Використання енергії вітру для енергопостачання будинків

Сила вітру – це одне з найдавніших джерел енергії, яке використовується людством. В Україні достатньо високопродуктивного вітрового потенціалу, зокрема в Приазовському, Причорноморському і Карпатському регіонах, і розвиток вітроенергетики в цих районах може стати пріоритетним.

Вітроенергетичні установки (ВЕУ), перетворюють кінетичну енергію вітрового потоку в електричну за допомогою генератора. Лопаті ВЕУ використовуються для обертання центральної ступиці, яка під'єднана через коробку передач до електричного генератора.

При цьому швидкість вітру і площа, що охоплюється лопатями ві-тротурбіни, є найважливішими факторами, що впливають на кількість енергії, яку ВЕУ може перетворити в електроенергію. Енергія вітру змінюється пропорціонально кубу швидкості вітру. Тобто, якщо швидкість вітру подвоюється, то кінетична енергія, яку отримає ротор, збільшиться у вісім разів.

За розташуванням осі обертання розрізняють два типи ВЕУ (рис. 9.14). ВЕУ із горизонтальною віссю обертання мають дві або три лопаті, що встановлені на вершині башти. Довжина лопатей переважно становить 15-40 м. Розміри сучасних ВЕУ мають широкий діапазон: від малих 100 кВт-них, що призначені для забезпечення електроенергією окремих будинків та котеджів, до великих – потужністю більше 1 МВт. Сучасні ВЕУ зазвичай мають такі основні компоненти: лопаті, ротор, трансмісію, генератор і систему контролю (рис. 9.14, 9.15).

Важливими факторами, що впливають на продуктивність ВЕУ, є висота установки та її місце розташування. Оскільки швидкість вітру зростає з висотою, то більшість ВЕУ мають високі башти (приблизно 30 м). Будинки, дерева та інші перепони зменшують швидкість вітру, у той час як значні водні простори чи території аеродромів не спричиняють стримуючого ефекту на вітер. ВЕУ повинна бути вищою за оточуючі перепони, які знаходяться в радіусі 100 м, мінімум на 10 м. Вважається, що мінімальна економічна висота установки – 15 м.

Рис. 9.14 - Схема вітрових енергетичних установок

Рис. 9.15 - Зовнішній вигляд основного вузла вітроенергетичної установки

Крім того, архітектору слід пам'ятати, що при виборі ділянки під ВЕУ необхідно враховувати: шум та вібрацію, які утворюються від обертання лопатей; небезпеку зіткнення з літаками під час низьких польотів; зорові ефекти та електромагнітні впливи на роботу телевізійних, радіо і радарних установок.

Критичні рівні шуму (40дБА) зазвичай досягаються на віддалі біля 250 м від встановленої ВЕУ до житлової забудови. Відомо, що вібрація впливає на комах та невеликих тварин, але це явище недостатньо вивчене.

Енергію вітру використовують також для підняття води з підземних джерел, тобто для роботи водопідйомних насосів.

В цілому в рідких випадках ВЕУ забезпечують 100% – ну потребу в електроенергії і, як правило, ВЕУ використовують в комбінації з іншими джерелами електроенергії. У будь якому випадку через непостійність вітру енергія, отримана від ВЕУ, повинна акумулюватись для її використання у безвітрову погоду.

Дата добавления: 2015-10-24