Энергия ветра как альтернативный источник энергии

Энергия ветра и ветроэнергетика

Энергия ветра является одной из форм Солнечной энергии.

Вследствие неравномерности состава грунта, рельефа местности, а также толщины атмосферного слоя Солнце нагревает поверхность Земли с разной интенсивностью. Нагретая Солнцем поверхность передает тепло воздушным массам, расположенным над ней.

Поскольку плотность воздуха зависит от его температуры, образуются зоны с разными атмосферными давлениями (т.к. тёплый воздух легче, холодный — тяжелее).

По мере того как горячий воздух поднимается вертикально к Земной поверхности, более холодный воздух перемещается вдоль Земли (горизонтально) чтобы заполнить образовавшуюся пустоту.

Таким образом, определим «Ветер» как процесс выравнивания давления путем перемещения воздушных масс из области высокого давления в область низкого давления, рождаемый вследствие неравномерного прогрева Земной поверхности.

Энергия ветра — наряду с энергией падающей воды — один из самых легкодоступных и используемый с древних времён вид преобразованной энергии Солнца. Люди начали использовать такой вид энергии несколько столетий назад, когда появились первые ветряные мельницы, которые качали воду или мололи зерно.Термин «Энергия ветра» можно определить как энергию, с помощью которой движение воздушных масс (ветер) преобразовывается в другие виды энергий.

Энергия ветра может быть преобразована в:

• кинетическую энергию (движение парусных кораблей, полет воздушного змея или воздушного шара);
• механическую энергию (ветряные установки для помола муки или перекачивания воды);
• электрическую энергию (ветрогенераторы для производства электрической энергии).

Потенциал Энергии ветра

Потенциал Энергии ветра в сравнении с другими альтернативными источниками энергии

Ключ: 

1. — излучение Солнца доступное человечеству 23 000 ТВт ежегодно (в 25 раз превышает энергетический запас всего угля на планете).
2. — уголь — глобальный запас 900 ТВт.
3. — уран — глобальный запас от 90 до 300 ТВт (по разным оценкам).
4. — нефть — всего 240 ТВт.
5. — природный газ — всего 215 ТВт.
6. — энергия ветра — 25 — 700 ТВт ежегодно.
7. — энергия океана (течения) — 3-4 ТВт ежегодно.
8. — биомасса — 2-6 ТВт ежегодно.
9. — гидроэнергетика — 3-4 ТВт ежегодно.
10. — геотермальная энергетика — 0,3-2 ТВт ежегодно.
11. — энергия приливов и отливов — 0,3 ТВт/ежегодно.

Основные характеристики ветра

Такое природное явление как «Ветер» принято характеризовать следующими показателями:

Скорость ветра — скорость, с которой происходит перемещение воздушных масс в горизонтальном направлении.

Продолжительность ветра — это время перемещения воздушных масс в каком-либо определенном направлении. Для примера отметим, что некоторые грозы могут длиться всего несколько минут; утренний/вечерний бриз — несколько часов; сезонные ветры, вызванные сезонными изменениями температуры — дуют месяцами; пассаты (глобальные ветры), вызванные разницей температур в разных широтах, дуют постоянно.

Сила ветра — это величина комплексно оценивающая скорость ветра и его воздействие на наземные предметы или по волнению в открытом море. Существует шкaлa для оценки силы ветра в баллах. Подробно со шкалой и ее параметрами можно ознакомиться тут.

Направление ветра — это параметр, который указывает на сторону части горизонта с которой дует ветер. Параметр определяют по компасу. Направление ветра может быть южное, юго-западное, северо-восточное, восточное и т.д.

Порывистость ветра — кратковременные либо значительные отклонения скорости и направления ветра от средних значений на определенной местности.

Повторяемость ветров — преобладающее направление ветра в данном месте в определенный период (год, сезон, месяц). Для изучения цикличности ветров различных направлений на местности строят график, называемый розой ветров.

Турбулентность ветра – это параметр характеризует многочисленные беспорядочно движущиеся вихри и струи разных размеров в общем потоке движения воздушных масс. Такое явление возникает вследствие различия скоростей ветра в смежных слоях воздуха.

Так отдельные количества воздуха, увлекаемые этими вихрями и струями, еще называемые элементами турбулентности, движутся по всем направлениям, в том числе перпендикулярно к среднему направлению ветра и даже против него.

Таким образом, на общий перенос воздуха в определенном направлении и с определенной скоростью налагается система хаотических, беспорядочных движений отдельных элементов турбулентности по сложным переплетающимся траекториям.

Экскурс в историю развития ветроэнергетики

Скорее всего, первый механизм, который использовал энергию ветра, был простым устройством с вертикальной осью вращения лопастей, который использовался для размола зерна. Около 200 лет до н.э. в Персии появились первые мельницы с горизонтальной осью вращения. Подобный примитивный тип ветряной мельницы применяется до наших дней во многих странах Средиземноморья.

Первое письменное описание устройства для выполнения механической работы при использовании ветра — работа Герона, который в 1 веке н.э. описал принцип работы ветряной мельницы.

В Средневековой Европе ветряные мельницы начали строиться после завершения крестоносцами Крестовых походов и их возвращения из Средней Азии.

В Х столетии во многих городах Европы начинают строить ветряные мельницы с использованием гидродвигателя.

Уже XIV столетии по всей Европе начинается повсеместное использование ветряных мельниц для орошения полей в засушливых областях, для откачивания воды с земель, огражденных дамбами, а также для осушения болот и озер. Так, к примеру, в середине XIX столетия в Голландии уже использовалось для разных целей около 9 тыс. ветродвигателей.

В начале ХХ столетия резко возрос интерес к использованию энергии ветра для нужд промышленности и сельского хозяйства. В 1890 году в Королевстве Дания была построена первая ветряная электростанция, а к 1908 году (через 18 лет) их уже насчитывалось 72, установленной мощностью каждая от 5 до 25 кВт.

К началу ХХ столетия в Российской империи функционировало около 2,5 тысяч ветряных мельниц общей мощностью 1 млн. кВт.

В 1931 году недалеко от Ялты была построена самая крупная на том время ветроэнергетическая установка общей мощностью около 100 кВт, а позднее разработан проект агрегата уже на 5000 кВт. Но реализовать и запустить проект полностью не удалось.

В период с 40-х по 70-е годы прошлого столетия предпринимались неудачные попытки использовать энергию ветра в крупномасштабной энергетике. Причиной этому было интенсивное строительство мощных тепловых-, гидро- и атомных электростанций, а также распределительных электросетей, обеспечивающих независимое от погодных условий энергоснабжение. Также способствовали невысокие цены на добываемую нефть.

Возрождение интереса к ветроэнергетике, как и ко многим другим альтернативным видам энергетики (в частности солнечной), началось в 1970-х после нефтяного кризиса. Переломный период явно показал сильную зависимость множества стран и их отраслей экономики от импорта нефти, что стало причиной поиска возможных вариантов для снижения этой зависимости.

В настоящий момент ветроэнергетика является быстро развивающейся и перспективной отраслью. К началу 2015 года установленная мощность всех ВЭУ мира составила 369 ГВт.

 Преимущества и недостатки ветроэнергетики

Поговорим о недостатках и преимуществах использования энергии вера и ветроэнергетики в целом.

1. Энергия ветра – это возобновляемый источник энергииЭнергия ветра является общедоступным и возобновляемым ресурсом. Пока будет светить Солнце и независимо от того, сколько энергии ветра используется сегодня, в будущем она по-прежнему будет доступна в тех же объемах.
2. Стоимость строительства и эксплуатации ветроустановокОтметим, что за последние 10 лет себестоимость 1 кВт электроэнергии, полученной при использовании энергии ветра, резко сократилась.Вместе с тем для старта работы ветрогенератора и начала генерации электроэнергии в сеть требуются значительные первоначальные инвестиций. Так около 80% начальных капиталовложений – это стоимость оборудования и его монтаж на подготовленную площадку. Однако эксплуатационные расходы на содержание установки в течение всего срока эксплуатации практически сведены к минимуму.
3. О воздействии на окружающую средуЭнергия ветра является источником относительно чистого электричества.Ветряные электростанции не выделяют в окружающую среду загрязняющих веществ и их влияние на экологию не так значительно, как энергоустановок, работающих на ископаемом топливе. Но все же они создают некоторые проблемы. Так лопасти ветрогенераторов создают шум, визуально они могут портить ландшафт, о них разбиваются птицы и летучие мыши. Большинство из этих проблем решаются в той или иной мере за счет применения различных технологий и разумного размещения ветроустановок.
4. Другие проблемные вопросы, связанные с вентроэнергетикой

Основная проблема, связанная с использованием энергии ветра – прямая и сильная зависимость вырабатываемой энергии от природных и метеорологических факторов.

