Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Мощность ветрового потока: Показатели.Ветровой поток,мощность ветрового потока,энергия,потенциал | ВЕТРОДВИГ.RU

Содержание

Показатели.Ветровой поток,мощность ветрового потока,энергия,потенциал | ВЕТРОДВИГ.RU

Мощность ветрового потока пропорциональна плотности воздуха, площади поперечного сечения потока и скорости ветра в третьей степени. В силу кубической зависимости от скорости мощность ветра является крайне непостоянной величиной, изменяю­щейся в широких пределах .

Среднегодовая удельная энергия ветра (энергия, протекающая за год через 1 м2 поперечного сечения) является интегральной (осредняющей) характеристи­кой. Она зависит еще и от повторяемости скоростей ветра, т.е. от того, какую долю годового времени дул ветер с той или иной скоростью.

Располагая данными о среднегодовых скоростях , вертикальном профиле ветра, а также о повторяемости скоростей, можно дать энергетическую характеристику ветрового потока в любом пункте .

При оценке энергетических ресурсов обычно рас­сматривают потенциальные, технические и экономи­ческие ресурсы. Под потенциальными ветроэнергоресурсами понимается суммарная энергия движения воздушных масс, перемещающихся за год над данной территорией.

Под техническими ветроэнергоресурсами пони­мается та часть потенциальных ресурсов, которая может быть использована с помощью имеющихся в настоящее время технических средств. Они опреде­ляются с учетом неизбежных потерь в ветроколесе при использо­вании ветровой энергии.

Согласно теории идеального ветроколеса в полез­ную работу может быть преобразована только часть энергии, проходящей через сечение ветроколеса. Максимум полезной энергии ветроколеса оценивается коэффи­циентом использования энергии ветра max = 0,593. В настоящее время у лучших образцов отечественных и зарубежных ветроколес этот параметр достигает значений 0,45-0,48.

Кроме того, как показывает практика, сущест­вующими конструкциями ВЭУ полностью использу­ется не весь диапазон скоростей ветра. При скоро­стях ветра ниже минимальной рабочей мощности ветроколеса не хватает даже на преодоление сил трения в узлах ВЭУ(ветроколеса).

В диапазоне скоростей от минимальной рабочей до расчетной, при которой ветроколесо-ВЭУ развивает установленную мощность, исполь­зование энергии ветра осуществляется наиболее полно. При дальнейшем усилении ветра вплоть до максимальной рабочей .

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Энергия ветра. Сколько и при какой скорости.


    4.1 Ветровая энергия. На что можно расчитывать?

  Энергия солнца, это конечно хорошо, но очень нестабильно. Это компенсируется большими аккумуляторными батареями. Если использовать практическое правило 20-40-80, то стоимость аккумуляторов становится соизмерима со стоимостью солнечной батареи. Увеличение мощности солнечной батареи не является эффективным решением т.к. сильно возрастает стоимость проекта.

  Скомпенсировать это, можно применением дополнительного источника энергии, к примеру преобразовывать ветряную энергию. Замечено, что если нет солнца, то есть ветер и наоборот.

  Ветрогенераторы, которые собирают энергию ветра, бывают стационарные, походные и экспериментальные.

Стационарные, с длинной лопасти от 9 до 40 метров – нас не интересуют. А походные и экспериментальные, которые можно самостоятельно сделать за день – самое оно. Они не вырабатывают киловатты ... Речь идет о десятках ватт в час. Но делают это монотонно, и что не маловажно – бесплатно. Несколько моделей, о которых пойдет речь, на фотографии ниже.

  Что бы сделать подобный генератор или лучше, необходимо знать только три формулы.

 1.Для определения мощности – формулу мощности ветрового потока (от скорости ветра).

 2.Для определения нагрузки на мачту – формулу ветровой нагрузки (от скорости ветра).

 3.Для расчета винта – формулу связывающую угол наклона сечения лопасти и радиус.

  И еще, необходимо знать скорость ветра, которая по формулам не считается. Придется изготовить простой анемометр.

  Из неприятных моментов только один. Вам не удастся преобразовать в электричество более 10 процентов энергии, которую переносит ветер.

    Предварительный расчет.

  Радует, что энергия воздуха, перемещающаяся с определенной скоростью, легко вычисляется с помощью единственной формулы. Это формула кинетической энергии, где вставлена масса воздуха проходящая через сечение S, в течении одной секунды. Она в равной степени относится как к воздуху, так и к воде. Для последней необходимо подставить плотность воды (1000 кг/м.куб) и поучится мощность водяного потока, проходящая через площадь S.

2.2. Параметры ветрового потока

В первоначальном проекте предполагалось создать одну большую (90 м в диаметре, мощностью 200 МВт) турбину с двенадцатью лопастями, выполненными из легкого металлического сплава, с пропеллером, установленным горизонтально в основании башни. Однако, такой турбины пока не существует, но есть готовые турбины меньшего размера. Поэтому первая электростанция такого типа будет использовать 32 турбины по 6,5 МВт, установленные вертикально в области перехода, где коллектор соединяется с башней.

Ветер представляет собой случайный неуправляемый природный процесс, вызванный взаимодействием Солнца и Земли. Характерные особенности ветра как источника энергии заключаются в его непостоянстве. Кинетическая энергия ветрового потока изменяется в больших пределах даже в течение относительно небольших промежутков времени, поэтому мощность, развиваемая ветроэнергетической установкой, не является постоянной.

Для повышения эффективности использования энергии ветра в определенном районе важно, чтобы скорости ветра различных градаций были более равномерно распределены на протяжении всего года, а вероятность буревых скоростей ветра была бы минимальной. Использовать буревые ветры обычно не выгодно, так как они повторяются относительно редко. Считается, что использование ВЭУ является экономически выгодным, где средняя скорость ветра превышает определенную величину, а кривая распределения дает наиболее частую повторяемость скоростей в пределах 4– 10 м/с [8].

Ветроэнергетические установки обычно используют ветер в приземном слое на высоте до 50–70 м от поверхности Земли, поэтому наибольший интерес представляют характеристики движения воздушных потоков именно в этом слое.

Важнейшей характеристикой, определяющей энергетическую ценность ветра, как отмечалось выше, является его скорость. Для определения скорости необходимо использовать данные ветрового кадаст-

ра [9].

Ветровой кадастр (Windcadaster), в соответствии с ГОСТ Р 51237-98 «Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения» [4] – это систематизированный свод сведений, характеризующий ветровые условия местности, составляемый периодически или путем непрерывных наблюдений и дающий возможность количественной оценки энергии ветра и расчета ожидаемой выработки электроэнергии ветроэнергетическими установками.

Сведения о повторяемости мгновенных и средних скоростей ветра, длительности возможных затиший представляют в виде статистических

36

закономерностей, а также в табличной или графической форме, пользуясь для этого материалами многолетних наблюдений на метеостанциях, публикуемыми в справочниках по климату СССР и России, а также данными специальных анеморазведок.

Данные ветроэнергетического кадастра служат основой расчётов, проводимых в ветроэнергетике [8,10,11]. Для наиболее полного математического описания изменений интенсивности ветра во времени пользуются моделью случайного процесса, учитывающей как тенденции сезонной изменчивости общего уровня скоростей ветра, так и их случайные вариации [10].

Все процессы, напрямую связанные с использованием текущего значения скорости ветра, в частности производство электроэнергии ВЭУ, имеют сложный, случайный характер. Их характеристики обладают статистическим разбросом и неопределенностью средних ожидаемых значений. Поэтому на современном уровне исследований задача их оценки формулируется в виде вероятностного описания случайного процесса посредством разбиения всего временного процесса на отдельные временные интервалы, в пределах каждого из которых можно использовать приближение стационарности, т. е. независимости всех определяемых параметров от времени .

Для систематизации характеристик ветровой обстановки в конкретном регионе и используется ветроэнергетический кадастр, представляющий собой совокупность аэрологических и энергетических характеристик ветра.

Основными характеристиками ветроэнергетического кадастра являются:

–среднегодовая скорость ветра, годовой и суточный ход ветра;

–повторяемость скоростей, типы и параметры функций распределения скоростей;

–максимальная скорость ветра;

–удельная мощность и удельная энергия ветра;

–ветроэнергетические ресурсы региона.

Основным источником исходных данных для разработки ветроэнергетического кадастра являются наблюдения ветровых характеристик на опорной сети метеорологических станций. Например, для оценки ветроэнергетического потенциала Таймыра использовались данные метеорологических станций, расположенных на территории Таймыра [10].

2.2.1. Средние скорости ветра

Опорная сеть гидрометеорологической службы систематически ведет наблюдения за скоростью ветра. Полученные данные являются основой для расчета кадастровых характеристик ветра [12].Проведенный анализ [8,12] позволил сделать вывод, что с учетом возможных вариаций среднегодовой скорости ветра от года к году вполне можно ограничиться 10-летним рядом наблюдений.

37

В метеорологических ежемесячниках приводится первичная обработка информации о скорости ветра по следующим формулам [8]:

 

 

 

 

 

N

L

 

 

 

 

(2.1)

 

 

 

 

jni

 

 

 

 

Мij

n 1

l 1

;

 

 

 

 

NL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

ij

 

 

 

;

(2. 2)

Гi

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I J _

 

 

 

 

 

 

 

I

_

 

 

 

 

 

_

 

 

 

 

 

Mji

,

(2. 3)

 

i 1

Гi

 

i 1 j 1

 

 

 

 

I J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

где vMij – среднемесячная скорость ветра i-го года, j-го месяца, м/с; vГi –

_

среднегодовая скорость ветра i-го года, м/с; – среднемноголетняя скорость ветра, м/с; L – число замеров скорости ветра в сутки, м/с; N – количество дней (суток) в месяце, шт.; jni – скорость ветра i-го замера n-х суток j-го месяца, м/с; J – число месяцев в году, шт.; I – число лет наблюдений, шт.

Среднемноголетние скорости характеризуют ветер за длительный период времени: диапазон изменения интенсивности ветра широк, но в то же время наблюдаются и закономерные, обусловленные временем года и суток, изменения. В практике ветроэнергетических расчетов такие изменения принято называть годовым и суточным ходом ветра.

Годовой ход ветра – это сезонное изменение среднемесячной скорости ветра vMj, м/с:

 

 

 

I

 

 

 

Mij

Мj

i 1

I

 

 

 

 

 

суточный ход скорости ветра, м/с:

 

 

I N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ijkl

Cil i 1 n 1

I N

где ijkl – скорость ветра в l-й час k-х суток j-го месяца i-го года, м/с.

Важной характеристикой ветроэнергетического потенциала является гистограмма распределения суммарного ветра по скоростям (рис. 2.13). Гистограмма является графическим представлением многолетних измерений скоростей ветра на высоте флюгера (9–20 м). Гистограмма характери-

38

зует повторяемости скоростей ветра за исследуемый период. Она показывает, какую часть времени в течение рассматриваемого периода ветер имел определенную скорость. Тем самым устанавливается энергетическая ценность ветра, определяется целесообразность и эффективность его использования.

а)

пос.Диксон

б)

пос.Хатанга

0,14

 

0,25

 

 

0,12

 

0,2

 

 

 

 

 

 

0,1

Согласнопроведенным исследованиям, на территории Таймыра

0,08

.

0,15

 

 

е

 

 

 

0,06

р , о.

