвалитися добрими результатами. Вона трохи полегшувала життя і роботу людини, але не могла послужити на благо всього людства.

І лише у XX столітті технічний прогрес торкнувся цієї галузі. Вчені почали розробляти обладнання, що дозволяє перетворювати енергію повітряних потоків на електроенергію.

Затребуваність

Сьогодні енергія вітру використовується людиною дедалі активніше.

Станом на 2015 рік вітроенергетика займає у загальному енергобалансі:

• Данії – 42%;
• Португалії – 27%;
• Іспанії – 20%;
• Німеччини – 8,6%.

Перелічені країни є лідерами з одержання електроенергії із вітру. До цього списку прагнуть долучитися Індія, США, Китай.

Провідні держави світу будують плани збільшення кількості вітропарків. У Китаї та деяких країнах ЄС ухвалюються закони про використання відновлюваних джерел енергії та підвищення потужностей. Все це сприяє розвитку вітроенергетики.

Застосування

Використання енергії вітру є одним із самих перспективних напряміву сучасній енергетиці. Наочне порівняння: потенціал вітру більш ніж 100 разів перевищує потенціал всіх річок Землі.

Вітропарки бувають:

1. Великі. Забезпечують електрикою міста та промислові підприємства.
2. Невеликі.
3. Виробляють електроенергію для віддалених житлових районів, приватних ферм.

Набирає популярності офшорне будівництво: вітроустановки зводяться прямо на воді, за 10–12 км від берегової лінії океану. Такі парки приносять більше прибутку, аніж традиційні. Пов'язано це з тим, що швидкість вітру над океаном у кілька разів вища, ніж суші.

Переваги

Вітрова енергетика має ряд значних переваг, таких як:

1. Загальнодоступність.
   Вітер – відновлювана «сировина». Він існуватиме, поки є сонце.
2. Безпека для природи та людини.
   Як і всі альтернативні джерела енергії, вітер екологічно безпечний. Обладнання, що перетворює вітряну енергію, не створює викидів в атмосферу, не є джерелом шкідливого випромінювання. Шляхи накопичення, передачі та використання енергії вітру – екологічні. Виробнича технікабезпечна для людини, поки вона використовує її за прямим призначенням, дотримуючись при цьому правил безпеки.
3. Успішна конкурентоспроможність. Вітряна енергія – хороша альтернатива атомній. Ці галузі борються за першість у відновлюваній енергетиці. Але АЕС несуть серйозну загрозу людству. У той же час ще не зареєстровано жодного випадку несправності вітряного енергокомплексу, що супроводжується масовою смертністю робітників і простих мешканців.
4. Статистика зафіксувала, що вже у 2015 році галузь обслуговує 1 млн осіб. Розвиток вітроенергетики все ще продовжується, тому ця сфера народного господарства щорічно надає людям тисячі робочих місць у всьому світі. Це підвищує відсоток зайнятості населення та благотворно впливає на економіку окремого регіону, усієї країни та цілого світу.
5. Легкість у роботі та управлінні. Обладнання вимагає лише періодичних ТО. Ремонт турбін або їх заміна – завдання середньої складності. Добре навчені фахівці легко забезпечують роботу вітрогенераторів, їх справність. Для цього потрібні лише базові навички.
6. Перспективність. Вітроенергетика знаходиться лише на середині свого шляху. Потенціал цієї галузі не розкритий на всі 100%, а отже – все ще попереду. Сучасні науково-технічні відкриття дозволять підвищити ефективність вітрової енергетики, зробити її більш прибутковою.
7. Економічна вигода. Будь-яке підприємство на початку своєї роботи потребує великих вкладень. І у галузі вітроенергетики витрати на обладнання стабільні, тоді як ціни на електроенергію збільшуються. Отже, доходи виробництва постійно зростають.

Всі ці характеристики сприяють розвитку та глобалізації вітроенергетики.

Недоліки

Вітроенергетика не має жодних серйозних недоліків, але і в цьому аспекті є проблеми:

1. Високий стартовий капітал. Запустити такий бізнес дуже складно, адже закупівля та монтаж обладнання потребують великих інвестицій.
2. Не всі регіони Землі підходять для будівництва вітроенергетичних комплексів. Підбір місцевості складає основі високоточних розрахунків.
   При цьому враховуються:
   • кількість вітряних днів;
   • швидкість повітряних потоків;
   • частота їхньої зміни;
   • інше.
3. Відсутність точних прогнозів. Неможливо точно передбачити, що показники вітру у цій території залишаться стабільними на 10/20/100 років. Важко розрахувати, скільки енергії вироблятимуть вітрогенератори.

Люди не можуть «приручити» вітер, тож говорити про стабільність у роботі вітрокомплексів неможливо. Втім, це стосується всіх відновлюваних джерел енергії.

Хибні теорії

Противники вітроенергетики вигадують різні лжетеорії:

1. Шум, що створюється вітрогенераторами, шкодить екосистемі.
2. Вітрогенератори вбивають птахів. Так, це справді так. Однак від вітрових станцій помирає стільки ж птахів, скільки від високовольтних мереж та автомобілів.
3. Поблизу вітряних комплексів псується сигнал ТБ. Устаткування ніяк не впливає на якість сигналу супутникового, цифрового та аналогового ТВ.

Основне завдання таких вигадок – залучення більшої кількості людей на бік традиційної енергетики, яка є більш прибутковою для сучасних підприємців.