Так, в некоторых местностях, наиболее пригодных для проживания и ведения хозяйственной деятельности, ветра дуют очень слабо. Следовательно, там экономически невыгодно строить и использовать ветрогенераторы. И наоборот, местности с сильными ветрами часто бывают не очень удобны для заселения.

Также ветроэнергетические установки могут создавать проблемы для обработки и эксплуатации земли, скотоводства, например, ветряные турбины могут мешать выпасу скота или занимать место под посевы.

 Как работает ветрогенератор

Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — устройство для преобразования кинетической энергии воздушного потока в механическую энергию вращения ротора с последующим её преобразованием в электрическую энергию.

Вращения внутреннего вала ветрогенератора происходит за счет кинетической энергии ветра, возникающей при воздействии ветра на лопасти ветряной станции. Внутренний вал, соединенный с редуктором, увеличивает скорость вращения и подключен к генератору, который осуществляет выработку электроэнергии.

Для оптимизации использования энергии ветра большинство современных ветрогенераторов оснащаются оборудованием автоматического поворота в направлении ветра, а также возможностью изменять угол наклона лопастей.Мощность ветрогенератора находится в зависимости от мощности воздушного потока определяемой скоростью ветра и ометаемой площадью.

Мощности ветрогенератора N рассчитывается по формуле:

Источник: https://alteco.in.ua/technology/vetroenergetika

Энергия ветра

Обращаясь к этому источнику энергии, становится ясно, что ресурсы его неисчерпаемы и крайне велики. С точки зрения неисчерпаемости и экологичности, сильнейшие потоки воздуха обволакивающие нашу планету, таят в себя огромный энергопотенциал. Уместен вопрос, как такой перспективный источник как ветровая энергия не применяется на все 100%?

Интересный факт о ветровой энергетике

Известно, что употребление потоков воздушных масс в качестве неиссякаемого источника энергии началось ещё в Древнем Египте. ветряные установки использовали для доставки водных масс и переработки зерновых культур. Такой принцип действия сохранился и спустя века. В Англии существует и исправно работает ветряная мельница, сооруженная в семнадцатом веке.

Ветровая энергетика в России

А в нашей стране, по дореволюционным данным, функционировало порядка двух ста пятидесяти тысяч ветряных мельниц. В совокупности они выдавали около полутора миллионов киловатт энергии. Применение подобных установок, позволяло обрабатывать до трёх миллиардов пудов зерна за год.

Наши дни

В наше же время ветроэнергетика применяется для получения электроэнергии. Это уже более сложный и трудоёмкий процесс, в котором задействовано множество различных компонентов.

Так называемая теория ветродвигателя, была разработана Н. Е. Жуковским ещё вначале прошлого века. Основываясь на её принципах, стало возможно получить энергию даже из незначительно сильного потока воздуха. Реализовывались невероятные проекты ветрогенераторов оставлявшие далеко позади себя ветряные мельницы.

Но, так или иначе мельница прослужила прототипом для создания современных установок и без неё не было бы того, что мы имеем сегодня.

Технологии прошлого века

Применение мельниц было настолько обширным, что сложно представить насколько усложнился бы труд человека с отсутствием таковых. Их задействовали на лесопильнях, при поднятии строительных материалов на высоту, а так же для направления водных потоков, которые давали жизнь разным отраслям промышленности.

В Голландии, например, львиная доля таких установок, действовала до середины двадцатого века, а некоторые работают и по сей день.

Для создания ветрогенераторов привлекается ряд узконаправленных специалистов из множества областей науки. Ведь разработка и проектирование лопастей или турбин для установок, требует знания своего дела на все 100%.

Типы ветрогенераторов

Классификация ветрогенераторов делится на несколько их основных разновидностей. А зависит она от расположения оси внутри установки по отношению к потоку воздуха.

Приводим основные виды ветрогенераторов:

• ось кручения имеет вертикальное положение, находясь под прямым углом к направлению ветрового потока;
• ось кручения имеет горизонтальное положение, параллельно направлению воздушных потоков;
• ось кручения имеет горизонтальное положение, перпендикулярно направлению воздушных потоков (схожи с водяным колесом).

Ветровые электростанции

При оценке воздушных богатств в 1989 г., исследователями получена цифра, равняющаяся 300 миллиардам кВт/ч в год. Примечательно, что лишь 1,5% из этих гигантских объёмов энергии могут использоваться человеком. Объяснение этому крайне просто. Потоки ветра не постоянны и рассеяны. А это влечёт за собой создание и установку аккумуляторных станций и как следствие значительно удорожает подобные проекты. Плюс ко всему требуются большие территории для размещения ветряков.

Однако находятся и такие участки, продуваемость которых вполне постоянна и может дать необходимое количество ветра для генерации энергии.

Такие потоки ветра классифицируют как:

• умеренный — его скорость составляет порядка, 5-8 м/сек;
• сильный — как правило выдаёт 14-20 м/сек;
• штормовой — величина такого равняется 20-25 м/сек;
• ураганный – сила может достигать более 30 м/сек.

Именно такие районы расположены вдоль береговых линий морей Арктики, Балтики, Севера.

Анализ и детальная структуризация возможностей этих особенностей и перспектив, сделали возможным создание ряда установок и агрегатов, благодаря которым человечество получает электроэнергию из силы ветра.

Были созданы как гигантские ветряки величиною в десятки метров, так и портативные ветрогенераторы для загородных домов.
Принцип действия крайне прост. Ветряные лопасти приводят в движение механизм динамо-машины, которая подаёт энергию на присоединённый аккумулятор.

Ветровые установки и агрегаты для получения электричества можно встретить там, где нет возможности провести линию электропередач. Это и удалённые сельскохозяйственные предприятия и точки нефтедобычи расположенные в Арктике.

По мнению инженеров, ветровую энергию получаемую по средствам лишь одних ветряков, логично применять в местах, где возможны не долгие перебои с подачей электричества. Т.е. там, где такие заминки не доставят проблем экономике или производству. А применяя их в купе с аккумуляторными установками, такие генераторы позволяют подавать энергию практически круглосуточно.

Несмотря на всё это, в настоящее время широкого применения этот источник энергии не получил. В виду того, что само по себе обслуживание и содержание ветряных установок крайне дорогое удовольствие.
Помимо этого есть ряд других сложностей и проблем.

Одна из таких — это переизбыток энергии во время сильного ветра и её нехватка, когда ветра нет. Было найдено несколько решений. Один из методов заключается в коммутировании ветряного колеса и насоса подающего воду в бак находящийся выше. Скопившаяся в нём вода, попадая на турбину приводит её в движение и один из возможных генераторов активен (могут быть постоянного или переменного тока).

Есть так же масса и других проектов по аккумулированию и сбору энергии ветра. Например, когда сжатый воздух при помощи силы ветряка, нагнетается в большие подземные сооружения.

Самым перспективным способом является получение водородного топлива. Электричество, полученное от генератора ветра, позволит разложить воду на водород и кислород. В дальнейшем, водород пригоден для хранения в сжиженном состоянии. Его можно применять на тепловых электростанциях, сжигая в специальных печах.

Источник: https://www.cleanenergo.ru/istochniki-energii/energiya-vetra/

Особенности ветроэнергетики

В энергетической сфере сейчас происходят глобальные изменения. Человечество осознало опасность ядерной, атомной и гидроэнергетики, и сейчас ведутся разработки станций, на которых используются возобновляемые источники энергии. По прогнозам экспертов к 2020 году не менее 20% от всего количества энергоресурсов возобновляемых источников будет составлять энергия, полученная с помощью ветра.

Польза ветроэнергетики заключается в следующем:

• энергия ветра позволяет сберечь окружающую среду;
• сокращается использование традиционных энергоресурсов;
• уменьшается количество вредных выбросов в биосферу;
• при работе агрегатов, вырабатывающих энергию, не появляется смог;
• использование ветровой энергии исключает возможность выпадения кислотных дождей;
• отсутствие радиоактивных отходов.