0,1

 

 

 

 

 

 

0,04

Нас рис. 2 13 представлены гистограммы распределения скоростей

0,02

 

0,05

 

пос. Хатанга. Кривая,

ветра для метеостанций районе пос.

Диксон

0

 

 

распределение Вейбулла [9].

наложенная1 2 3 4 на5 6гистограмму7 8 9 10 11 ,12даст13 14суммарное15 16-25

 

 

0

 

 

 

 

1

2 3

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16-25

Рис. 2.13. Гистограмма распределения суммарного ветра по скоростям

2.2.2. Зависимость средней скорости ветра от высоты

При установившемся ветровом потоке скорость ветра возрастает с увеличением высоты. Обычно, регистрирующие приборы на метеостанциях располагаются на высотах 9–20 м. В то же время, для оценки ветроэнергетической ценности какой-либо местности необходимо знание ветровой обстановки на различных высотах в приземном слое, т. к. оси современных ветроэнергетических установок средней и большой мощности могут находиться на различных высотах в приземном слое толщиной до 100 м. В связи с этим возникает задача построения распределения скоростей ветра для заданной местности и заданной высоты над поверхностью земли по измеренным значениям скорости ветра на высоте метеостанции.

Для оценки эффективности использования ветрового потока необходимо установление вертикального профиля скоростей ветра. Теоретические исследования обтекания плоской ровной поверхности стационарным потоком газа дают следующую зависимость скорости в потоке на высоте h от поверхности земли [5]:

v(h) a (lnh lnh0 ) ,

(2. 6)

где a – постоянная, определяющая общую интенсивность потока; h0 – величина, определяющая масштаб шероховатости поверхности. Эта формула

39

пригодна при h>>h0, т. е. для строительства ВЭУ предпочтительной является местность с отсутствием прилежащих вышестоящих гор, высоких деревьев и т. д. Для простоты расчета изменение коэффициента возрастания средней скорости ветра с высотой представлено в табл. 2.3.

Таблица 2.3 Коэффициент возрастания средней скорости ветра с высотой

Сезон

 

 

Высота, м

 

 

 

10

20

40

60

80

100

Зима

1

1,12

1,26

1,35

1,43

1,50

Весна

1

1,17

1,36

1,50

1,59

1,66

Лето

1

1,18

1,40

1,55

1,67

1,76

Осень

1

1,12

1,26

1,35

1,43

1,50

Год

1

1,15

1,32

1,44

1,53

1,60

Как видно из представленной таблицы, на высоте 60–80 метров средняя скорость ветра возрастает почти в 1,5 раза. ВЭУ большой мощности с высокой башней будет на много более производительной, чем ВЭУ малой мощности, расположенная на высоте флюгера 10–14 метров. Поэтому при оценке производительности различных ВЭУ, учитывается высота башни ВЭУ.

2.2.3. Характеристики ветроэнергетического потенциала

Ветровой потенциал – это полная энергия ветрового потока какойлибо местности на определенной высоте над поверхностью земли.

Валовой потенциал, согласно ГОСТ Р 51237-98, это энергетический эквивалент ветрового потока какой-либо местности на определенной высоте над поверхностью земли.

Средняя удельная мощность потока ветровой энергии (Рср, кВт/м2) равна энергии, переносимой ветром в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной скорости ветра. Для стационарного потока воздуха удельная мощность равна [5]:

где ρ – плотность воздуха; v–скорость ветра.

При использовании экспериментальных повторяемостей скоростей

vi,

средняя удельная мощность выражается по формуле

 

3 pi ,

 

Pуд 0,5 ρ vi

(2. 8)

i 1

40

где pi – вероятность скорости ветра vi на исследуемом промежутке времени. При оценке распределения скоростей ветра выполняется условие

 

 

 

pi

1.

(2.9)

i 0

 

 

Математическое ожидание среднегодовой удельной энергии ветра определяется по выражениям

 

 

 

Eуд

0,5 T v3 f (v)dv ;

(2.10)

 

0

 

 

n

 

Eуд

0,5 T v3i pi ,

(2.11)

 

i 1

 

где Т – исследуемый промежуток времени;

f(v) – дифференциальная

функция распределения.

 

 

Валовой потенциал энергии ветра определяется как суммарная энергия ветра, которая может быть использована системой ветроэлектрических установок высотой h. На основании имеющихся исследований обтекания препятствий воздушными потоками принимается условие, что возмущенный поток полностью восстанавливается на расстоянии, равном 20h от каждой установки. Таким образом, полное использование энергии ветра на высоте h осуществляется ветроэнергетической системой, в которой ряды ветроэнергетических установок, ориентированных перпендикулярно направлению ветра, отстоят друг от друга на расстоянии 20h. Полная энер-

гия, захватываемая установками на площади территории S, км2,

представ-

ляет валовый потенциал и определяется по выражениям [5]

 

 

 

1

 

 

 

 

 

T S v3 f (v)dv ;

(2. 12)

40

 

 

 

0

 

 

 

 

 

1

n

 

 

 

T S vi

3 pi .

(2.13)

40

 

 

i 1

 

 

Для распределения Вейбулла формула определения валового потенциала энергии ветра имеет вид

 

1

T S с

3

 

3

,

(2. 14)

 

 

 

Г 1

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

41

 

 

 

 

 

 

 

3

–гамма-функция;с и k – параметры функции Вейбулла.

где Г 1

 

 

 

k

При определении валового потенциала энергии ветра площадь территорий Таймыра условно делилась на 4 части по местам расположения метеостанций поселков Диксон, Волочанка и Хатанга, а также метеостанции на острове Правды.

Различие между численными значениям по формулам (2.12) и (2.13) служит оценкой погрешности измерений и методики расчета валового потенциала ветровой энергии. Ветроэнергетические характеристики в диапазоне рабочих скоростей ветра (4–25 м/с) в населенных пунктах Таймыра, где установлены метеостанции [9], приведены в табл. 2.4.

Ветроэнергетические характеристики местности

Таблица 2.4

 

 

в местах установки метеостанций

 

 

Населенный пункт

Среднегодовая

Руд,

Еуд,

Валовой

 

скорость ветра,

Вт/м2

Дж /м2

потенциал,

 

 

м/с

 

в год

Wв,

 

 

 

 

 

МВт∙ч/ год

 

Волочанка

3,9

124

1086,1

1363,8

 

Диксон

6,5

486

4257,9

5346,7

 

Хатанга

4,8

143

1252,9

3552,6

 

Остров Правды

5,1

323

2829,1

1573,4

 

Возможная энергия ветра зависит от шероховатости поверхности в месте установки ВЭУ, в том числе от сооружений, деревьев, ветродвигателей и других препятствий. Существенное влияние на работу ВЭУ оказывают поджатие и ускорение ветрового потока, проходящего над возвышенностями. Условия, желательные для места установки ВЭУ, следующие: большая среднегодовая скорость ветра; отсутствие высоких препятствий с подветренной стороны и на расстоянии, которое определяется высотой препятствия; плоская вершина; выравнивающая возвышенность (с отлогими склонами) на плоской равнине или островах озер или морей; открытые равнины или побережье. Большинство населенных пунктов Таймыра в той или иной степени удовлетворяет этим условиям.

Опыт эксплуатации ВЭУ показывает, что для улучшения качества электроснабжения потребителей, ВЭУ лучше совмещать с другими независимыми источниками энергии. В небольших системах, это, как правило, ДЭС. Например, в населенных пунктах Таймыра уже установлены дизельные агрегаты, поэтому рационально к существующей дизельной системе добавлять ветрогенераторы. Совместная работа ВЭУ с ДЭС приведет к существенной экономии топлива. Вопросы совместного функционирова-

42

ния ВЭУ с ДЭС и другими видами электростанций рассмотрены в [10 и

др. ].

Существенным преимуществом ВЭУ является то, что ветростанции способны работать совместно с ДЭС, замещая полностью или частично введенные в эксплуатацию мощности ДЭС. Обычно ДЭС состоят из нескольких дизель-генераторов. Непостоянство выработки электрической энергии ВЭУ, обусловленное постоянно меняющейся скоростью ветра, будет компенсироваться вводом или выводом из работы по мере необходимости отдельных дизельных агрегатов. Такой диапазон регулирования позволит существенно уменьшить расход дизельного топлива и обеспечить потребителей бесперебойной подачей электроэнергии.

2.2.4. Методика определения выработки электроэнергии ВЭУ

На сегодняшний день разработаны и используются несколько основных методов определения выработки электроэнергии ВЭУ [8,9 и др.]. Все предложенные методы базируются на характеристиках ветрового режима исследуемой территории и технических параметрах ВЭУ: минимальной скорости vmin, рабочей скорости vном и максимальной рабочей скорости для заданной установки vmax. Для методов, предложенных в [8, 9], необходимо знать зависимость изменения выработки электроэнергии ВЭУ от скорости ветра. Данные о характеристиках зависимости вырабатываемой мощности от скорости ветра публикуются разработчиками ВЭУ.

Для определения выработки электроэнергии ВЭУ необходимо знать описание характеристик распределения скоростей ветра во времени на исследуемом участке, которые являются случайными величинами. Существует два способа описания характеристик распределения случайной величины (характеристики скорости ветра) [5].

При соблюдении условия (2.9) средняя скорость ветра оценивается по формуле

vmax

(2.15)

vср vi pi ,

i 1

где vi – скорость ветра; vmax – максимальная рабочая скорость ВЭУ. Интегральная вероятность Fi определяется как вероятность то, что

скорость ветра попадает в i-й или более высокий интервал скоростей

 

vmax

(2. 16)

Fi

pj ;

 

j i

 

 

i 1

 

Fi

1 pj .

(2.17)

 

j 1

 

43

Второй способ описания характеристик скоростей ветра основан на поиске детерминированных модальных функций F(v) и f(v), описывающих распределение случайных значений скорости ветра v в соответствии со следующими связанными определениями [5]:

F(v) – интегральная функция распределения, равная вероятности того, что скорость ветра больше значения v;

f(v) – дифференциальная функция распределения равна плотности вероятности, т. е. отношению вероятности нахождения скорости в интервале между v и v+dv, к ширине интервала dv

f (v)

dF(v)

;

(2. 18)

 

 

dv

 

 

 

f (v)dv F(0) F( ) .

(2.19)

0

 

 

 

Среднее значение, или математическое ожидание скорости ветра M[v], определяется выражением

 

 

M[v] v f (v)dv .

(2.20)

0

 

В многочисленных исследованиях [5,8 и др.] были предложены различные типы функций распределения скоростей ветра, в том числе табулированные – Поморцева, Гринцевича, Гулена и аналитические – Гриневича, Вейбулла, Рэлея. При этом было выявлено, что из простых аналитических распределений скоростей ветра наиболее точные результаты в диапазоне скоростей ветра 4–20 м/с получаются при использовании двухпараметрического распределения Вейбулла [5,8,9] по выражениям

v k

F(v) e c ;

k v k 1 f (v) e

c c

 

 

 

 

(2. 21)

v k

 

 

 

 

,

(2.22)

 

c

где параметр с, имеющий размерность скорости, характеризует масштаб изменения функции распределения по оси скоростей, а параметр k характеризует крутизну распределения.