Висновок

Різкий стрибок у розвитку вітроенергетики зробив життя простіше. Енергія вітру використовується на великих промислових підприємствахй у невеликих сільськогосподарських комплексах. Саме ця галузь енергетики є найбільш затребуваною та перспективною.

Енергія вітру є однією із форм сонячної енергії. Вітри з'являються через нерівномірне прогрівання атмосфери сонцем, нерівностей земної поверхні та обертання Землі. Напрямок потоків вітру змінюється залежно від рельєфу земної поверхні, наявності водойм та рослинного покриву.
Ветогенератори використовують цей рух повітря і перетворюють його на механічну енергію, а потім на електрику. У цій статті буде коротко порушено питання про те, як працює вітрогенератор, а також питання про переваги та недоліки вітроенергетики.

Люди почали використовувати енергію вітру кілька століть тому, коли з'явилися вітряки, які гойдали воду, мололи зерно чи виконували інші функції. Сьогоднішній вітрогенератор є дуже просунутою версією вітряка. Більшість вітрових турбін мають три лопаті, закріплені на вершині сталевої вежі – щогли. Вестрогенератор заввишки 25 м може постачати електрикою житловий будинок, вітрогенератор заввишки 80 м може забезпечувати електрикою сотні будинків.

При проходженні вітру через турбіну лопаті за рахунок кінетичної енергії вітру починають обертатися. Це обертає внутрішній вал, який з'єднаний з редуктором, що збільшує швидкість обертання і підключеним до генератора, який здійснює вироблення електроенергії. Найчастіше вітряні турбіни складаються із сталевої порожнистої щогли, висота якої може досягати 100 м, ротора турбіни, лопатей, осі генератора, редуктора, генератора, інвертора та акумулятора. Часто вітрогенератори оснащуються обладнанням оцінки та автоматичного повороту у напрямку вітру, а також можуть змінювати кут або крок лопатей для оптимізації використання енергії.

Типи вітрогенераторів

Сучасні вітрові турбіни поділяються на дві основні групи;

• з горизонтальною віссю обертання, як у традиційних вітряках, що використовуються для відкачування води;
• з вертикальною віссю обертання, це роторні та лопатеві конструкції Дар'ї.

Більшість сучасних вітрогенераторів мають горизонтальну вісь обертання турбіни.

Зазвичай вони складаються з:

• щоглипорожнистої всередині, зробленої з металу або бетону;
• гондоли, яка кріпиться нагорі щогли і в якій знаходяться вали, редуктор, генератор, котролер і гальмо;
• ротора, До якого входять лопаті і маточина;
• низькошвидкісного валу, який рухається ротором;
• високошвидкісного валу, який приєднаний до генератора;
• редуктора, які механічно з'єднує низькошвидкісний та високошвидкісний вал, збільшуючи швидкість обертання останнього;
• генератора, що виробляє електроенергію;
• контролера, який керує роботою вітрогенератора;
• флюгера, який визначає напрямок вітру і орієнтує турбіну в необхідному напрямку;
• анемометра, який визначає швидкість вітру та передає дані контролеру;
• гальмадля зупинки ротора в критичних ситуаціях.

Переваги та недоліки вітроенергетики

Відновлюване джерело енергії

Енергія вітру є загальнодоступним, відновлюваним ресурсом, тому незалежно від того, скільки її використовується сьогодні, у майбутньому вона, як і раніше, буде доступною. Енергія вітру є також джерелом щодо чистої електрики — вітряні електростанції не виділяють речовин, що забруднюють повітря, або парникових газів.

Вартість

Навіть при тому, що вартість енергії вітру різко скоротилася за останні 10 років, її використання вимагає значніших початкових інвестицій, ніж придбання генераторів, що працюють на викопному паливі. Близько 80% вартості складає техніка, з підготовкою майданчика та встановленням. Тим не менш, якщо порівнювати використання вітрогенератора та установки, що працює на викопному паливі, протягом усього терміну експлуатації, то вітроенергетична установка стає набагато конкурентоспроможнішою, оскільки для неї не потрібно придбання палива, а експлуатаційні витрати зведені до мінімуму.

Вплив на навколишнє середовище

Хоча вітряні електростанції впливають на навколишнє середовище не так значно, як електростанції, що працюють на викопному паливі, вони все ж таки створюють деякі проблеми. Їхні лопаті створюють шум, візуально вони можуть псувати ландшафт, про них розбиваються птахи і летючі миші. Більшість із цих проблем вирішуються тією чи іншою мірою за рахунок різних технологій та розумного розміщення електростанцій.

Інші проблеми, пов'язані з вітрогенераторами

Основна проблема, пов'язана з використанням енергії вітру, полягає в тому, що вітер дме не завжди, коли потрібна електрика, в деяких місцевостях вітру дме дуже слабко, так що там не вигідно використовувати вітрогенератори. Вітер не можна зберігати як бензин (хоча електроенергію, отриману за рахунок вітру, можна зберігати за допомогою акумуляторних батарей). Місцевості із сильними вітрами часто бувають не дуже зручними для заселення. Нарешті вітроенергетичні установки можуть створювати проблеми для інших способів експлуатації землі. Вітряні турбіни можуть заважати випасу худоби або займати місце під посіви.

(Переглянули12 980 | Подивилися сьогодні 1)

Сонячна енергія – наше майбутнє
Вартість сонячних батарейза останні 35 років зменшилась у 100 разів Світові АЕС. Виробництво атомної енергії станом на 2014 рік Екотехнології, які можуть зробити світ чистішим. 9 сучасних напрямків