Это лишь небольшой перечень достоинств использования энергии ветра. Стоит учесть, что устанавливать ветряные мельницы вблизи населенных пунктов запрещается, поэтому их чаще можно встретить на открытых ландшафтах степей и полей. В результате определенные территории будут абсолютно непригодными для проживания людей. Также эксперты отмечают, что при массовой эксплуатации ветряков возникнут некоторые климатические изменения. Например, из-за изменения воздушных масс, климат может стать сухим.

Перспективы ветровой энергетики

Несмотря на колоссальную пользу энергии ветра, экологичности ветровой энергетики, еще рано говорить о массовом строительстве ветровых парков.

Среди стран, которые уже используют данный источник энергии, стоит назвать США, Данию, Германию, Испанию, Индию, Италию, Великобританию, Китай, Нидерланды и Японию.

В других странах энергия ветра используется, но в меньших масштабах, ветроэнергетика только развивается, но это перспективное направление экономики, которое принесет не только финансовую выгоду, но и поможет уменьшить негативное влияние на экологию.

Источник: https://ecoportal.info/energiya-vetra/

Энергия Ветра — источник энергии.Альтернативные источники энергии — ветер

Ветровая энергия может быть рассмотрена как форма солнечной энергии, как солнце — движущая сила любых погодных событий. Энергия ветра служить человеческим потребностям все 2000 лет и остался одним из наиболее перспективных возобновляемых альтернативных  источников энергии.

Ветер — постоянно меняющиеся энергия

Это во многом зависит от географического расположения, а также рельеф земной поверхности. Скорость ветра увеличивается к вверх от земли. Извлеченные мощность пропорциональна кубу скорости ветра, таким образом, удвоение скорости, выходная мощность увеличивается в восемь раз. Таким образом, ветер, со средней скоростью 5 м / с в два раза сильне ветра, со средней скоростью 4 м / с.

Объектов для строительства ветрогенераторов могут служить места без большого скопления деревьев  и зданий, так как эти барьеры снижения скорости ветра.

Современные ветровые турбины — устойчивые и долговечные машины. Они очень эффективно преобразует энергию ветра в электричество. Желая воспользоваться ветровой энергией, возник вопрос, можно ли установить ветровую турбину,в месте проживания. А именно, независимо от скорости ветра достаточно, экономические и технические мощности использования. Есть ли выбор места или даже страны достаточных ресурсов ветра мощностью можно убедиться на  ветрового атласа.

В Западная Европа сильные ветра наблюдаються в прибрежных и возвышенных регионах. Если на месте ветровых ресурсов недостаточно, она должна искать альтернативные, более подходящей формы возобновляемой энергии.

Ветровая энергия может быть использована для производства электричества, а требую обширного расположения на земле, если вы хотите произвести достаточно энергии. В настоящее время в мире быстро совершенствуется в использовании ветровой энергии.

Из всех существующих в настоящее время возобновляемые источниках энергии, энергии ветра крупнейший конкурент в тарифы с традиционными источниками энергии.

Быстрое улучшение не только в промышленных энергии ветра, который использует сотни тысяч киловатт энергии, но и дома к дому или месту индивидуальных потребностей, которые часто используются ветрогенератор в  нескольких киловатт . Такие высокие темпы связи с благоприятными экономическими условиями и о том, что  это чистая энергия — энергия будущего.

Общая мощность ветроэнергетики в 1999 году 13450 МВт.

Высокотехнологичные ветряки для производства около 20% электроэнергии, необходимой для США (то есть, примерно так же, как производство атомных электростанций). Важно понимать, что 1% площади означает, что оборудование занимает всего 5% земли, только ветроэлектростанция будет находиться на некотором расстоянии друг от друга.                      Хотя ветрогенераторы чистый источник, производить достаточно электричества, но также имеет много недостатков:

·                          возможно использовать энергия ветра не везде.

·                          высокая технологичность в ремонте и обслуживании.

·                          достаточно высокие затраты на текущий ремонт.

·                          нарушение  ландшафта и скрывать солнце.

·                          страдают от климатических бедствий.

·                          шум.

Однако, для того, чтобы улучшить условия жизни в странах Западной Европы (Дания, Германия, Голландия и др.) широко используются  ветровая энергия. Современные энергии- энергия ветра преобразуется в электрическую энергию, которая используется для бытовых целей, а излишки транспортируется в центральную сеть.

Годовой выработка мощностей за счет энергии ветра  росла в мире 2000 — 2004 приходилось 28%, и эта технология является вторым наиболее быстро растущих технологий. Ветровая энергия в основном распространены в Испании и Германии (эти страны в 2004 году еще на 2000 МВт повысили мощности за счет энергии ветра) и в меньшей степени, Индии, США и Италии. Некоторые страны, например.

Россия, Китай, Южная Африка, Бразилия, Мексика и другие., В настоящее время только начинают осваивать эту технологию.

Энергия ветра в последнее десятилетие начали рассматривать как национальное достояние, в каждой стране, так же, как ископаемое топливо (нефть, газ) . Эти энергетические ресурсы, в отличие от ископаемого топлива, является возобновляемыми. Их использование обеспечивает значительную экологическую, социальную и политическую выгоду, но в ближайшем будущем и будет содержать четкие экономические преимущества.

Ветроэнергетические технологий в последнее десятилетие стало самым развивающиеся технологии во всем мире. В 2005 году энергии ветра в мире насчитывало 57 837 МВт. Большинство из них — 70,6% — то есть 40 455 МВт в Европе, 16,8% — Северная Америка и 12,6% — остальной мир.

ЕС в 2005 году ветровой энергии было произведено 69,5 млрд. кВт-ч электроэнергии, или 21,7% больше, чем в 2004 году Это больше, чем 2% от общего производства электроэнергии в ЕС.

По энергии ветра установленным ​​суммарным мощностям в ЕС явно доминируют Германия и Испания, однако, число энергии ветра на душу населения впереди Дания более чем в два раза.

В 2005 году В Дании было более 5000 ветряных турбин

Более 8% из них относятся к энергии ветра кооперативов или отдельные ферм. Более 100 тысяч семей в датских ветряных турбин или кооперативных акционеров. Дания и Швеция, чтобы вкладывать средства в энергию ветра, и считают это более полезны, чем держать их в банке.

Ветер мощность в 2005 годуи ветровой энергии, произведенной электроэнергии в 2005 годуЧленов ЕС

Партия	Ветер мощность в 2005 году, МВт	Электроэнергия, произведенная в 2005 году, млрд. кВт-ч
Германия	18 427,5	27,326
Испания	10 027,9	20,23
Дания	3 128,0	6,579
Италия	1 717,4	2,731
D. Британия	1 337,2	2,504
..
Словакия	5,1	0,004
Литва	0,9	0,001
Кипр	0,0
Словения	0,0
Мальта	0,0
Из общего ЕС	40 455,4	69,507

1997 Европейской комиссии по возобновляемым источникам энергии Белой книге говорится, что энергия ветра установленной мощности к 2010 году увеличится до 40 000 МВт, в то время как количество электроэнергии достигнет 80 млрд. кВт-ч в год. Такой ветер pagaintos количество электроэнергии позволит сократить ежегодные выбросы СО 2 в энергетическом секторе, 72 миллионов человек. тонн.

Интенсивный рост ветроэнергетического  рынка и технический прогресс позволяет предположить, что эти цели были полностью оправданы и достижимыми.

В 2010 году характеристик предлагаемой ветроэнергетической промышленности характеризуется следующими цифрами:

·                     Оснащен мощности — 70000 МВт из 10000 МВт в открытом море;

·                     Годовое количество электроэнергии — 167 млрд. кВт-ч, т.е. 50% всей электроэнергии из возобновляемых источников энергии и 5,5% от общего объема производимой электроэнергии,   эта сумма эквивалентна 34270 тысяч европейских домохозяйств, или 85,7 млн человек годовой потребности;

·                     Суммарного инвестиций в ветроэнергетической промышленности — 49 млрд долларов. Евро.