При использовании аналитической функции распределения скоростей математическое ожидание средней мощности ВЭУ имеет вид

44

 

 

PсрВЭУ f (v)P(v)dv ;

(2.23)

0

 

 

 

PсрВЭУ 0,5 v3 f (v)dv ,

(2.24)

0

 

где P(v) – функция изменения выработки мощности ВЭУ от скорости ветра.

Для распределения Вейбулла функция имеет вид

 

 

 

 

 

 

 

k

v

k 1

v k

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЭУ

 

0

 

 

 

 

 

P(v)dv ;

(2.25)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

e c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ср

 

 

c

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЭУ

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3

,

(2. 26)

 

 

 

Pср

0,5 c

 

Г 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Г 1

 

 

– полная гамма-функция.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

Различие между результатами расчета мощности по формулам (2.23) и (2.24) служит косвенной проверкой адекватности использования аналитической функции распределения скоростей ветра. Электроэнергия, выработанная ВЭУ, будет определяться по формуле

WВЭУ PсрВЭУ Tраб ,

(2.27)

где Tраб – продолжительность работы ВЭУ, час.

Адекватность представления реального распределения скоростей vi на интервалах ∆vi аналитической функцией Вейбулла определяется величиной среднеквадратичного отклонения σ, определяемого формулой

 

n

 

 

f (vi ) vi pi 2 .

(2.28)

 

i 1

 

Альтернативная интерпретация представленной методики приводится в [13]. Средняя производительность ветроустановки А, кВт·ч с номинальной мощностью N, кВт, начальной, расчетной и максимальной скоростями ветра, vmin, vном,vmax м/с соответственно за период времени Т равна

A

v3vmin

-vном

-vmax

NT ,

(2.29)

(Vpn )

 

 

 

45

где v3vmin -vном -vmax

v3

I(X

,m) I(x

min

,m)

(vном )3

f (v

ном

v vmax )

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

v

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

x

t

m 1

 

неполная гамма-функция;

 

 

I(x,m)

 

 

 

 

e

t

 

dt

 

 

 

Г(m)0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

3

 

1– параметры функции Вейбулла;

 

 

 

x

 

,m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (vном v vmax )– повторяемость диапазона номинального режима.

Удобство данного метода заключается в том, что значения гам– ма-функций для ветроэнергетических характеристик региона и характеристик ВЭУ приведены в таблицах, приводимых авторами методики. Для определения правильных значений гамма-функций необходимо рассчитывать коэффициент вариации скорости ветра :

I

cv

v

 

(v vi )2

,

(2.30)

 

I 1

 

1

 

i 1

 

 

где v – среднегодовая скорость ветра; vi – средняя скорость ветра за исследуемый год; I – количество исследуемых лет.

По данным [13], применение табличного метода в определении значений гамма-функций приводит к погрешности не более 1,4%. Однако следует учесть, что данные таблиц не учитывают нелинейность токоскоростной характеристики ВЭУ, что может привести к более значимым погрешностям при определении выработки.

Методика, предложенная в [14], определяет выработку электроэнергии, как время работы ВЭУ с установленной мощностью:

 

vmax

 

W ВЭУ Nн 8760

f (v)N'(v)dv ,

(2.31)

vmin

где Nн – номинальная мощность ВЭУ; N' – относительная мощность ВЭУ. Методика, предложенная в [15], базируется на эмпирических данных и привязывает характеристики ветроэнергетического потенциала к терри-

тории со строго определенным рельефом местности. В данной методике под энергоемкостью ВЭУ Q принимается количество энергии (кВт·ч), которое она способна выработать за определенный промежуток времени. Энергоемкость ВЭУ на протяжении одного года определяется по формуле

46

где PВЭУ – номинальня мощность ВЭУ; tp – ожидаемое число дней в году работы ВЭУ с номинальной мощностью.

По предложенной методике ожидаемое число дней работы тихоходного ветродвигателя в течение года (минимальная рабочая скорость ВЭУ 3 м/с), определяется по приведенным формулам:

для пустынной местности в интервале среднегодовых скоростей вет-

ра 2– 5,5 м/с

для приморской местности в интервале среднегодовых скоростей ветра 2– 7,5 м/с

tp 191 18vв. ср ;

(2.34)

для горной и предгорной местности в интервале среднегодовых скоростей ветра 2–7,5 м/с

tp 50 37,5vв.ср .

(2.35)

Продолжительность работы быстроходного ветродвигателя (минимальная рабочая скорость ВЭУ 5 м/с) для всех упомянутых ландшафтных зон определяется по следующей эмпирической формуле:

tp 44,6 45,3vв.ср

.

(2.36)

Существует еще ряд методик для определения выработки электроэнергии ВЭУ, по разным причинам не получивших широкого распространения. Рассмотренные методики обладают различной областью применимости. Так, все предложенные методики базируются на предположении, что все установленные в ветропарке ВЭУ абсолютно надежные. Однако опыт эксплуатации ВЭУ показывает, что установки вырабатывают существенно меньше электроэнергии, чем было заявлено в расчетах. Особенно это актуально для северных территорий с арктическим климатом. Так, опыт эксплуатации ВЭУ «Wincon-200» около г. Мурманска показал, что у новой ветроустановки зарубежного производства реальная выработка электроэнергии в первый год эксплуатации составила 265 МВт٠ч. что оказалось примерно на треть меньше, чем по расчетам.

47

Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения – РТС-тендер

1 ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН АО НПО “Нетрадиционная электроэнергетика”, ГосНИИ ЦАГИ

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 25 декабря 1998 г. N 460



Установленные в настоящем стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области ветроэнергетики.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.

В алфавитном указателе данные термины приведены отдельно с указанием номера статьи.

Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значение используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем стандарте.

Термины и определения общетехнических понятий, необходимые для пояснения текста стандарта, приведены в приложении А.

В стандарте приведены алфавитные указатели терминов на русском (приложение Б) и английском (приложение В) языках.

Стандартизованные термины выделены полужирным шрифтом, их краткие формы - светлым.



Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области ветроэнергетики.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы по ветроэнергетике, входящих в сферу работ по стандартизации или использующих результаты этих работ.

Стандарт входит в комплекс нормативных документов по нетрадиционной энергетике, установленных ГОСТ Р “Нетрадиционная энергетика. Направления стандартизации. Основные положения”.



В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 24291-90 Электрическая часть электростанций и электрической сети. Термины и определения



[1] МЭК 50 (602)-83 Международный электротехнический словарь. Глава 602. Производство, передача и распределение электрической энергии. Производство электрической энергии



Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 1999

3.1 Общие понятия

3.1.1 ветроэнергетика:

Wind power

Отрасль энергетики, связанная с разработкой методов и средств преобразования энергии ветра в механическую, тепловую или электрическую энергию

3.1.2 ветровой кадастр:

Wind cadaster

Систематизированный свод сведений, характеризующий ветровые условия местности, составляемый периодически или путем непрерывных наблюдений и дающий возможность количественной оценки энергии ветра и расчета ожидаемой выработки ветроэнергетическими установками

3. 1.3 ветровой потенциал:

Wind potency

Полная энергия ветрового потока какой-либо местности на определенной высоте над поверхностью земли.

3.1.3.1 валовой потенциал:

Wind potency total

Энергетический эквивалент ветрового потока какой-либо местности на определенной высоте над поверхностью земли

3.1.3.2 технический потенциал:

Wind potency technical

Часть валового потенциала, которая может быть полезно использована с помощью современного ветроэнергетического оборудования с учетом требований социально-экологического характера

3. 1.3.3 экономический потенциал:

Wind potency economic

Часть технического потенциала, использование которого экономически эффективно в современных условиях с учетом требований социально-экономического характера

3.1.4 ветроэнергетическая установка (ВЭУ):

Wind power plant

Комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений, предназначенный для преобразования энергии ветра в другие виды энергии (механическую, тепловую, электрическую и др.)

3.1.4.1 ветромеханическая установка:

Wind mechanical plant

ВЭУ, предназначенная для преобразования ветровой энергии в механическую для привода различных машин (насос, компрессор и т. д.)

3.1.4.2 ветротепловая установка:

Wind thermal plant

ВЭУ, предназначенная для непосредственного преобразования ветровой энергии в тепловую

3.1.4.3 ветроэлектрическая установка:

Wind electrical plant

ВЭУ, предназначенная для преобразования ветровой энергии в электрическую с помощью системы генерирования электроэнергии

3.1.4.4 гибридные ВЭУ:

Combine wind systems

Системы, состоящие из ВЭУ и какого-либо другого источника энергии (дизельного, бензинового, газотурбинного двигателей, фотоэлектрических, солнечных коллекторов, установок емкостного, водородного аккумулирования сжатого воздуха и т. п.), используемых в качестве резервного или дополнительного источника электроснабжения потребителей

3.1.5 ветроэлектрическая станция (ВЭС):

Wind electrical power station

Электростанция, состоящая из двух и более ветроэлектрических установок, предназначенная для преобразования энергии ветра в электрическую энергию и передачу ее потребителю

3.1.6 ветроагрегат (ВА):

Wind unit

Система, состоящая из ветродвигателя, системы передачи мощности и приводимой ими в движение машины (электромашинного генератора, насоса, компрессора и т. п.)

3. 1.6.1 сетевой ветроэлектрический агрегат:

Wind unit for grid electric

ВА с электромашинным генератором, предназначенный для работы параллельно с электрическими сетями, мощность которых является бесконечно большой или большей, но соизмеримой по сравнению с мощностью ВА

3.1.6.2 автономный ветроэлектрический агрегат:

Wind unit autonomic

ВА с электромашинным генератором, предназначенный для электроснабжения потребителей, не имеющих связи с электрической сетью

3.2 Составные части ВА и его характеристики

3.2.1 ветродвигатель (ВД):

Wind motor

Устройство для преобразования ветровой энергии в механическую энергию вращения ветроколеса

3. 2.2 система передачи мощности (СПМ):

Transmission power system

Комплекс устройств для передачи мощности от вала ветроколеса к валу соответствующей машины ветроагрегата с повышением или без повышения частоты вращения вала этой машины

3.2.3 система генерирования электроэнергии (СГЭЭ):

Generator system

Электромашинный генератор и комплекс устройств (преобразователь, аккумулятор и т. д.) для подключения к потребителю со стандартными параметрами электроэнергии

3.2.4 энергетическая характеристика ВА:

Wind power curve

Размерная зависимость выходной мощности ВА от скорости ветра незаторможенного потока

3. 2.5 рабочие характеристики ВА:

Performance curve

Размерные характеристики зависимости момента вращения и мощности от частоты вращения для ряда постоянных скоростей ветра

3.2.6 производительность ВА:

Capacity

Зависимость объема продукции, производимого ВА за единицу времени, от средней скорости ветра

3.2.7 установленная мощность ВА:

Maximum electrical output

Паспортная мощность машины на выходном валу ВА

3. 2.8 номинальная мощность ВА:

Rated electrical output

Максимальное значение выходной мощности, на которую рассчитан ВА в длительном режиме работы

3.2.9 общий коэффициент полезного действия ВА:

Efficiency total

Отношение производимой ВА полезной энергии к полной энергии ветра, проходящей через ометаемую площадь ветроколеса

3.2.10 скорость страгивания с места:

Start-up speed

Минимальная скорость ветра, при которой ветроколесо начинает вращение без нагрузки

3. 2.11 минимальная рабочая скорость ветра:

