Вітроенергетика

Вітрогенератор

Вітроенерге́тика — галузь відновлюваної енергетики, яка спеціалізується на використанні кінетичної енергії вітру.

Загальна характеристика

Цей вид джерела енергії є непрямою формою сонячної енергії, і тому належить до відновлюваних джерел енергії. Використання енергії вітру є одним із найдавніших відомих способів використання енергії із навколишнього середовища,і було відоме ще в давні часи.

Світова премєра: 7.5 МВт турбін вітру Estinnes Бельгії липня 2010, зверніть увагу на унікальне двох частин лопатей ротора

11 х 7,5 МВт вітрових турбін Enercon E-126 Estinnes Бельгії 10 жовтня 2010, завершено

Німеччина є світовим лідером з використання енергії вітру. Тільки за перші 6 місяців 2001 року в ФРН було збудовано 673 нові вітрові електричні установки. Загальна кількість «вітряків» у Німеччині складає понад 10 тисяч, а їх загальна сукупна потужність досягла 6900 МВт. У Нижній Саксонії працює близько 2000 таких установок, які виробляють близько 8% електроенергії. Розроблено проект, згідно з яким у 2004-2005 роках почалося будівництво чотирьох промислових вітрових парків у Балтійському морі і десятьох – у Північному. Перші експериментальні станції з’явилися у морі на насипних островах у 2003 році. До 2010 року частка екологічно чистої енергії в енергетичному балансі Німеччини може зрости до 10 відсотків. В Данії близько чверті електроенергії отримують на ВЕС.

Станом на кінець 2007 р., загальна потужність встановлених вітрових турбін у світі складала 94.1 гігават. Не зважаючи на те, що отримана електрична енергія складає 1% від обсягу споживання електричної енергії в світі, приблизно 19% виробленої в Данії електричної енергії отримано від енергії вітру, 9% в Іспанії та Португалії, 6% в Німеччині та Ірландії (дані за 2007 рік). В глобальному вимірі, виробництво електричної енергії на основі енергії вітру зросло в п'ять разів від 2000 до 2007 року.

Вітер

Добові зміни вітру.

Джерело вітроенергетики  - сонце, так як воно є відповідальним за утворення вітру. Атмосфера землі вбирає сонячну радіацію нерівномірно через неоднорідності її поверхні та різний кут падіння світла в різних широтах в різну пору року. Повітря розширюється та підіймається догори, утворюючи потоки. Там де повітря нагрівається більше ці потоки підіймаються вище та зосереджуються у зонах низького тиску, а більш холодне повітря підіймається нижче, створюючи зони високого тиску. Різниця атмосферного тиску змушує повітря пересуватися від зони високого тиску до зони низького тиску з пропорційною швидкістю. Цей рух повітря і є тим, що ми називаємо вітром.

Щоб найкраще використати вітряну енергію, важливо досконало розуміти добові та сезонні зміни вітру, зміну швидкості вітру в залежності від висоти над поверхнею землі, кількість поривів вітру за короткі відрізки часу та також статистичні дані хоча б за останні 20 років.

Від загальної кількості енергії сонця 1-2% перетворюється на енергію вітру. Ця кількість вп’ятеро перевіщує річну світову енергетичну потребу. Сучасна технологія дозволяє використовувати тільки горизонтальні вітри, що знаходяться близько до поверхні землі та мають швидкість від 12 до 65 км/год.

Історія використання вітру та повітря

Вітряки в Греції.

Ілюстрація використання уловлювача вітру та канал для його охолодження.

Енергія вітру використовується людством віддавна

Одним з найперших винаходів використання вітру було вітрило десь у п’ятому тисячолітті до н.е. У першому сторіччі до нашої ери давньогрецький вчений Герон Александрійський винайшов вітряк, що керував органом.

Вітряні млини для переробки зерна винайдені ще у середньовіччі. Вважається, що перші вітряки були збудовані в Сістані, десь між сучасним Іраном та Афганістаном, між дев’ятим та сьомим сторіччами до н.е. Вони мали вертикальну вісь, від шести до дванадцяти крил з полотна або очерету та використовувались як млини та помпи для води.

В останні роки енергія вітру все ширше використовується для одержання електроенергії. Створюються вітряки великої потужності і встановлюються на місцевості, де дмуть часті й сильні вітри. Кількість і якість таких двигунів зростає щорічно, налагоджене серійне виробництво.

У будівництві феномен вітру у давнину також застосовували для природньої вентиляції та охолодження повітря у сухих та жарких країнах Середньої Азії.

Вітроенергетика в Україні

Див. також: Вітроенергетичний потенціал України

В Україні діють сім вітроелектростанцій (ВЕС), оснащених власними вітроагрегатами. У 1998-1999 роках стали до ладу три нові ВЕС, вартість електроенергії на яких нижча, ніж на збудованих раніше.

Процес будівництва української вітроенергетики почався у 1996 році, коли була запроектована Новоазовська ВЕС проектною потужністю 50 МВт. У 2000 році працювало 134 турбіни з 3500 запроектованих та закладено близько 100 фундаментів під турбіни потужністю 100 кВт кожна. Фактична потужність станції при штаті 34 працівники – 14,5 МВт. Приблизно такий же штат співробітників буде на ВЕС, коли вона досягне проектної потужності. На Південмаші у Дніпропетровську будують турбіну потужністю 1,0 МВт, яка буде встановлена на Новоазовській ВЕС.

Від 2009 року вітроелектростанції в Україні отримали право на використання зеленого тарифу.

Деякі сучасні пристрої та засоби використання вітру

• Градирня
• Вітрова електростанція
• Сонячна шахта (іспанською, англійською, німецькою, французською)
• Кайтсерфінг, російською мовою Кайтсерфінг

Література

• В.І. Саранчук, М.О.Ільяшов, В.В. Ошовський, В.С.Білецький. Хімія і фізика горючих копалин. - Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. – с. 600. ISBN 978-966-317-024-4

Див. також

• Обладнання вітроенергетичної потужності за країнами
• Вітрогенератор
• Вітропарки (іспанською, англійською, німецькою, французською)
• Зелений тариф