Преимущества предоставляемые ветра развертывания энергетических мощностей, носит комплексный характер:

экономические, экологические, социальные и политические. Предусмотрено промышленности энергии ветра позволит Развитие десятилетия:

·                     Избегайте 13200000000. Евро купить органического топлива;

·                     Экономия 9,4 до 24 миллиардов долларов. EUR внешних издержек;

·                     Чтобы уменьшить выбросы СО 2 на 523 млн. т, т.е. 30% от ЕС для удовлетворения обязательств по Киотскому протоколу;

·                     Повышение вновь созданных рабочих мест, число 3 400 000-й

Европейских страны, недавно вступивших в ЕС, развитие ветроэнергетики, а также не будет оставлен позади

2003 Весной европейских заседание Совета пригласить лидеров стран-кандидатов были приглашены к участию в целях ускорения ЕС активизировать усилия по повышению Eletre из возобновляемых источников энергии, создавать свои собственные национальные цели в этой области для каждой страны отдельно.

Бофорта шкала скорости ветра

Категории	Скорость в м / с	Характеристика	Оказывает	Право на получение TE
	0,0 до 0,4	спокойствие	дым вертикально	не
0,4 до 1,8	молчаливый	флюгера еще не запущен, но нет дыма по диагонали	не
2	1,8 до 3,6	легко	отходов деревьев	бедные
3	3,6 до 5,8	слабый	деревьев составлял	достаточно для некоторых типов
4	5,8 до 8,5	средний	диапазон тонких ветвях дерева	хорошо
5	8,5 до 11,0	свежий	лиственные деревья начинают раскачиваться	очень хорошо
6	11,0 до 14	сильный	большую ветку дерева взял полным ходом	приемлема для небольшой ветер
7	14-17	сильный

Источник: https://vetrodvig.ru/energiya-vetra-istochnik-energii-alternativnye-istochniki-energii-veter/

Альтернативные источники энергии

09.10.2019

Существующие на сегодня источники энергии разделяют на традиционные и альтернативные. К традиционным относят полезные ископаемые — нефть, газ, уголь. Их самый большой недостаток заключается в том, что это — невосполнимые запасы.

В этом состоит первый фактор, который приводит к пониманию необходимости использования других энергоносителей. Рано или поздно даже самые богатые месторождения исчерпают себя, поэтому поиск новых вариантов получения энергии становится с каждым годом актуальнее.

Вторым фактором, а по значимости, возможно, и первым, является влияние на экологию планеты. Выбросы парниковых газов, которые образовываются при сжигании полезных ископаемых, нарушают климатический баланс. Последствия изменения климата в последнее десятилетие становятся все ощутимее.

Проливные дожди и ураганы, снег посреди весны, периоды длительной засухи, наводнения, торнадо и другие природные явления возникают все чаще, и управлять ими мы не можем.

Единственный доступный людям способ снизить темпы изменения климата — это переход на более экологически чистые источники энергии, к которым относятся восполняемые, или альтернативные: солнце, ветер, вода, биогаз и другие.

Альтернативная энергетика

Выходом из ситуации перманентного нефтегазового кризиса (а в нем мы не раз оказывались за период независимости Украины) видится использование альтернативных видов энергии.

Альтернативные источники энергии — это природные явления, которые путем преобразования в специальных установках превращаются в тепловую или электрическую энергию. К ним относят:

• солнечное электромагнитное излучение;
• кинетическую энергию движения воздушных масс (ветер);
• кинетическую энергию водного потока (реки);
• энергию морских приливов и отливов;
• тепловую энергию горячих источников.

К альтернативной энергетике относят также получение тепла в процессе сжигания возобновляемого топлива — биогаза, биоэтанола, топливных пелет и др.

Рассмотрим плюсы и минусы альтернативных видов энергии.

Солнечная энергетика

Солнечные электростанции и солнечные коллекторы используют энергию светового потока, которая естественным путем попадает на фотоэлементы и преобразовывается в электрическую энергию, или тепловую энергию для нагревания жидкости (воды). Главный плюс — экологичность и полное отсутствие вредных выбросов в атмосферу.

Основной недостаток — неравномерность получаемой мощности в течение суток или других временных периодов. Ночью, в пасмурную или дождливую погоду выработка электроэнергии прекращается. В ясные погожие дни количество произведенной электроэнергии превышает потребности энергопотребителей, поэтому возникает необходимость в аккумуляторах.

Их цена значительно повышает себестоимость произведенного кВт/ч.

Ветровая энергетика

Альтернативная энергия ветра используется человечеством издавна, чему примером могут послужить ветряные мельницы. Их современный прообраз — ветровая энергетическая установка — использует превращение кинетической энергии движущихся воздушных масс в электрическую энергию. Несколько десятков ветрогенераторов, объединенные в одну сеть, образовывают ветровую электростанцию.

Это один из наиболее дешевых видов альтернативной энергетики. Его большим недостатком является наличие шума, производимого ветровой установкой. Побочным отрицательным эффектом можно также считать гибель перелетных птиц, попадающих в лопасти генератора.

Гидроэнергетика

Движущийся водяной поток как альтернативный источник энергии используется в нескольких видах генераторов. Одни из них устанавливаются на реках и работают за счет естественного течения (мини — ГЭС), другие “настроены” на работу с океаническими или морскими приливами, третьи — снимают “пенку на гребне волны”, т.е. работают на энергии морских волн. Последний тип пока находится в процессе испытаний, а первые два давно прошли этап тестирования и работают.

Плюсом гидроэнергетики является экологическая чистота, недостатком — высокая стоимость оборудования и ограниченность возможных мест установки.

Биотопливо как альтернативный источник энергии

Под биотопливом понимают любой вид топлива, получаемый из растительного сырья, отходов животноводства, органических отходов промышленности и жизнедеятельности человека. Обыкновенные дрова тоже являются биотопливом, восстанавливаемым источником тепловой энергии. Правда, на восстановление его запасов потребуется несколько десятков лет.

В промышленном производстве биотоплива как альтернативного вида энергии используют как специально выращиваемые культуры, так и отходы сельскохозяйственного производства.

К числу известных на сегодня видов биотоплива относят:

• топливные пеллеты и брикеты;
• биоэтанол, биобензин и биодизель;
• биогаз.

Для производства твердых видов биотоплива используют отходы деревообрабатывающей промышленности, а также специально выращиваемое сырье — энергетическую древесину. Плюсом в данном случае является относительная дешевизна получаемого продукта, минусом — достаточно длительный срок восстановления/выращивания исходного сырья.

Производство жидких видов биотоплива основано на переработке сельскохозяйственных культур и животных жиров. В разных странах используют различные виды растительности: сахарный тростник, рапс, сою, кукурузу и т.д.

Альтернативная энергия биогаза

В Украине активно развивается альтернативная энергетика на базе переработки отходов сельского хозяйства. Биогаз получается в результате сбраживания растительного сырья. Он ничем не отличается по составу от природного метана, и применяется для тепловых и энергетических установок.

Биогаз — один из самых перспективных видов альтернативного топлива. Его производство не только не требует выращивания или иной подготовки исходного материала, но и позволяет избавляться от отходов, тем самым снижая экологическую нагрузку на окружающую среду.

В Украине получение топлива в биогазовых установках становится трендом. По объемам рынка это направление занимает третье место после солнечной и ветровой энергетики.

Источник: https://ecodevelop.ua/ru/alternativni-dzherela-energiyi/

Энергия ветра: разбираемся в самых популярных мифах о ветряных электростанциях

Рынок ветроэнергетики во всем мире достаточно развит: совокупный объем установленных мощностей электростанций, использующих энергию ветра, по данным на конец 2018 года достиг 564 ГВт. Наибольший прирост показали Китай, США и Германия.

При правильном развертывании ветряные электростанции позволят достичь цели, установленной Парижским соглашением — не допустить повышения температуры более чем на 2 °C по сравнению с доиндустриальным уровнем в этом столетии.

Ветряки, в отличие от угольных и газовых электростанций, не производят прямых выбросов в атмосферу и безопаснее для здоровья человека и окружающей среды, чем традиционная энергетика. Но это согласно официальной информации, однако у обывателей к создателям ветроэнергетических установок (ВЭУ) свои вопросы.

Поэтому рассказываем о том, стоит ли опасаться альтернативной — ветряной — энергетики.

Миф 1: Шум от ветряных электростанций приводит к проблемам со здоровьем и просто мешает жить

Постоянный шум и свист появляется в ближайших к месту установки ветряной электростанции населенных пунктах — так звучит один из самых распространенных мифов о ветроэнергетике. На самом деле, ветряные электростанции не издают много шума — звуковое загрязнение, производимое лопастями и оборудованием ВЭУ, гораздо ниже, чем то, которому человек подвергается в городских условиях.