Cut-in-wind speed

Минимальная скорость ветра, при которой обеспечивается вращение ВА с номинальной частотой вращения с нулевой производительностью (холостой ход)

3.2.12 расчетная скорость ветра:

Rated wind speed

Минимальная скорость ветра, при которой ВА развивает номинальную мощность; скорость, соответствующая началу регулирования

3.2.13 максимальная рабочая скорость ветра:

Gut-out-wind speed

Скорость ветра, при которой расчетная прочность ВА позволяет производить электроэнергию без повреждений

3. 2.14 буревая расчетная скорость ветра:

Maximum design wind speed

Максимальная скорость ветра, которую может выдержать остановленный ВА без разрушений

3.2.15 число часов (коэффициент) использования номинальной мощности:

Efficiency rated output

Отношение производительности ВА за расчетный период времени к номинальной мощности ВА

3.3 Ветродвигатель, его составные части и характеристики

3.3.1 горизонтально-осевой ВД:

Horizontal axial wind motor

ВД, у которого ось вращения ветроколеса расположена параллельно или почти параллельно вектору скорости ветра

3. 3.2 вертикально-осевой ВД:

Vertical axial wind motor

ВД, у которого ось вращения расположена перпендикулярно вектору скорости ветра

3.3.3 ветроколесо (ВК):

Wind rotor

Лопастная система ветродвигателя, воспринимающая аэродинамические нагрузки от ветрового потока и преобразующая энергию ветра в механическую энергию вращения ветроколеса

3.3.3.1 диаметр ВК:

Rotor diameter

Диаметр окружности, описываемый наиболее удаленными от оси вращения ВК частями лопастей

3. 3.3.2 ометаемая площадь ВК:

Swept area

Геометрическая проекция площади ВК на плоскость, перпендикулярную вектору скорости ветра

3.3.3.3 лопасть ВК:

Blade

Составная часть ВК, создающая вращающий момент

3.3.3.4 крутка лопасти:

Blade twist

Изменение угла установки хорды лопасти по ее длине от корневого до периферийного сечения

3.3.3.5 угол установки лопасти:

Pitch angle of the blade

Угол между хордой профиля лопасти и плоскостью или поверхностью вращения ВК

3. 3.3.6 втулка ВК:

Hub

Элемент ВК, предназначенный для крепления лопастей и передачи момента вращения к СПМ ветроагрегата

3.3.3.7 угол конуса ВК:

Cone angle

Угол, на который отклонены лопасти ВК от плоскости, перпендикулярной его оси вращения

3.3.3.8 угол установки оси ВК:

Tilt angle

Отклонение угла установки оси ВК от горизонтали

3.3.3.9 частота вращения ВК:

Rotation speed

Угол, проходимый лопастью ВК за единицу времени, измеренный в оборотах в единицу времени или в радианах

3. 3.4 аэродинамический тормоз ВД:

Air brake

Тормоз, действие которого основано на использовании аэродинамических сил, воздействующих на поворотные лопасти или ее поворотные части

3.3.5 механический тормоз ВД:

Mechanical brake

Механическая тормозная система, использующая силы трения для снижения частоты вращения или остановки ротора ВД

3.3.6 главный тормоз ВД:

Head brake

Тормоз, который обеспечивает остановку агрегата при отсутствии аварии или поддержание номинальной частоты вращения ВК при отключении ВА от потребителя (противоразгонный режим)

3. 3.7 аварийный тормоз ВД:

Emergency brake

Тормоз, который обеспечивает полную безаварийную остановку ВА при его отключении от потребителя и отказе главного тормоза

3.3.8 головка (гондола) ВД:

Nacelle

Составная часть ВА с горизонтально-осевым ВД, в котором размещены элементы опор ВК, СПМ, СГЭЭ, система ориентации ВК на направление ветра и другие элементы ВД

3.3.9 система ориентации ВД:

Yaw system

Комплекс устройств горизонтально-осевого ВД, предназначенный для установки оси вращения ВК в соответствии с направлением ветра в определенных пределах в каждый момент времени

3. 3.10 система регулирования ВД:

Power regulation system

Комплекс устройств, обеспечивающий регулирование в требуемых пределах частоты вращения и нагрузки ВД при изменении скорости ветра в рабочем диапазоне

3.3.11 Характеристики ВД

3.3.11.1 аэродинамические характеристики ВД:

Air dynamic characteristics

Безразмерные зависимости момента вращения, развиваемой мощности (коэффициента использования энергии ветра) и силы лобового давления на ВК от частоты его вращения и скорости ветра (быстроходности ВК)

3.3.11.2 регулировочные характеристики ВД:

Characteristics regulation

Размерная зависимость частоты вращения ВК от средней скорости ветра при холостом ходе и номинальной нагрузке ВА

3. 3.11.3 коэффициент использования энергии ветра:

Output coefficient

Отношение величины механической энергии, развиваемой ВК, и полной энергии ветра, проходящей через ометаемую площадь ветроколеса

3.3.11.4 полная энергия ветрового потока:

Wind energy total

Энергия ветрового потока, проходящего через ометаемую площадь ВК, отнесенная к незаторможенному потоку перед ВК

3.3.11.5 быстроходность (число модулей) ВК:

High-speed running factor

Отношение окружной скорости конца лопасти к скорости ветра

3. 3.11.5.1 номинальное число модулей:

Nominal high-speed running

Число модулей, соответствующее максимальному значению коэффициента использования энергии ветра

factor

3.3.11.5.2 синхронное число модулей:

Synchronous high-speed

Число модулей, при котором относительный момент (коэффициент использования энергии ветра) равен нулю

running factor

3.3.11.6 аэродинамическая нагрузка ВК:

Aerodynamical load

Составляющая аэродинамических сил, действующих на ВК в направлении ветра

3. 3.11.6.1 момент вращения ВК:

Moment of the wind wheel

Момент вращения, образующийся в результате возникновения подъемной силы на профилях лопастей ВК при их взаимодействии с ветровым потоком

3.3.11.6.2 момент трогания с места:

Starting moment of

Минимальный момент вращения на ВК, достаточный для преодоления инерции покоя ВД

the wind wheel

3.3.11.6.3 номинальный момент ВК:

Nominal, moment of

Момент вращения ВК, соответствующий максимальному значению коэффициента использования энергии ветра

the wind wheel

3. 3.11.6.4 сила лобового давления на ВК:

Суммарная аэродинамическая нагрузка на поверхность лопастей ВК, образующаяся в результате лобового сопротивления профиля лопасти ветровому потоку

A.1 ветер:

Wind

Движение воздуха относительно земной поверхности, вызванное неравномерным распределением атмосферного давления и характеризующееся скоростью и направлением

А.2 средняя скорость ветра:

Average wind speed

Значение горизонтальной составляющей скорости ветра за выбранный промежуток времени, определяемый отношением суммы измеренных значений мгновенной скорости ветра к числу измерений

Примечание - Средняя скорость ветра может определяться за минуту, час, сутки, месяц, год и др.

А.3 среднегодовая скорость ветра:

Average annual wind speed

Средняя скорость ветра за год в конкретной местности, определяемая для заданной высоты над уровнем земной поверхности

А.4 вертикальный профиль ветра:

Wind speed profile

Зависимость скорости ветра по высоте в приземном слое, определяемая для конкретной местности на основе измерений скорости ветра на различной высоте относительно земной поверхности

А.5 повторяемость скоростей ветра:

Probility function of the wind speed

Продолжительность действия различных градаций скоростей ветра в часах или процентах за год или другой период времени в конкретной местности, на определенной высоте относительно земной поверхности

А. 6 распределение скоростей ветра

Wind distribution

Функция статистической закономерности частот вариаций скоростей ветра за определенный период времени, аппроксимирующая статистические данные наблюдений

А.7 распределение скоростей ветра по Вейбуллу:

Weibull density function

Наиболее часто используемая в ветроэнергетике аналитическая двухпараметрическая зависимость, выражающая вероятную продолжительность действия скоростей ветра различных значений, параметры которой варьируют в зависимости от характера местности

А.8 роза скоростей ветра:

Wind rose

Векторная диаграмма, характеризующая режим ветра в данном пункте, с длинами лучей, расходящихся от центра в разных направлениях относительно стран света, пропорциональными повторяемости скоростей ветра для этих направлений

А. 9 удельная мощность ветра:

Specific power of the air stream

Мощность ветра, отнесенная к площади 1 м, пропорциональная сумме кубов мгновенных скоростей ветра и определенная для заданной высоты над уровнем земной поверхности

А.10 роза энергии ветра:

Wind energy rose

Векторная диаграмма, характеризующая распределение удельной мощности ветра по направлениям за определенный период времени, с длинами лучей, расходящихся от центра в разных направлениях относительно стран света, пропорциональными удельной мощности ветра для этих направлений

Агрегат ветроэлектрический автономный

3.1.6.2

Агрегат ветроэлектрический сетевой

3. 1.6.1

Быстроходность (число модулей) ВК

3.3.11.5

ВА

3.1.6

ВД

3.2.1

ВД вертикально-осевой

3.3.2

ВД горизонтально-осевой

3.3.1

Ветер

А.1

Ветроагрегат

3.1.6

Ветродвигатель

3.2.1

Ветроколесо

3.3.3

Ветроэнергетика

3. 1.1

ВК

3.3.3

Втулка ВК

3.3.3.6

ВЭС

3.1.5

ВЭУ

3.1.4

ВЭУ гибридные

3.1.4.4

Головка (гондола) ВД

3.3.8

Диаметр ВК

3.3.3.1

Кадастр ветровой

3.1.2

Коэффициент использования энергии ветра

3.3.11.3

Коэффициент полезного действия ВА общий

3. 2.9

Крутка лопасти

3.3.3.4

Лопасть ВК

3.3.3.3

Момент ВК номинальный

3.3.11.6.3

Момент вращения ВК

3.3.11.6.1

Момент трогания с места

3.3.11.6.2

Мощность ВА номинальная

3.2.8

Мощность ВА установленная

3.2.7

Мощность ветра удельная

А.9

Нагрузка ВК аэродинамическая

3. 3.11.6

Площадь ВК ометаемая

3.3.3.2

Повторяемость скоростей ветра

А.5

Потенциал валовой

3.1.3.1

Потенциал ветровой

3.1.3

Потенциал технический

3.1.3.2

Потенциал экономический

3.1.3.3

Производительность ВА

3.2.6

Профиль ветра вертикальный

А.4

Распределение скоростей ветра

А. 6

Распределение скоростей ветра по Вейбуллу

А.7

Роза скоростей

А.6

Роза энергии ветра

А.10

СГЭЭ

3.2.3

Сила лобового давления на ВК

3.3.11.6.4

Система генерирования электроэнергии

3.2.3

Система ориентации ВД

3.3.9

Система передачи мощности

3.2.2

Система регулирования ВД

3. 3.10

Скорость ветра буревая расчетная

3.2.14

Скорость ветра максимальная рабочая

3.2.13

Скорость ветра минимальная рабочая

3.2.11

Скорость ветра расчетная

3.2.12

Скорость ветра среднегодовая

A.3

Скорость ветра средняя

А.2

Скорость страгивания с места

3.2.10

СПМ

3.2.2

Станция ветроэлектрическая

3. 1.5

Тормоз ВД аварийный

3.3.7

Тормоз ВД аэродинамический

3.3.4

Тормоз ВД главный

3.3.6

Тормоз ВД механический

3.3.5

Угол конуса ВК

3.3.3.7

Угол установки лопасти

3.3.3.5

Угол установки оси ВК

3.3.3.8

Установка ветромеханическая

3.1.4.1

Установка ветротепловая

3.1. 4.2

Установка ветроэлектрическая

3.1.4.3

Установка ветроэнергетическая

3.1.4

Характеристика ВА энергетическая

3.2.4

Характеристики ВА рабочие

3.2.5

Характеристики ВД аэродинамические

3.3.11.1

Характеристики ВД регулировочные

3.3.11.2

Частота вращения ВК

3.3.3.9

Число модулей номинальное

3.3.11.5.1

Число модулей синхронное

3. 3.11.5.2

Число часов (коэффициент) использования номинальной мощности

3.2.15

Энергия ветрового потока полная

3.3.11.4

Расчет ветрогенератора. Расчет мощности ветрогенератора. Расчет ветряка.

