Об энергии ветра

Ветроэнергетика – от древних мельниц до современных электростанций

 Ветер издавна использовался в качестве преобразователя кинетической энергии воздушного потока в механическую. Мельницы не только мололи зерно. Они широко использовались также в качестве водокачек. Сегодня ветряки наряду с солнечными коллекторами доступны большинству потребителей. Благодаря простому механизму небольшие модели могут изготавливаться в домашних условиях. Традиционно наряду с электрогенераторами до сих пор используются насосы, работающие от силы ветра. Их используют для перекачки воды из скважин.

 

Типы ветряных установок

Первые конструкции с лопастями, расположенными перпендикулярно земле, до сих пор живы и показывают наибольшую эффективность. Горизонтальное расположение оси вращения применяется на мегаваттных установках.

Модели, в которых лопасти вращаются на вертикальной оси, не столь требовательны к силе ветра и производят меньше шума. Больше подходят для использования в частных домах. В промышленной энергетике не нашли широкого применения.

Существуют парусные и лопастные модели. Последние отличаются также формой и количеством лопастей (от 1 до 12).

Размеры и мощность установок варьируется от нескольких милливатт, заряжающих мобильный телефон,  до мегаваттных сооружений, способных обеспечивать целые поселки электроэнергией.

 

Как работает ветрогенератор

                             Схема работы ветрогенератора

Принцип работы ветрогенератора прост, ветер дует и толкает лопасти или паруса, что и заставляет вращаться вал, на котором они закреплены. Это движение передается оси, которая вращает ротор генератора, где происходит превращение кинетический энергии в электрическую.

Далее все зависит от мощности установки и цели его использования.

• Полученное электричество поступает в аккумуляторную установку, откуда пользователь может отбирать выровненный постоянный ток. Если требуется подключать приборы, работающие на переменном токе, потребуется преобразователь, выдающий стандартные 220В 50Гц.
• Поскольку аккумуляторы имеют относительно небольшой срок службы, а их цена доходит до четверти стоимости всей установки, можно направлять электричество непосредственно на нагревательные элементы. В этом случае потребуется тепловой   аккумулятор (большая емкость с водой), тэны. Применяется для отопления домов, теплиц и промышленных помещений.

При выборе ветряной установки стоит учитывать высоту и диаметр требуемой мачты, длину лопастей, уровень производимого шума и КПД данной модели.

 

Перспективы

Поскольку сила ветра может сильно колебаться, ветроустановки  не могут производить стабильное напряжение. Это накладывает ограничение относительно  объема ветровой энергии в городской сети (не более 25%).  Вместе с тем в совокупности с другими экологически чистыми видами энергии ветряки могут производить четверть всего потребляемого электричества на планете.