Согласно действующим в России санитарным нормам, эквивалентный уровень шума в населенных пунктах составляет 55 дБ в течение дня и 45 дБ ночью. На практике: в сельской местности, где шум в ночное время колеблется от 20 до 40 дБ, ветряк будет издавать звук мощностью 35–45 дБ. Но это значение справедливо только в радиусе 350 м от электростанции (если речь идет об одиноко стоящем ветряке) — далее уровень шума соответствует естественному фону.

Что касается различных заболеваний, начиная от бессонницы и заканчивая раком, то существует ряд исследований (например, проведенное Минздравом Канады), которые свидетельствуют о нулевом влиянии ветровых электростанций на здоровье человека.

В январе 2012 года Департамент охраны окружающей среды штата Массачусетс, США, опубликовал исследование о возможном воздействии ветряных электростанций на здоровье. В документе, составленном группой независимых врачей и инженеров, говорится о «недостаточном количестве доказательств того, что шум от ветряных турбин напрямую влияет на сон и вызывает проблемы со здоровьем или болезни».

Миф 2: Ветер — не слишком экологичный источник энергии

Энергия ветра снижает, а не увеличивает выработку углекислого газа в энергетическом секторе. Например, в Великобритании расчетное сокращение выбросов CO₂ по сравнению с ожидаемым объемом к 2020 году составило 15 млн т в год. Переход на альтернативные источники энергии — ветер, солнце и вода — а точнее, замена 61% традиционных электростанций на «зеленые» позволит сократить выбросы углекислого газа в Европе к 2030 году на 265 млн т.

Да, ветряные электростанции приводят к непрямым выбросам CO₂, но они составляют всего 11 г/кВт*ч. Для сравнения, тот же показатель у газовых электростанций составляет 490 г/кВтч, а у угольных — 820 г/кВтч.

Еще одна претензия к ветроэнергетике касается использования в ветрогенераторах редкоземельных металлов, таких как неодим.

Это отчасти верно — в конструкции электродвигателя ветряной электростанции используются постоянные магниты из содержащие данный элемент, что увеличивает их эффективность в 10 раз в сравнении обычными магнитами.

Однако, редкоземельные металлы широко используются в оборудовании и материалах, используемых в повседневной жизни — в мобильных телефонах, ноутбуках, автомобилях, самолётах в значительно большем объеме .

Миф 3: Ветряная энергетика не создает рабочих мест

Согласно прогнозам, к 2030 году в секторе возобновляемой энергетики будет задействовано около 24 млн человек — в 2017 году в нем уже работало около 8,8 млн сотрудников. Это сделает ветроэнергетику и ВИЭ в целом одним из драйверов развития мировой экономики. Только в Европе к 2030 году появится 90 тыс. дополнительных рабочих мест.

К тому же цены на нефть в последние несколько лет падают — это приводит к сокращению рабочих мест в нефтедобывающих компаниях. В 2015 году из-за снижения стоимости ископаемого топлива без работы осталось 250 тыс. человек.

Кроме того, игроки энергорынка активно сокращают сотрудников из-за растущей автоматизации труда. В 2018–2019 годах General Electric и Siemens по этой причине сократили несколько тысяч человек.

Миф 4: Ветряные электростанции — это дорого

Затраты на строительство ветряных электростанций ниже, чем при возведении традиционных электростанций, а стоимость энергии ветра постепенно снижается вместе с ростом объема новых ветропарков. По данным Bloomberg, стоимость строительства и эксплуатации ветряных электростанций за последние 10 лет по всему миру сократилась на 38%.

По данным правительства России, в 2015–2017 годах затраты на строительство ветряных электростанций упали на 33,6%. В июне 2019 года министр энергетики России Александр Новак заявил, что стоимость возведения ветряных электростанций сравнялась со строительством газотурбинных ТЭЦ при пересчете на расходы станции по производству 1 кВт*ч.

Согласно отчету компании Coface от 2018 года, ветроэнергетика быстро растет благодаря постоянному снижению цен на ветрогенераторы. При этом строятся они значительно быстрее традиционных.

Миф 5: Ветряные электростанции работают только 30% времени и не производят электричество в снег и штиль

Эффективность ветряных электростанций часто путают с коэффициентом использования установленной мощности (КИУМ). Современные ветряные турбины вырабатывают электроэнергию 80–85% времени, а объем производимой энергии зависит от скорости ветра. КИУМ для ветряных электростанций составляет 28–30%, а для обычной, тепловой или газотурбинной, электростанции — в среднем 50-60%.

Ветроэлектростанции работают даже при слабом ветре (2-3 м/с) и в дождь, а небольшой объем производимой в таких условиях энергии уравновешивается запасами энергии, произведенными при более благоприятных погодных условиях. Кроме того, ветряные электростанции могут распределять электроэнергию между сетями — в зависимости от того, где ветер дует сильнее, и работать в связке с солнечными, биоэнергетическими и газовыми электростанциями.

Все формы производства энергии оказывают влияние на окружающую среду, на живущих рядом с электростанциями людей и животных. Но влияние ветряной энергетики — одно из самых низких из существующих. Некоторые из описанных выше опасений содержат долю правды, однако ветроэнергетика — молодая технология, которая развивается быстрыми темпами и постоянно становится эффективнее и безопаснее.

Источник: https://hightech.fm/2019/09/27/wind-myths

Энергия ветра: плюсы и минусы

Электроэнергия — уникальный ресурс. Ее можно вырабатывать в любых количествах, она неиссякаема и не базируется на ископаемых элементах. Такие свойства делают электроэнергию очень востребованной, распространенной и популярной. Существует и оборотная сторона — для производства электричества требуется достаточно мощное оборудование, требующее обслуживания, ремонта и прочих работ, которые могут производиться только квалифицированными людьми.

Электрические магистрали, разветвленная сеть которых охватывает всю страну, ведут только к густонаселенным районам, минуя отдаленные регионы. Это объяснимо, так как расходы на проведение ЛЭП очень велики, поэтому в первую очередь обеспечиваются электричеством только самые крупные пункты.

Способы автономного получения электроэнергии и их последствия

Решить проблему отсутствия электричества можно разными способами. Распространены дизельные и бензиновые генераторы, иногда встречаются мини-ГЭС, позволяющие обеспечить энергией небольшой поселок. Все эти способы имеют определенный недостаток — они отрицательно влияют на окружающую природу. Выбросы от двигателей бензиновых или дизельных генераторов губительно воздействуют на атмосферу, содержат пары свинца и прочих вредных химических соединений.

Дамбы, образуемые для создания мини-ГЭС создают искусственные водоемы, нарушающие естественное равновесие природных процессов в регионе, изменяют гидродинамический режим грунтовых водоносных пластов, объемы питания рек, расположенных ниже по течению.

Все эти воздействия запускают процессы, уничтожающие природные богатства страны. Самое опасное в них — незаметность и постепенность действия.

Все происходит очень медленно, исподволь, пока в один день не оказывается, что произошли необратимые изменения, полностью меняющие состояние экологии в регионе.

Альтернативные источники энергии

Кроме традиционных, наиболее распространенных способов получения электричества существуют другие, менее используемые, но вполне эффективные средства. К ним относятся солнечная энергия, приливные электростанции, АЭС и другие энергоблоки, способные вырабатывать электричество в промышленных масштабах или для нужд отдельного дома. Но существует один способ, имеющий массу преимуществ перед остальными.

Речь идет о ветроэнергетике, вполне эффективной и активно развивающейся отраслью энергетики в странах Запада. Потоки ветра, перемещающиеся по атмосфере, имеют огромную энергию, которая используется пока еще довольно скудно.

В России такими разработками занялись относительно недавно, так как в советское время ветроэнергетика считалась убыточной и непроизводительной отраслью.

Упор делался на крупные гидроэлектростанции, позволяющие обеспечивать энергией индустриальные регионы, питать производственные цеха и металлургические комбинаты.

В сравнении с потребностями промышленности, расходы энергии на бытовые нужды населения незначительны, поэтому обеспечивались практически по остаточному принципу. Поэтому и существуют до сих пор регионы, куда магистрали электроснабжения не проведены.

Ветроэнергетика — наиболее удачный выход из положения. Дело в том, что при помощи одного-двух ветряков можно обеспечить энергией всю усадьбу, не создавая крупную сеть с множеством дорогостоящего оборудования.