В связи с ростом цен на энергоносители, все больше владельцев частных домов обращаются к возобновляемых и нетрадиционных источников энергии (ВНИЭ), таких как ветровая, солнечная, гидроэнергия и геотермальная. Здесь расскажем, как рядовому гражданину нашей страны рационально и доступно, с финансовой точки зрения, можно воспользоваться энергией ветра.

Перед тем как будет продемонстрирован пример выбора ветроэлектростанции (ВЭС), следует узнать, каким образом поток воздуха трансформируется в электрическую энергию и сколько такой энергии можно будет получить на своем участке. По приведенной формуле можно рассчитать энергию, которая «гуляет» вашим участком:

P = V3 • ρ • S

Например, на площадь, равной 3 кв.м дует воздушный поток обычной плотности со скоростью 5 м/с. При таких условиях получим:

P = V3 • ρ • S = 53 • 1,25 • 12,5 = 1953,125

Где,
V - скорость ветра, единица измерения - м/с
ρ - плотность воздуха, единица измерения - кг/м3
S - площадь, на которую дует (пожимает) воздушный поток, единица измерения - м2

Почти 2 кВт, в идеале, если не учитывать ту часть потока, которая пойдет на завихрения, обтекание объекта и т.д. В реальных условиях максимально мы можем получить 30-40% от потенциальной энергии воздушного потока. Это ограничение связано с технологическим и физическим выполнением ветрогенератора. Более точный расчет можно сделать по следующей формуле:

P = ξ • π • R2 • 0,5 • V3 • ρ • ηред • ηген

Где,
ξ - коэффициент использования энергии ветра (в номинальном режиме для быстроходных ветряков достигает максимум ξmax = 0,4 ÷ 0,5), безмерная величина
R - радиус ротора, единица измерения - м
V - скорость воздушного потока, единица измерения - м / с
ρ - плотность воздуха, единица измерения - кг/м3
ηред - КПД редуктора, единица измерения - проценты
ηген - КПД генератора, единица измерения - проценты

Для следующих данных:
ξ = 0,45
R = 2 м
V = 5 м / с
ρ = 1,25 кг/м3
ηред = 0,9
ηген = 0,85

Рассчитываем:

P = ξ • π • R2 • 0,5 • V3 • ρ • ηред • ηген = 0,45 • π • 22 • 0,5 • 53 • 1,25 • 0,9 • 0,85

Не так много выходит... почему тогда использование ВЭС выгодно? Лучшим подтверждением в данном случае послужит «живой» пример. Для этого, как пример, приведем характеристики установки одной из украинских компаний, которая вежливо согласилась предоставить расчетные данные из собственных продуктов. Смотрите также: Калькулятор для расчета ветрогенератора

Ветроэнергетика на практике

Рассматриваемые модель имеет номинальную мощность 5кВт и следующие важные для нас технические параметры:

Технические характеристики ветроэлектростанции WE3000
Номинальная мощность генератора, кВт 3
Максимальная мощность генератора, кВт 5,1
Диаметр ротора, м 4,5
Стартовая скорость ветра, м/с 2,0
Номинальная скорость ветра, м/с 10
Высота мачты не менее, м 12

По данным инженерного центра компании WindElectric модель WE3000 имеет следующую характеристику (мощность в зависимости от скорости ветра): При скорости ветра 10 метров в секунду такая установка будет генерировать более 3кВт ч, такого количества энергии полностью хватит для маленького коттеджа, но стоит помнить, что в нашей стране далеко не всегда ветренно.

Пришло время выяснить важнейший вопрос, сколько же это будет стоить и через какое время окупится? Стоимость электроэнергии приближенно можно определить по следующей схеме:

Где,
В - полная стоимость ВЭС, единица измерения - грн, рубли, $ и т.д.
ЕВ - эксплуатационные расходы за год, единица измерения - (грн / год, рубли / год, $ / год)
Р - количество произведенной энергии за год, единица измерения - кВт • время
Т - срок службы ветрогенератора в годах (считается Т = 20 лет)

Среднегодовая скорость ветра, м/с

Выработка энергии за год,

кВт•год

Срок окупаемости,

лет

ВЭС WE3000
3 1445  
4 3048  
5 5913  
6 8935  
7 12864  

Ориентирование в потребностях

Совершая покупку, мы не всегда точно знаем, что с ней делать и насколько она нам необходима. В случае с ветроэлектростанцией это следует непременно выяснить. Вариант первый: Я хочу частично обеспечить свою квартиру независимым источником энергии (мой дом подключен к внешней сети. В таком случае мощность установки будет зависеть от количества энергии, которую вы хотите получать не из сети, а генерировать самостоятельно. Вариант второй: Я хочу обеспечить свою квартиру независимым источником энергии, поэтому выбираю вариант ВЭС (мой дом не подключен к внешней сети. В этом случае нужно точно знать свои потребности в электроэнергии. В чем отличие этих двух вариантов? В обоих случаях требуется ВЭС, но необходимо знать, в какой мере она будет использоваться, следовательно, какой мощности установка будет нам нужна. Подготовка к выбору ВЭС... правильнее будет написать подготовка к разговору с компанией-специалистом, кто же еще сможет предоставить услуги по установке, настройке и гарантийного обслуживания? Прежде чем сделать вам предложения, компания должна иметь некоторые сведения. Попробуем узнать о них. Это заинтересует и вас. Для двух приведенных выше вариантов подготовка имеет несколько общих пунктов: 1. Потребности. Если вы решили купить сок, то сначала оцениваете силу жажды, которую чувствуете. После этого покупаете бутылку сока соответствующего объема. Для установки ВЭС нужно знать свои «аппетиты». Под «аппетитами» в нашем случае следует иметь в виду количество потребляемой электроэнергии за сутки, месяц, время года. Необходимо также установить границу верхней нагрузки (к примеру, в праздничные дни в вашем доме работают одновременно два телевизора, музыкальный центр, компьютер, освещение в нескольких комнатах, микроволновая печь и т.д.), т.е. верхний предел нагрузки - это максимальное энергопотребление вашего жилища. Необходимо также знать продолжительность этой максимальной нагрузки. Установить общее энергопотребление очень просто, однако это потребует от вас изрядной тщательности. Ваша задача - выяснить мощность каждого электроприбора в помещении и время его работы, а после внести сведения в таблицу. 2. Размещение. Следующим подготовительным этапом будет ориентировочный (!) выбор места расположения ВЭС. Ориентировочный, поскольку только специалисты смогут определить наилучший вариант для Вашего индивидуального случая. Однако есть несколько пунктов, которые позволяют лучше представить возможное расположение ВЭС. Следует помнить 3 золотых правила:
* Турбулентность. Ветротурбина должна размещаться на 10 метров выше наивысшиего объекта в радиусе 100 метров (включая ЛЭП).
* По возможностью, ВЭС должны размещаться на открытых участках (берегах рек, морей, озер).
* Орография местности. Следует учитывать, что в природных ущельях, каньонах поток воздуха имеет свойство сжиматься и, как следствие, увеличивается его скорость. Подобную ситуацию можно наблюдать на пригорках. 3. В случае, если ваш загородный дом не планируется подключать к общей сети, то следует рассмотреть вариант комбинированных систем:
* ВЭС + Солнечные батареи
* ВЭС + Дизель Комбинированные варианты помогут решить проблемы в регионах, где ветер переменчивый или зависит от времени года, а также данный вариант является актуальным для солнечных батарей.

Аэростарт - Ветрогенераторы

Мощность ветрового потока зависит от скорости ветра в "кубе", а от размеров винта в "квадрате". 

Поэтому при выборе ветрогенератора надо обращать внимание не на заявленую мощность, а на размеры винта и номинальную скорость ветра.

Наши ветрогенераторы изначально проектируются на выдачу полной мощности уже при 8м/c. 

Адаптивный винт

 

Воздушный винт специальной запатентованной нами конструкции, обеспечивает большую эффективность работы наших установок. 

On-Grid генерация

 

Мы сделали ветрогенератор который может работать совместно с сетью 220/380 без использования инвертора и аккумуляторных батарей. Теперь энергия ветра в два раза доступнее. 

"Умная" генерация

 

Мы разработали контроллер ветрогенератора, который следит за множеством параметров и позволяет получать при любой скорости ветра наиболее оптимальное обтекание лопастей воздухом, а значит вырабатывать больше.

Композитные лопасти

 

Использование композитных материалов при изготовлении лопастей обеспечивает их долговечность, легкий вес, что позволяет улавливать энергию порывов ветра.  

Мониторинг и управление

 

Все производимые нами установки оснащаются средствами удаленного наблюдения за параметрами и управления. Это позволяет нам совершенствовать вашу установку уже после приобретения и установки.  

Инновации 

 

Наши инновационные разработки в области ветроэнергетики (уже более 5 патентов) ведутся непрерывно и гарантируют Вам владение самым современным устройством для превращения ветра в деньги.   

УСЛУГИ

При  производстве ветрогенераторов мы используем различное оборудование.
Которое может и для вас сделать что нибудь полезное.

Токарные и фрезерные работы

 

Различные виды изделий из нашего или вашего материала.

3D ЧПУ фрезеровка пластика, дерева, оргстекла, композитов

 

Фрезеруем любые изделия из мягких материалов (дерево, пластик, пенопласт, фанера). Вывески, объемные буквы, решетки и т.д.

Металлоконструкции любой сложности, сварочные работы

 

Изготовим любые изделия из металла на заказ.

ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ • Большая российская энциклопедия

Внешний вид рабочих органов ветродвигателей: а – карусельного; б – ортогонального; в и г – крыльчатого двухлопастного и многолопастного соответственно. Рис. С. В. Карповича

ВЕТРОДВИ́ГАТЕЛЬ, дви­га­тель, ис­поль­зую­щий ки­не­тич. энер­гию вет­ра для вы­ра­бот­ки ме­ха­нич. энер­гии. В ка­че­ст­ве ра­бо­че­го ор­га­на В., вос­при­ни­маю­ще­го энер­гию (дав­ле­ние) вет­ро­во­го по­то­ка и пре­об­ра­зую­ще­го её в ме­ха­нич. энер­гию вра­ще­ния ва­ла, при­ме­ня­ют ро­тор, ба­ра­бан с ло­пат­ка­ми, вет­ро­ко­ле­со и т. п. Клас­си­фи­ка­ция В. про­во­дит­ся в за­ви­си­мо­сти от ти­па ра­бо­че­го ор­га­на и по­ло­же­ния его оси от­но­си­тель­но на­прав­ле­ния вет­ра. Раз­ли­ча­ют В. ка­ру­сель­ные (или ро­тор­ные), ор­то­го­наль­ные и крыль­ча­тые. У ка­ру­сель­ных В. (рис., а) ось вра­ще­ния ра­бо­че­го ор­га­на вер­ти­каль­на. Ве­тер да­вит на ло­па­сти, рас­по­ло­жен­ные по од­ну сто­ро­ну оси; ло­па­сти по др. сто­ро­ну оси при­кры­ва­ют­ся шир­мой ли­бо по­во­ра­чи­ва­ют­ся спец. при­спо­соб­ле­ни­ем реб­ром к вет­ру. Ло­па­сти дви­жут­ся по на­прав­ле­нию по­то­ка, по­это­му их ок­руж­ная ско­рость (на­прав­лен­ная по ка­са­тель­ной к ок­руж­но­сти) не мо­жет пре­вы­шать ско­ро­сти вет­ра. Та­кие В. от­но­си­тель­но ти­хо­ход­ны. Эф­фек­тив­ность В. оце­ни­ва­ют с по­мо­щью ко­эф. ис­поль­зо­ва­ния энер­гии вет­ра $ξ$, ко­то­рый по­ка­зы­ва­ет, ка­кая до­ля энер­гии вет­ро­во­го по­то­ка пре­об­ра­зу­ет­ся в ме­ха­нич. энер­гию. Из чис­ла вер­ти­каль­но-осе­вых В. наи­боль­ший $ξ$ име­ет ор­то­го­наль­ный В. (рис., б). Пре­иму­ще­ст­вен­ное рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли крыль­ча­тые В., у ко­то­рых ось вет­ро­ко­ле­са го­ри­зон­таль­на и па­рал­лель­на на­прав­ле­нию по­то­ка; ха­рак­те­ри­зу­ют­ся вы­со­ким $ξ$ и на­дёж­но­стью в экс­плуа­та­ции. В та­ких В. ло­пасть с на­ко­неч­ни­ком кре­п­ле­ния к сту­пи­це на­зы­ва­ет­ся кры­лом (от­сю­да на­зва­ние). В за­ви­си­мо­сти от чис­ла ло­па­стей раз­ли­ча­ют ветроколёса бы­ст­ро­ход­ные (ме­нее 4 ло­па­стей), ср. бы­ст­ро­ход­но­сти (от 4 до 8) и ти­хо­ход­ные (бо­лее 8). Бы­ст­ро­ход­ность вет­ро­ко­ле­са оце­ни­ва­ет­ся чис­лом мо­ду­лей $Z$, рав­ным от­но­ше­нию ок­руж­ной ско­ро­сти $ωR$ внеш­не­го кон­ца ло­па­сти ра­диу­сом $R$, вра­щаю­щей­ся с уг­ло­вой ско­ро­стью ω, к ско­ро­сти на­бе­гаю­ще­го по­то­ка $v$. При оди­на­ко­вом $Z$ вет­ро­ко­ле­со боль­ше­го диа­мет­ра име­ет мень­шую час­то­ту вра­ще­ния. При про­чих оди­на­ко­вых ус­ло­ви­ях уве­ли­че­ние чис­ла ло­па­стей так­же сни­жа­ет час­то­ту вра­ще­ния вет­ро­ко­ле­са. Вет­ро­ко­ле­со с не­боль­шим чис­лом ло­па­стей (рис., в) обыч­но со­сто­ит из сту­пи­цы и ло­па­стей, со­еди­нён­ных с ней жёстко под не­ко­то­рым уг­лом к плос­кости вра­ще­ния или с по­мо­щью под­шип­ни­ко­вых уз­лов, в ко­то­рых ло­пасть по­во­ра­чи­ва­ет­ся для из­ме­не­ния уг­ла ус­та­нов­ки. Воз­душ­ный по­ток на­бе­га­ет на ло­пасть под не­ко­то­рым уг­лом ата­ки. Воз­ни­каю­щая на ка­ж­дой ло­па­сти пол­ная аэ­ро­ди­на­мич. си­ла рас­кла­ды­ва­ет­ся на подъ­ём­ную си­лу, соз­даю­щую вра­щаю­щий мо­мент, и на си­лу ло­бо­во­го дав­ле­ния, дей­ст­вую­щую по оси вет­ро­ко­ле­са. 3ξ$, где $P_{вк}$ – мощ­ность на ва­лу вет­ро­ко­ле­са (кВт), $ρ$ – плот­ность воз­ду­ха (кг/м3), $v$ – ско­рость вет­ра (м/с), $D$ – диа­метр вет­ро­ко­ле­са (м).

К изу­че­нию фи­зич. яв­ле­ний при про­хо­ж­де­нии воз­душ­но­го по­то­ка че­рез вет­ро­ко­ле­со при­ме­ня­ют тео­рию кры­ла и воз­душ­но­го вин­та са­мо­лё­та. Тео­ре­тич. ос­но­вы рас­чё­та вет­ро­ко­ле­са за­ло­же­ны в 1920-х гг. Н. Е. Жу­ков­ским; им до­ка­за­но, что ξ иде­аль­но­го вет­ро­ко­ле­са ра­вен 0,593. Тео­рия вет­ро­ко­ле­са бы­ла раз­ви­та В. П. Вет­чин­ки­ным, Г. Х. Са­би­ни­ным, А. Г. Уфим­це­вым, Е. М. Фа­тее­вым, Г. А. Печ­ков­ским, Я. И. Шеф­те­ром и др., раз­ра­бо­тав­ши­ми ме­то­ды рас­чё­та аэ­ро­ди­на­мич. ха­рак­те­ри­стик и сис­тем ре­гу­ли­ро­ва­ния В. Обыч­но при­ме­ня­ют од­ну из двух осн. схем крыль­ча­тых В.: с вер­ти­каль­ной транс­мис­си­ей и ниж­ним пе­ре­да­точ­ным ме­ха­низ­мом ли­бо с рас­по­ло­же­ни­ем всех уз­лов в го­лов­ке В. Го­лов­ка мон­ти­ру­ет­ся на по­во­рот­ной опо­ре баш­ни и при из­ме­не­нии на­прав­ле­ния вет­ра по­во­ра­чи­ва­ет­ся от­но­си­тель­но вер­ти­каль­ной оси. Вы­со­та баш­ни оп­ре­де­ля­ет­ся диа­мет­ром вет­ро­ко­ле­са и вы­со­той пре­пят­ст­вий, ме­шаю­щих сво­бод­но­му про­хо­ж­де­нию воз­душ­но­го по­то­ка к В. Кро­ме ме­ха­нич. при­во­да, при­ме­ня­ют так­же элек­трич., пнев­ма­тич., гид­рав­лич. и сме­шан­ный при­во­ды. Ори­ен­та­ция вет­ро­ко­ле­са В. по на­прав­ле­нию вет­ра осу­ще­ст­в­ля­ет­ся ав­то­ма­тич. хво­сто­вым опе­ре­ни­ем, по­во­рот­ны­ми вет­ряч­ка­ми (т. н. винд­ро­за) или рас­по­ло­же­ни­ем В. за баш­ней (са­мо­ори­ен­та­ция). Ра­бо­та разл. сис­тем ав­то­ма­тич. ре­гу­ли­ро­ва­ния ос­но­ва­на на из­ме­не­нии аэ­ро­ди­на­мич. ха­рак­те­ри­стик ло­па­стей или все­го вет­ро­ко­ле­са в со­от­вет­ст­вии с дей­ст­вую­щей ско­ро­стью вет­ра, час­то­той вра­ще­ния вет­ро­ко­ле­са и зна­че­ни­ем на­груз­ки. В ти­хо­ход­ных В. наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли сис­те­мы ав­то­ма­тич. ре­гу­ли­ро­ва­ния пу­тём вы­во­да вет­ро­ко­ле­са из-под вет­ра дав­ле­ни­ем, соз­да­вае­мым воз­душ­ным по­то­ком на до­пол­нит. по­верх­но­сти – бо­ко­вые пла­ны, или дав­ле­ни­ем на вет­ро­ко­ле­со, ось вра­ще­ния ко­то­ро­го сме­ще­на (рас­по­ло­же­на экс­цен­трич­но) от­но­си­тель­но вер­ти­каль­ной оси по­во­ро­та го­лов­ки. Сис­те­ма ре­гу­ли­ро­ва­ния с бо­ко­вым пла­ном при­ме­не­на в отеч. В. ТВ-8, «Бу­ран» и во мно­гих за­ру­беж­ных; сис­те­ма ре­гу­лиро­ва­ния при экс­цен­трич­ном рас­по­ло­же­нии вет­ро­ко­ле­са – напр., в отеч. В. ТВМ-3 и ТВ-5. Ре­гу­ли­ро­ва­ние боль­шин­ст­ва бы­ст­ро­ход­ных В. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся по­во­ро­том ло­па­сти или её кон­це­вой час­ти от­но­си­тель­но про­доль­ной оси.

Анимация: Как работает ветряная турбина

Вы здесь

Сила ветра

Ветровые турбины используют ветер - чистый, бесплатный и широко доступный возобновляемый источник энергии - для выработки электроэнергии.

Анимация ниже является интерактивной. Вы можете запускать и останавливать движение турбины, наводить указатель мыши на детали, чтобы увидеть их описание, и использовать значки в правом нижнем углу анимации для переключения представлений.

Ветряная турбина преобразует энергию ветра в электричество, используя аэродинамическую силу от лопастей ротора, которые работают как крыло самолета или лопасти винта вертолета.Когда ветер проходит через лезвие, давление воздуха с одной стороны лезвия уменьшается. Разница в давлении воздуха на двух сторонах лопасти создает подъемную силу и сопротивление. Сила подъемной силы сильнее сопротивления, и это заставляет ротор вращаться. Ротор подключается к генератору либо напрямую (если это турбина с прямым приводом), либо через вал и ряд шестерен (редуктор), которые ускоряют вращение и позволяют использовать генератор меньшего размера. Этот перевод аэродинамической силы во вращение генератора создает электричество.

Подпишитесь на информационный бюллетень WETO

Будьте в курсе последних новостей, событий и обновлений ветроэнергетики.

Оценка и характеристика ветровых ресурсов

На карте, показанной выше, обозначены районы по всей стране, которые имеют средний коэффициент ветроэнергетики 35% или больше при высоте ступицы турбины 140 метров (459 футов), что соответствует запланированному усовершенствованию турбины.Дополнительная карта определяет области с такой же потенциальной мощностью при высоте ступицы турбины 110 метров (361 фут), что отражает последние достижения в технологии турбин. В отчете Министерства энергетики «Включение ветроэнергетики в национальном масштабе» подтверждается, что ключом к раскрытию потенциала ветровой энергии во всех 50 штатах является доступ к более сильным и устойчивым ветрам, которые встречаются на большей высоте над землей. Узнайте больше об исследованиях и разработках, чтобы получить доступ к этому ресурсу на нашей веб-странице по производству ветряков.