Плюсы и минусы ветровых электростанций

Ветровые электростанции имеют массу достоинств. В их числе:

• компактность. Ветряк занимает точечное положение и не требует какой-то территории для функционирования
• полная безопасность для окружающей среды. Ветрогенератор только получает энергию, ничего не отдавая взамен, поэтому внести в экологию какие-либо изменения он не может
• отсутствие потребностей в каком-либо топливе, вся работа системы производится абсолютно автономно
• высокая ремонтопригодность ветряков, особенно в сравнении с гидроэлектрстанциями
• расходы на получение энергии стабильны и поддаются прогнозированию
• минимальные потери энергии при передаче, возможность установки ветряков вблизи от потребителей

При таких значительных преимуществах, делающих ветроэнергетику весьма привлекательной отраслью, существует немало аргументов против нее. Если не считать различных утверждений о вреде для птиц или о сильном шуме, издаваемом ветряками, которые на проверку оказываются просто несостоятельными, можно выделить несколько действительно серьезных недостатков:

• высокие единовременные вложения, особенно если речь идет о ветроэлектростанции, объединяющей несколько десятков ветряков
• непостоянство скорости и направления потоков ветра, которые трудно предсказать или запланировать. Здесь же надо отметить случающиеся шквалы или штормы, способные вывести из строя высокие мачты с лопастями, не готовыми к таким нагрузкам
• КПД ветрогенераторов в лучшем случае составляет 30%, а в среднем — гораздо меньше, что является самым серьезным аргументом против такого направления энергетики

Следует учитывать, что рассматривать ветроэнергетику в качестве альтернативы гидроэнергетике можно только с позиций полной недоступности последней.

При равных возможностях первенство ГЭС очевидно, поэтому речь не идет о замене одного типа станций на другой, а лишь о возможности получения энергии при отсутствии обычных методов.

Если рассуждать на бытовом уровне, то приобретение ветряка, даже недорогого, весьма сильно ударит по семейному бюджету.

Учитывая реалии, можно вполне ответственно утверждать, что в большинстве регионов, где нет электричества, покупка промышленного ветряка людям не по карману. Другое дело — самостоятельное изготовление.

Здесь картина иная, так как техническое творчество у русского человека в крови, а если к тому подталкивают жизненные обстоятельства, то самая серьезная мотивация обеспечена.

Виды ветрогенераторов

Существующие конструкции ветрогенератоов делятся в первую очередь на горизонтальные и вертикальные. Устройства с горизонтальной осью вращения являются более эффективными, стабильнее в работе и обеспечивают более ровные результаты, но нуждаются в постоянном наведении на ветер и более сложны в самостоятельном изготовлении.

Ветряки с вертикальной осью вращения просты и доступны для изготовления своими руками. Они не требовательны к направлению ветра или высоте подъема над землей, главным условие для них является отсутствие поблизости крупных зданий или сооружений, заслоняющих ветер.

Недостаток этих конструкций — относительно низкая эффективность, вызванная одновременным воздействием как на рабочую часть лопастей, так и на обратную, создавая усилие, уравновешивающее лопасти в состоянии покоя. Для решения этого вопроса созданы разные конструкции роторов, в число которых входят:

• ротор Савониуса
• ротор Дарье
• ротор Третьякова
• ортогональный
• геликоидный и т.д.

Разница между этими конструкциями заключается в конфигурации лопастей и в том, как решается вопрос с отрицательным воздействием на их обратную сторону.

Наиболее простая и доступная конструкция Савониуса представляет собой две изогнутые по продольной оси лопасти, расположенные по диаметральной оси.

Самая сложная на сегодняшний день — конструкция Третьякова, представляющая собой систему воздухозаборников и направляющих конструкций, организующих поток воздуха таким образом, чтобы полностью исключить потери от противонаправленных воздействий.

Выбор прототипа для самостоятельного изготовления обычно делается исходя из возможностей, наличия оборудования и материалов и прочих обстоятельств, способных повлиять на принятие решения. Необходимо понимать, что создание ветряка — это не решение вопроса, для того, чтобы включить лампочку, надо сначала изготовить собственно генератор, инвертор, подключить аккумуляторы, установить контроллер заряда, соединить все это должным образом и настроить работу комплекса.

Как самостоятельно сделать ветрогенератор

Ответ на этот вопрос лежит в плоскости подготовки человека в теоретическом или техническом плане. Обычный порядок работ примерно следующий:

• создание проекта
• произведение всех доступных расчетов
• подготовка материалов
• приобретение элементов системы, которые невозможно сделать самостоятельно (например, аккумуляторов)
• изготовление вращающихся частей (ротора)
• установка ротора, проверка рабочих качеств, внесение необходимых конструктивных изменений
• сборка генератора (если планируется собрать его самостоятельно, а не использование готовых образцов)
• соединение всей системы в комплекс, пробный запуск
• настройка системы, регулировочные работы
• эксплуатация

Источник: https://energo.house/veter/energiya-vetra.html

Электричество из ветра и солнца. Как регионы РФ осваивают альтернативные источники энергии

МОСКВА, 4 июля. /ТАСС/. Несколько регионов России, в том числе Мурманская, Волгоградская и Ульяновская области, планируют в ближайшие 2-3 года реализовать проекты в сфере возобновляемой энергетики, запустив солнечные электростанции и ветропарки.

Это обеспечит электричеством удаленные районы и снизит негативное воздействие на окружающую среду. Насколько успешны в РФ такие проекты и с какими сложностями сталкиваются регионы при освоении альтернативных источников энергии, — в материале ТАСС.

Ставка на ветер

Для некоторых регионов РФ использование энергии ветра является практически единственным способом, чтобы обеспечить ресурсами жителей удаленных населенных пунктов.

Это особенно актуально для Камчатского края, где с 2011 года реализуется инвестпроект «Обеспечение энергоснабжения изолированных территорий на основе возобновляемых источников энергии». Проект подразумевает строительство ветродизельных комплексов в энергоизолированных населенных пунктах.

Власти рассчитывают, что это позволит экономить на топливе около 400 млн рублей в год и снизить темпы роста энерготарифов.

Использование возобновляемых источников энергии актуально для Крайнего Севера и Арктики, где в периоды распутицы доставить топливо в поселки, отрезанные от большой земли, становится невозможным.

Как сообщили ТАСС в Министерстве топливно-энергетического комплекса и ЖКХ Архангельской области, региону требуется круглосуточное «обеспечение бесперебойным энергоснабжением достаточно большого числа изолированных населенных пунктов».

«К сожалению, стоимость интеграции высокотехнологичных решений, позволяющих использовать ветровую, солнечную или другой вид возобновляемой энергии, крайне высока», — сказали в министерстве.

Ставку на ветроэнергетику делают и власти Адыгеи, рассчитывающие на увеличение инвестиций в экономику региона. Как сообщили ТАСС в пресс-службе главы республики, в сентябре здесь запустят самый крупный в стране ветропарк мощностью 150 МВт. «Ветроэлектростанция поможет восполнить растущие потребности республики в энергомощностях, после запуска ветропарка энергодефицитность Адыгеи сократится на 20%», — уточнили в пресс-службе.

На грани окупаемости

Несмотря на экологичные преимущества ветряных и солнечных электростанций, регионы РФ пока не готовы перейти полностью на этот вид энергии. Среди сдерживающих факторов: высокие затраты на строительство и низкая мощность на выходе. Кроме того, как считают некоторые эксперты, такие проекты имеют долгий срок окупаемости.

В частности, вернуть затраты на строительство ветропарков можно минимум через 8 лет, утверждает ТАСС министр промышленности и энергетики Ростовской области Игорь Сорокин. Он отметил, что Ростовская область «обладает обширными территориями и хорошим ветропотенциалом».

Первые ветропарки мощностью 300 МВт появятся здесь в 2019 году.

«Запуск ветроэлектростанций позволит повысить надежность электроснабжения потребителей области, объем выработки электроэнергии и долю энергии на базе возобновляемых источников энергии и распределенной электроэнергии от общей мощности потребленной энергии в Ростовской области до 20% к 2022 году», — сообщил Сорокин.

Как отмечал ранее глава Мурманской области Андрей Чибис, строительство ветропарка в регионе позволит увеличить долю экологически чистых источников энергии и положительно скажется на развитии инфраструктуры Кольского района.

Однако существенной доли в объемах энергопотребления он не займет.

Для сравнения, Кольская АЭС, на которую приходится 60% выработки энергии в регионе, имеет установленную мощность почти в 10 раз выше, а ее выработка составляет почти в 15 раз больше, чем планируемые показатели ветропарка.

В Мурманской области ветропарк создается на побережье Баренцева моря, неподалеку от села Териберка. Ввод в эксплуатацию запланирован на декабрь 2021 года. По данным региональных властей, его мощность составит 201 МВт, ветроэнергетические установки смогут в течение года производить 750 ГВт/час, что позволит сократить выбросы углекислого газа в атмосферу.

По оценке Министерства топливно-энергетического комплекса и ЖКХ Архангельской области, наиболее перспективным участком для строительства ветропарков признано побережье Белого моря. Однако, чтобы запустить такой объект, требуются «высокие единоразовые затраты». По предварительным оценкам, чтобы модернизировать дизельную электростанцию, расположенную на берегу Белого моря, и «научить» ее работать на энергии ветра или солнца, может потребоваться 80 млн рублей.

«В условиях отсутствия транспортной инфраструктуры с удаленными населенными пунктами, стоимость проектов возрастает в разы, внедрение возобновляемых источников энергии становится на грани экономической нецелесообразности. В условиях территориальной удаленности перспективных мест внедрения возобновляемых источников энергии, высокой стоимости реализации и длительного срока окупаемости проекта, вопрос поиска инвестора носит затруднительный характер», — отметили в министерстве.

Энергия Солнца и Земли

Кроме использования ветра, несколько регионов осваивают и другие альтернативные варианты: например, на Камчатке реализуется региональная программа перевода энергетики на нетрадиционные источники энергии и местные виды топлива.

Об этом сообщил ТАСС министр жилищно-коммунального хозяйства и энергетики Камчатского края Олег Кукиль.

В рамках этой программы на Мутновском месторождении парогидротерм (в окрестности Мутновского вулкана с самыми мощными на Камчатке многочисленными выходами на поверхность Земли термальных вод и пара) установлены две геотермальные электростанции, в Усть-Большерецком и Быстринском районах — четыре гидроэлектростанции.

В Республике Адыгея начинают осваивать солнечную энергию. Здесь, к концу текущего года компания «Возобновляемые источники энергии» совместно с ГК «Хевел» построит две первые солнечные электростанции (СЭС) суммарной мощностью 8,9 МВт, инвестиции в объекты составят 960 млн рублей. В Волгоградской области уже работает электростанция на базе солнечных модулей. Как уточнили ТАСС в региональном комитете ЖКХ и ТЭК, это Красноармейская СЭС мощностью 10 МВт.

В Краснодарском крае, в Анапе, в инфраструктуру технополиса ЭРА Минобороны РФ внедрили более 100 энергогенерирующих установок, сообщили ТАСС в пресс-службе центра инноваций. По словам собеседницы агентства, один из типов генераторов — это скамейки, оснащенные солнечными аккумуляторами, энергии которых хватает на зарядку гаджетов через USB-разъемы и питание светодиодной подсветки.

Как отмечают эксперты, солнечная энергетика в России имеет большую историю исследований и разработок со времен СССР. Кроме того, СЭС гораздо дешевле в строительстве и обслуживании по сравнению с ветропарками. «Ветряные электростанции требуют регулярного обслуживания — смазывания лопастей. СЭС практически не требуют специального обслуживания», — добавила директор института статистических исследований и экономики знаний НИУ «Высшая школа экономики» Лилиана Проскурякова.

Перспективы отрасли

По оценке экспертов, объем инвестиций, необходимых для развития возобновляемой энергетики в России до 2024 года, превышает 800 млрд рублей. Чтобы поддержать инвесторов в освоении этой перспективной отрасли, государство предлагает им специально разработанные меры поддержки.

«Инвесторов в возобновляемой энергетике, российских и зарубежных, на нашем рынке достаточно. Этот сегмент стал привлекателен благодаря выгодным условиям, которые предлагает государство. Сегодня в России сформирована программа господдержки генерации электроэнергии из ВИЭ, в которой основную роль играют договоры поставки мощности», — отметила Проскурякова.

При этом эксперты считают, что развитие возобновляемой энергетики в стране можно ускорить, если возводить ветропарки или солнечные электростанции на основе отечественных разработок и комплектующих. Это мнение разделяют и представители регионов России, где существующие объекты состоят в основном из импортного оборудования.

Так, на Камчатке, в селе Никольское на Командорских островах, работает станция, состоящая из двух французских ветроэнергетических установок, в поселке Усть-Камчатск размещена ветроэнергетическая станция производства Японии.

Единственное исключение — Ульяновская область, где в прошлом году начал работать завод по производству лопастей для ветроустановок.

«Первая партия лопастей для ветрогенераторов в настоящее время готовится к отправке в Ростов-на-Дону. Это уникальные технологии и единственное подобное производство в России, которое имеет большой экспортный потенциал. Сейчас на этом производстве занято более 200 сотрудников», — пояснил ТАСС председатель правительства Ульяновской области Александр Смекалин.

По его словам, сейчас в регионе формируется первый в России «полноценный кластер» возобновляемых источников энергии. «Цель, которую мы перед собой ставили пять лет назад — сделать наш регион базовой территорией для развития ветроэнергетики в масштабах всей страны, — сегодня достигнута. Приятно отметить, что выстраивается кооперация в сфере развития отрасли ветроэнергетики и между нашими компаниями-партнерами», — резюмировал глава правительства Ульяновской области.

Потенциал возобновляемой энергетики будет обсуждаться в ходе международной промышленной выставки ИННОПРОМ, которая пройдет в Екатеринбурге с 8 по 11 июля. В обсуждении примут активное участие РОСНАНО и Фонд инфраструктурных и образовательных программ Технологии для городов.

Тема ИННОПРОМа в этом году — «Цифровое производство: интегрированные решения», страна-партнер — Турция. Организаторами выступает Минпромторг России и правительство Свердловской области. ТАСС является генеральным информационным партнером и оператором пресс-центра.

Источник: https://tass.ru/ekonomika/6630524

Солнечная энергия

Является первым источником энергии в мире. Ее использовали даже гораздо раньше, чем люди узнали как зажечь огонь. Многие живые существа флоры и фауны зависят от солнечной энергии. Она в основном используется для генерации света и тепла. Приходящая на планету солнечная энергия зависит от орбитальной траектории Солнца и его вариаций в пределах галактики.

Кроме того, она зависит от активности, происходящей в космосе и на солнце. Как полагают, благодаря именно этой энергии, было разделение на сушу и море в Ледниковый период. Солнечная энергия – наиболее широко используемый альтернативный источник энергии во всем мире. Около 70% солнечного света отражается обратно в космос.

У нас только 30% солнечного света, чтобы удовлетворить свои энергетические потребности. В то время как солнечная энергия используется для производства солнечной энергии, она также используется для сушки одежды, для фотосинтеза растений, людьми во время зимних сезонов – для теплой температуры их тел.

Солнечную энергию можно добывать либо из солнечных нагревателей, либо используя фотоэлектрические (PV) ячейки.

Есть два вида солнечной энергии: активная и пассивная. Пассивная солнечная энергия в основном использует длительность, положение и интенсивность солнечных лучей для нагревания конкретной области. Она также используется, чтобы вызвать воздушный поток из одной зоны в другую.

Активная солнечная энергия использует электрические и механические технологии, такие как сбор панелей в захвате, преобразования и хранения энергии для использования в будущем. Солнечная энергия не загрязняет окружающую среду и широко используется во многих странах.

Она является возобновляемым источником энергии, так как солнце будет продолжать производить солнечный свет все время. Панели солнечных батарей, которые необходимы, чтобы использовать эту энергию можно использовать в течение длительного времени, они практически не требуют технического обслуживания.

Солнечная энергия оказывается неэффективной в более холодных регионах, которые не получают длительного солнечного света. Она не может использоваться в течение ночи, также батареи не могут потреблять весь солнечный свет. Ее энергетических преимуществ намного больше, чем недостатков.

Энергия ветра

Эксплуатировалась в течение очень долгого времени, столетиями. Ее использовали в парусных судах, чтобы сделать возможными торговые пути в дальние страны. Один ветряк может питать орошения сельскохозяйственных культур, а также энергетические потребности семьи – откачку воды и электрическое освещение. Тем не менее, в настоящее время существует несколько видов ветряков, которые используются для создания требуемой энергии в основном для промышленного использования.