Избранные проекты

Проект улучшения прогнозов ветра

В партнерстве с NOAA, Управление ветроэнергетических технологий Министерства энергетики США возглавило Проект улучшения прогнозов ветра (WFIP) с использованием целевых наблюдений за ветром и передовых моделей прогнозов и алгоритмов для управления вкладом энергии ветра в электрические сети.На первом этапе проекта, WFIP 1, изучалось влияние улучшенных начальных условий на усовершенствованные модели прогнозов, что привело к увеличению точности на 8%. Вторая фаза проекта, WFIP 2, была сосредоточена на атмосферных процессах, влияющих на прогнозы ветра в регионах со сложным рельефом, и полевые работы начались в 2015 году.

Оценка морских ресурсов и условия проектирования

Морская энергетическая отрасль требует точной метеорологической и океанографической информации для оценки энергетического потенциала, экономической жизнеспособности и инженерных требований объектов морской энергетики.Управление ветроэнергетических технологий работает над удовлетворением этих потребностей за счет распространения данных, совершенствования инструментов и наблюдений, а также разработки инструментов нового поколения. Открытое собрание Министерства энергетики по оценке ресурсов и условиям проектирования стало первым шагом в устранении этих информационных пробелов и помогло определить дальнейший путь для будущих приоритетов.

В качестве последующего шага в рамках программы AWS Truepower была профинансирована разработка общенационального веб-ресурса с возможностью поиска, национального метеорологического ресурса ветровой энергии и данных об условиях проектирования, U.Центр данных S. Met-Ocean для морских возобновляемых источников энергии (USMODCORE). Реестр данных включает ресурсы федеральных агентств, правительств штатов, региональных альянсов, исследовательских институтов, коммерческих проектов и международных организаций.

Кроме того, буи для определения характеристик ветровых ресурсов WindSentinel Министерства энергетики будут предоставлять долгосрочные данные о профиле ветра в море, которые поддержат исследования, необходимые для ускорения использования морской энергии ветра в Соединенных Штатах.Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Министерства энергетики США развернула плавучие лидарные буи у берегов Вирджиния-Бич, штат Вирджиния, и Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси, для сбора данных о погоде и волнах, которые будут играть важную роль как в проектировании ветряных электростанций, так и в обеспечении финансирования проекта. Получите доступ к данным в архиве данных и портале "Атмосфера для электронов" (A2e).

Инициатива «Атмосфера - электроны»

Низкая производительность ветряных электростанций, которая в настоящее время в некоторых случаях достигает 20%, представляет собой большую возможность для Управления технологий ветроэнергетики повысить производительность ветряных электростанций и снизить стоимость энергии ветра. Инициатива Министерства энергетики США по исследованию атмосферы и электронов (A2e) направлена ​​на повышение эффективности и надежности ветряных электростанций за счет беспрецедентного понимания того, как атмосфера Земли взаимодействует с ветряными станциями, и разработки инновационных технологий для максимального извлечения энергии из ветра.

Инициатива A2e предусматривает комплексный портфель исследований для координации и оптимизации достижений в четырех основных областях исследований:

  1. Производительность предприятия и оценка финансовых рисков
  2. Наука об атмосфере
  3. Аэродинамика ветровой установки
  4. Технология ветряных электростанций нового поколения.

Цель A2e - обеспечить размещение, строительство и эксплуатацию будущих заводов таким образом, чтобы производить наиболее рентабельные электроны - в виде полезной электроэнергии - от ветра, проходящего через установку. Узнайте больше об инициативе A2e.

Федеральное партнерство

Управление ветроэнергетических технологий Министерства энергетики работает с другими правительственными учреждениями, университетами и представителями отрасли для оценки и характеристики ветровых ресурсов США. Затем результаты оценки становятся общедоступными, что позволяет ветроэнергетической отрасли определять области, наиболее подходящие для развития будущих наземных и морских ветряных электростанций.

Характеристика погодозависимых и океанических возобновляемых источников энергии

С 2011 года Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики действует в соответствии с Меморандумом о взаимопонимании (MOU) с Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) Министерства торговли по вопросам погоды -Зависимая и океаническая характеристика возобновляемых источников энергии для повышения точности, точности и полноты информации о ресурсах для технологий энергии ветра и воды.Сочетая технический опыт Министерства энергетики с передовыми возможностями NOAA в области предсказания, картирования и прогнозирования океанических и атмосферных условий, два агентства работают над безопасным и эффективным использованием погодозависимых и океанических технологий возобновляемой энергии.

Скоординированное развертывание морской ветровой, морской и гидрокинетической энергии на внешнем континентальном шельфе США

В 2010 году Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики подписало меморандум о взаимопонимании с Бюро управления океанической энергией Министерства внутренних дел о скоординированном развертывании Морская ветровая и морская и гидрокинетическая энергия на Ю.С. Внешний континентальный шельф. Меморандум о взаимопонимании учредил рабочие группы из персонала агентства для совместной работы над решением конкретных тематических областей, необходимых для развертывания морских энергетических систем. Рабочая группа по оценке ресурсов и проектным условиям координирует исследовательскую деятельность, чтобы улучшить наше понимание основных атмосферных и океанических условий, имеющих отношение к прибрежным возобновляемым источникам энергии.

Участвующие федеральные партнеры: Министерство энергетики США, Министерство торговли США, Министерство внутренних дел США, U. S. Министерство обороны, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Национальный научный фонд и Администрация президента

Преимущества и проблемы ветроэнергетики

Вы здесь

Энергия ветра предлагает множество преимуществ, что объясняет, почему это один из самых быстрорастущих источников энергии в мире.Исследовательские усилия направлены на решение проблем более широкого использования энергии ветра. Читайте дальше, чтобы узнать больше о преимуществах энергии ветра и некоторых проблемах, над решением которых она работает.

  • Энергия ветра экономична. Сухопутный ветер для коммунальных предприятий - один из самых дешевых источников энергии, доступных на сегодняшний день, стоимость которого составляет 1-2 цента за киловатт-час после вычета налога на производство.Поскольку электроэнергия от ветряных электростанций продается по фиксированной цене в течение длительного периода времени (например, 20+ лет), а ее топливо является бесплатным, энергия ветра снижает ценовую неопределенность, которую затраты на топливо добавляют к традиционным источникам энергии.
  • Ветер создает рабочие места. В ветроэнергетическом секторе США занято более 100 000 рабочих, и техник ветряных турбин - одна из самых быстрорастущих вакансий в Америке. Согласно отчету Wind Vision Report , к 2050 году ветер может обеспечить более 600 000 рабочих мест в сфере производства, установки, технического обслуживания и вспомогательных услуг.
  • Wind обеспечивает рост промышленности США и конкурентоспособность США. Новые ветровые проекты приносят в экономику США более 10 миллиардов долларов в год. Соединенные Штаты обладают обширными внутренними ресурсами и высококвалифицированной рабочей силой и могут конкурировать на мировом уровне в области экологически чистой энергетики.
  • Это чистый источник топлива. Энергия ветра не загрязняет воздух, как электростанции, которые работают на сжигании ископаемых видов топлива, таких как уголь или природный газ, которые выделяют твердые частицы, оксиды азота и диоксид серы, вызывая проблемы со здоровьем человека и причиняя экономический ущерб.Ветровые турбины не производят выбросов в атмосферу, которые вызывают кислотные дожди, смог или парниковые газы.
  • Ветер - это внутренний источник энергии. Ветровая энергия страны обильна и неисчерпаема. За последние 10 лет мощность ветроэнергетики в США росла на 15% в год, и теперь ветер является крупнейшим источником возобновляемой энергии в Соединенных Штатах.
  • Это экологично. Ветер - это фактически форма солнечной энергии. Ветры вызываются нагревом атмосферы солнцем, вращением Земли и неровностями земной поверхности.Пока светит солнце и дует ветер, произведенная энергия может использоваться для передачи энергии по сети.
  • Ветряные турбины могут быть построены на существующих фермах или ранчо. Это приносит большую пользу экономике в сельской местности, где находится большинство лучших ветряных станций. Фермеры и владельцы ранчо могут продолжать обрабатывать землю, потому что ветряные турбины используют только часть земли. Владельцы ветряных электростанций выплачивают арендную плату фермерам или владельцам ранчо за использование земли, обеспечивая землевладельцам дополнительный доход.
  • Энергия ветра по-прежнему должна конкурировать с традиционными источниками генерации по стоимости. Несмотря на то, что стоимость ветровой энергии резко снизилась за последние несколько десятилетий, ветровые проекты должны быть в состоянии экономически конкурировать с самым дешевым источником электроэнергии, а в некоторых местах может быть недостаточно ветров, чтобы быть конкурентоспособными по стоимости.
  • Хорошие наземные ветряные станции часто расположены в удаленных местах, вдали от городов, где требуется электричество. Линии электропередачи должны быть построены для доставки электричества от ветряной электростанции в город. Однако строительство всего нескольких уже предложенных линий электропередачи могло бы значительно снизить затраты на расширение ветроэнергетики.
  • Освоение ветровых ресурсов может быть не самым прибыльным видом использования земли. Земля, подходящая для установки ветряных турбин, должна конкурировать с альтернативными видами использования земли, которые могут быть более ценными, чем производство электроэнергии.
  • Турбины могут вызывать шум и эстетическое загрязнение. Хотя ветровые электростанции оказывают относительно небольшое воздействие на окружающую среду по сравнению с обычными электростанциями, существует озабоченность по поводу шума, производимого лопастями турбины, и визуального воздействия на ландшафт.
  • Ветряные электростанции могут влиять на местную дикую природу. Птиц погибло в результате попадания во вращающиеся лопасти турбины. Большинство этих проблем было решено или значительно уменьшено за счет развития технологий или правильного размещения ветряных электростанций.Летучие мыши также были убиты лопастями турбин, и в настоящее время ведутся исследования по разработке и совершенствованию решений по снижению воздействия ветряных турбин на эти виды. Как и все источники энергии, ветровые проекты могут изменить среду обитания, в которой они построены, что может изменить ее пригодность для определенных видов.

Этот вид ветряной электростанции с воздуха показывает, как группа ветряных турбин может производить электроэнергию для коммунальной сети. Электроэнергия направляется по линиям передачи и распределения в дома, предприятия, школы и так далее.

Просмотрите анимацию ветряной турбины, чтобы увидеть, как она работает.

В отчете Wind Vision Управления технологий ветроэнергетики дана количественная оценка затрат и выгод надежного будущего ветроэнергетики во всех 50 штатах.

Подпишитесь на информационный бюллетень WETO

Будьте в курсе последних новостей, событий и обновлений ветроэнергетики.

Воздействие на окружающую среду и размещение ветроэнергетических проектов

Вы здесь

Дрессированный сокол, оснащенный глобальной системой определения местоположения и системой слежения за очень высокой частотой (VHF), собирает радиолокационные данные, которые помогают ученым совершенствовать технологии обнаружения птиц на ветряных установках.

Оценка и снижение воздействия на окружающую среду

Как и все варианты энергоснабжения, энергия ветра может оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду, включая возможность сокращения, фрагментации или ухудшения среды обитания диких животных, рыб и растений. Кроме того, вращающиеся лопасти турбины могут представлять угрозу для летающих диких животных, таких как птицы и летучие мыши. Из-за потенциального воздействия, которое ветроэнергетика может оказать на дикую природу, и возможности этих проблем задерживать или препятствовать развитию ветра в областях с высококачественными ветровыми ресурсами, решение вопросов минимизации воздействия, размещения и выдачи разрешений является одним из наивысших приоритетов ветроэнергетики.