Многие из ветровых турбин могут захватить много энергии сразу перед подачей его в электрическую сеть. Все их знают, как ветровые электростанции, которые используется уже в течение многих лет по всему миру. Лишь Соединенные Штаты не спеша осваивают этот альтернативный источник энергии. Энергия ветра – возобновляемый источник энергии, снижающий наш союз с зарубежными странами, которые поставляют для нефть и газ.

Она не вызывает никакого загрязнения воздуха и создает рабочие места в последние несколько десятилетий. Улучшение в технологии привело к снижению стоимости установки ветроэлектростанций. Энергия ветра может быть использована только в тех областях, в которых есть сильные ветры. Это означает, что она не может быть использована в качестве источника для энергии в любом месте на Земле. Она иногда создает шумовые помехи, поэтому не может использоваться вблизи жилых районов.

Эти недостатки свидетельствуют о том, что энергия ветра может добываться только в отдельных регионах.[1]

Геотермальная энергия

Гео означает Земля и тепловая означает энергию. Под геотермальной энергией имеется ввиду энергия, выработанная под землей. Она абсолютно чистая и возобновляемая. Геотермальная энергия используется в течение последних нескольких лет. Земля содержит расплавленные породы, которые называются магма. Тепло непрерывно продуцируется оттуда. Температура повышается примерно на 3 градуса по Цельсию, на каждые 100 метров под землей.

Ниже 10000 метров температура настолько высока, что ее можно использовать для кипячения воды. Вода делает свой путь глубоко внутри Земли и горячий камень кипит как вода. Затем кипящая вода производит пар, который поглощают геотермальные насосы. Пар вращает турбины, которые в свою очередь, активируют генераторы. Геотермальная энергия может быть найдена в любом месте на земле.

В большинстве стран используют эту энергию для выработки электроэнергии и мощности миллионов домов. Области, которые имеют высокие подземные температуры это те, которые подвержены землетрясениям и извержениям вулканов. Соединенные Штаты производят больше геотермальной энергии, чем любая другая страна в мире. Большинство геотермальных резервуаров горячей воды расположены в западных штатах, на Аляске и Гавайских островах.

Геотермальная энергия – полностью возобновляемая. Земля будет продолжать производить тепло до тех пор, пока мы здесь. Если эти ресурсы будут использоваться эффективно, они могут обеспечить решение энергетических проблем в мире. Геотермальная энергия никаким образом не загрязняет окружающую среду. Также делает нас менее зависимыми от стран, богатых на нефть и газ.

Она значительно экономит средства, так как топливо не требуется, чтобы добывать энергию из-под земли. Эти преимущества делают геотермальную энергию одним из лучших альтернативных источников. Но, геотермальная энергия имеет и недостатки. Она может добываться только в конкретном регионе, а не везде. Земля может выделять определенные вредные газы, выпуская тепло, которое может оказаться неблагоприятными для человечества.

Кроме того, районы, где эта энергия есть, подвержены землетрясениям и извержениям вулканов. Кроме того, создание геотермальных электростанций требует огромных затрат на установку. Вот некоторые плюсы и минусы геотермальной энергии [1].

Гидроэлектроэнергия

Энергия, вырабатываемая солнцем, и энергия ветра перемещают ветер. Тепло, вызванное солнцем гонит ветер. Движение ветров затем захватывается ветровыми турбинами. И ветер, и солнце – причина испарения воды. Затем водяной пар превращается в дождь или снег и стекает в море или океаны через реки, ручьи. Энергия движущейся воды может быть использована. Она называется гидроэлектрическая.

Гидроэлектростанции, захватывая кинетическую энергию, двигают воды и дают механическую энергию турбинам. Подвижные турбины затем преобразовывают механическую энергию в электрическую через генераторы. Плотины во всем мире были построены только для этой цели. Гидроэнергетика – крупнейший в мире альтернативный источник. Существуют различные типы гидроэлектростанций.

Выбор гидростанции зависит от объема и потока воды. Гидроэнергетика – возобновляемый, предсказуемый и управляемый источник энергии. Она не выделяет парниковых газов и являются экологически чистой. С отрицательной стороны, гидроэнергетика может вызвать неблагоприятное воздействие на водную флору и фауну, уменьшать поток воды, который может влиять на сельское хозяйство.

Также требует огромных затрат на строительство и может привести к хаосу, если возникнут неполадки.

Энергия биомассы

Это процесс, с помощью которого альтернативная энергия генерируется посредством превращения биологических материалов и отходов в формы, которые могут быть использованы в качестве источников энергии для отопления, выработки электроэнергии и транспортировки.

Эти углеродные вещества или материалы, преобразованные на ископаемые виды топлива в течение длительного периода времени не рассматриваются в качестве биомассы. Тем не менее, в их первоначальном состоянии они рассматриваются как биомасса. Это происходит из-за разделения углерода. Они ранее содержали углеродный цикл.

Это делает их по-разному влияющими на уровни углекислого газа в воздухе.

Энергия биомассы существовала с древних времен, когда люди сжигали древесину или уголь для отопления своих домов или приготовления пищи. Древесина по-прежнему остается наиболее распространенным источником для производства энергии из биомассы. Помимо древесины, другие продукты также используются для добычи энергии биомассы. Например, включают зерновые культуры, заводы, свалки, коммунально-бытовых и промышленных отходов, деревьев и сельскохозяйственных отходов.

Биомасса является возобновляемым источником энергии. Мы могли бы производить ее до тех пор, пока существуют культуры, растения и отходы. Это не создает никаких выбросов парниковых газов и может быть легко извлечено через процесс сгорания. Еще одним преимуществом является то, что биомасса помогает уменьшить свалки. Биомасса является сравнительно неэффективным по сравнению с ископаемым топливом.

Они выделяют метан газы, которые могут быть вредными для окружающей среды.

Энергия океана

Земля предлагает много источников энергии. Так же, как геотермальной и солнечной энергии, которая уже давно используется в системах отопления домов и освещения. Даже в прошлом веке эти формы энергии были в использовании. Из-за массивных размеров океанов, эта энергия может быть использована в более широком масштабе, чем другие альтернативные источники энергии.

Волны, производимые океаном и приливы, которые обрушились на берег моря обладают огромным потенциалом. Если их силу использовать эффективно, то можно сократить энергетических проблемы мира. Есть три типа: приливная энергия, энергия волны и океанская термальная энергия. Приливные электростанции в основном включают в себя использование кинетической энергии от входящих и исходящих приливов и отливов.

Разница высоких приливов и отливов также играет важную роль в этом отношении. Существует много энергии, которая может использоваться из волн. Это еще одна форма гидроэнергии. Взлет и падение океанских приливов и отливов захваченных приливными генераторами, которые вращают турбины. Движение турбин отвечает за выработку электроэнергии. Короче говоря, приливной генератор захватывает кинетическое движение приливов и преобразует их в электрическую энергию.

Главным преимуществом приливной энергии является то, что она полностью возобновляемая и гораздо более предсказуема, чем волновая энергия.

Водородная энергетика

Водород является самым распространенным и доступным элементом на земле, но он редко встречается один. Даже вода содержит две трети водорода. Он, как правило, встречается с другими элементами и отделяться прежде, чем мы сможем использовать его. Водород имеет огромный потенциал и может быть использован для питания домов, транспортных средств и даже космической ракеты.

Отделить водород от других элементов энергозатратно, и, следовательно, довольно дорого стоит извлечь его. Основное преимущество водородной энергетики – она является чистым источником топлива и не оставляет каких-либо элементов отходов, кроме воды. Там нет вредных выбросов для окружающей среды. Она полностью является возобновляемым ресурсом и может быть произведена снова и снова по первому требованию.

Водород также может быть использован для изготовления бомб. Например, которые использовались Америкой на Хиросиму и Нагасаки, что делает его легко воспламеняемым. Зависимость от ископаемого топлива до сих пор остается, чтобы извлечь водород из других элементов. Кроме того, это довольно дорого для производства и хранения.

Таковы некоторые из альтернативных источников энергии, которые могут быть приняты во внимание при планировании производства и потребления энергии. Вы можете использовать любой из них, и вы будете удовлетворять свои потребности в электроэнергии [1].

Литература

1. Электронный источник: environment.

Источник: http://masters.donntu.org/2018/etf/kiselev/library/article5.html