Для решения этих проблем и поддержки экологически устойчивого развития ветроэнергетики в Соединенных Штатах WETO инвестирует в проекты, которые стремятся охарактеризовать и понять влияние ветра на дикую природу как на суше, так и на море.Кроме того, WETO инвестирует в мероприятия по сбору и распространению научно обоснованных и рецензируемых исследований воздействия на окружающую среду через централизованные информационные центры, такие как Tethys. Офис также инвестирует в научные исследования, которые позволяют внедрять инновации и разрабатывать рентабельные технологии, которые могут минимизировать воздействие на дикую природу на наземных и морских ветряных электростанциях.

WETO способствует межведомственному сотрудничеству по вопросам воздействия ветровой энергии и исследованиям размещения, чтобы обеспечить эффективное управление деньгами налогоплательщиков при решении экологических проблем, связанных с использованием ветровой энергии в Соединенных Штатах.

Ниже приведены несколько примеров инвестиций WETO:

  • Офис финансирует рецензируемые исследования на протяжении более 24 лет, отчасти в рамках сотрудничества с ветроэнергетическими и экологическими организациями, такими как Национальное координационное сотрудничество по ветроэнергетике (NWCC) и Кооператив летучих мышей и энергии ветра.
  • NWCC был сформирован в 1994 году отделом ветроэнергетики Министерства энергетики в партнерстве с Национальной лабораторией возобновляемой энергии с целью устранения препятствий на пути развития ветроэнергетики, включая передачу энергии, рынки электроэнергии и воздействие на дикую природу.За последнее десятилетие внимание NWCC сместилось в первую очередь на рассмотрение и распространение высококачественной информации о воздействии на окружающую среду и решениях.
  • В мае 2009 года ветроэнергетическое управление Министерства энергетики США объявило о выделении почти 2 миллионов долларов грантов на исследования окружающей среды, направленных на снижение рисков для ключевых видов и местообитаний в результате развития ветроэнергетики. В одном отчете, завершенном и опубликованном в 2013 году исследователями из Университета штата Канзас в сотрудничестве с NWCC's Grassland Community Collaborative, было обнаружено, что развитие ветра в Канзасе не оказало сильного воздействия на популяцию и воспроизводство более крупных прерийных кур.
  • С момента своего создания в 2003 году Кооператив «Летучие мыши и ветряная энергия» участвовал в многочисленных исследованиях, финансируемых Национальной лабораторией возобновляемой энергии Министерства энергетики США, включая исследования по оценке воздействия изменения скорости включения ветряных турбин (минимальная скорость ветра на котором ветряные турбины начинают вырабатывать энергию), а также использование ультразвуковых акустических сдерживающих факторов, направленных на снижение ударов летучих мышей о ветровые турбины.
  • WETO также финансирует проекты исследований и разработок, которые повышают техническую готовность технологий смягчения и минимизации ударов летучими мышами за счет возможности конкурентного финансирования.Министерство энергетики поддерживает следующие компании, университеты и организации в полевых испытаниях и оценке почти коммерческих технологий смягчения воздействия летучих мышей, которые предоставят регулирующим органам и владельцам-операторам ветряных установок жизнеспособные и экономически эффективные инструменты для снижения воздействия на летучих мышей: International, Frontier Wind, General Electric, Техасский христианский университет и Массачусетский университет.
  • WETO также финансирует проекты исследований и разработок, которые повышают техническую готовность технологий смягчения и минимизации ударов летучими мышами за счет возможности конкурентного финансирования.Министерство энергетики поддерживает следующие компании, университеты и организации в полевых испытаниях и оценке почти коммерческих технологий смягчения воздействия летучих мышей, которые предоставят регулирующим органам и владельцам-операторам ветряных установок жизнеспособные и экономически эффективные инструменты для снижения воздействия на летучих мышей: International, Frontier Wind, General Electric, Техасский христианский университет и Массачусетский университет. Информацию об обновлениях проекта и результатах тестирования по состоянию на март 2018 г. см. В веб-семинарах «Статус и результаты разработки технологий обнаружения летучих мышей и их сдерживания на ветроустановках», проводимых Национальным координационным объединением по ветру.
  • В 2016 году WETO выбрала шесть команд для улучшения технологий, которые будут защищать орлов, разделяющих воздушное пространство с ветряными турбинами. Более 3 миллионов долларов было выделено шести командам на новаторские, критически важные технологические исследования и разработки в области технологий. Исследования, поддерживаемые этим финансированием, предоставят владельцам-операторам ветряных электростанций жизнеспособные и рентабельные инструменты для снижения потенциального воздействия на орлов на ветряных электростанциях. Это важное исследование основывается на работе Министерства энергетики, направленной на использование энергии ветра и обеспечение сосуществования с дикой природой за счет решения проблем размещения и защиты окружающей среды. В случае успеха исследование защитит дикую природу, а также предоставит ветроэнергетической отрасли новые инструменты для минимизации нормативных и финансовых рисков.
  • WETO поддерживает исследовательскую деятельность, направленную на изучение биологических взаимодействий с морскими ветряными турбинами. При этой поддержке исследователи собирают важную информацию о морской жизни и активности птиц и летучих мышей в открытом море, которая влияет на развертывание морских ветроэнергетических проектов в США. Например, Научно-исследовательский институт биоразнообразия и множество его сотрудников провели крупнейшее экологическое исследование, когда-либо проводившееся в Средней Атлантике, чтобы составить подробную картину окружающей среды в среднеатлантических районах ветроэнергетики, которая будет способствовать выдаче разрешений и соблюдению экологических требований для прибрежных ветров. проекты.

WETO также работает с другими федеральными агентствами над разработкой руководящих принципов, которые позволяют разработчикам выполнять законодательные, нормативные и административные требования по защите дикой природы, национальной и общественной безопасности. Например, Управление ветроэнергетических технологий работало с Министерством внутренних дел над разработкой Руководящих принципов наземной ветроэнергетики и Руководства по плану сохранения орла.

Оценка и уменьшение радиолокационных помех

Скриншот U.Веб-сайт базы данных S. Wind Turbine.

WETO также участвует в межучрежденческом партнерстве, направленном на устранение потенциального воздействия эксплуатации ветряных турбин на оборонные и гражданские радарные системы. За последние несколько лет, совместно с Министерством обороны (DOD), Министерством внутренней безопасности (DHS), Федеральным управлением гражданской авиации (FAA) и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA), Управление проработало кампании по межведомственным полевым испытаниям и оценке (IFT & E) для характеристики воздействия ветряных турбин на существующие радары наблюдения за атмосферой, оценки краткосрочных методов смягчения, предлагаемых промышленностью, а также сбора и анализа данных для продвижения исследований и разработки долгосрочных методов смягчения .Дополнительные сведения см. В Информационном бюллетене по снижению помех от радаров ветряных турбин.

В течение 2012 и 2013 годов были проведены три раунда воздушных испытаний возле объектов ветроэнергетики в Миннесоте и Техасе, которые завершились отчетом и информационными бюллетенями, в которых подведены итоги испытаний. Министерство энергетики и его межведомственные партнеры работают над развитием этих тестов, чтобы гарантировать, что методы смягчения, которые были протестированы, могут быть применены для уменьшения воздействия на радары вблизи ветряных установок.

Кроме того, База данных ветряных турбин США (которую можно просмотреть с помощью U.S. Wind Turbine Database Viewer) используется Министерством обороны и национальной безопасности США и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований для выполнения критически важных эксплуатационных оценок воздействия ветряных турбин на радар. Эти усилия согласуются с межведомственной работой Министерства энергетики по устранению потенциального воздействия работающих ветряных турбин на оборонные и гражданские радиолокационные системы через Рабочую группу по снижению радиолокационных помех ветряных турбин.

Чтобы узнать больше о стратегии и подходах к уменьшению помех ветровому радару, посетите WINDExchange.

Воздействие на окружающую среду и ресурсы размещения

Следующие ресурсы содержат дополнительную информацию о воздействии на окружающую среду и размещении:

  • Tethys: Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Министерства энергетики США разработала новую базу данных, в которой хранится богатый и разнообразный набор ресурсов о потенциальных экологических последствиях морского ветра и морских и гидрокинетических разработок .Tethys предлагает интерактивную карту, посвященную экологическому мониторингу энергии океана и исследовательским проектам по всему миру. В новейшем дополнении к Tethys, центре «Работаем вместе над решением проблемы воздействия ветряной энергии на окружающую среду» (WREN), размещаются ресурсы, посвященные исследованиям окружающей среды с использованием ветра на суше, и решаются экологические проблемы, такие как взаимодействие между дикой природой и ветряными турбинами, связанное с развитием наземных технологий. и оффшорные ветроэнергетические проекты.
  • Национальное координирующее сотрудничество по ветру: NWCC предоставляет информацию об исследованиях ветровой дикой природы, включая регулярные информационные бюллетени, вебинары, протоколы встреч и презентации, а также другие инструменты обмена информацией.
  • Взаимодействие ветряных турбин с птицами, летучими мышами и их средой обитания. В этом ресурсе Американского института дикой природы ветра обобщается текущее состояние исследований взаимодействия ветра и дикой природы.
  • Летучие мыши и ветроэнергетический кооператив (BWEC) Публикации: BWEC - это альянс государственных и федеральных агентств, частного сектора, неправительственных организаций и академических институтов, который разрабатывает решения для снижения воздействия ветряных турбин на летучих мышей. BWEC опубликовала несколько отчетов о своих исследованиях, таких как синтез исследований снижения смертности летучих мышей и оценка эффективности ультразвуковых акустических сдерживающих факторов.

Подпишитесь на информационный бюллетень Wind R&D

Получайте два раза в год обновленную информацию о научно-исследовательской деятельности WETO.

Воздействие на окружающую среду и новости о местонахождении

Основы ветроэнергетики | NREL

Ветер возникает, когда поверхность земли неравномерно нагревается солнцем.Ветряная энергия можно использовать для выработки электроэнергии.

Ветряные турбины

Ветряные турбины, как и ветряные мельницы, устанавливаются на башне, чтобы улавливать максимум энергии. На высоте 100 футов (30 метров) и более они могут воспользоваться более быстрым и менее бурный ветер. Турбины улавливают энергию ветра своей пропеллерной лезвия.Обычно на валу устанавливаются две или три лопасти, образующие ротор .

Лезвие действует как крыло самолета. Когда дует ветер, карман низкого давления воздух образуется на подветренной стороне лопасти. Затем воздушный карман низкого давления вытягивает лезвие по направлению к нему, заставляя ротор вращаться. Это называется лифт . Сила подъема на самом деле намного сильнее, чем сила ветра, направленная против ветра. передняя сторона клинка, которая называется drag .Комбинация подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться как пропеллер, и вращающийся вал вращает генератор, чтобы вырабатывать электричество.

Исследования в области ветроэнергетики

NREL в основном проводятся в кампусе Флэтайронс, отдельном месте недалеко от Боулдера, Колорадо.

Ветряные турбины коммунального назначения на ветряной электростанции Сидар-Крик в Гровере, Колорадо. Фото Денниса Шредера / NREL

VolturnUS Плавучая оффшорная ветряная турбина с полупогружной плавучей поплавкой Платформа, Университет штата Мэн, часть консорциума DeepCWind. Фотография из Университета штата Мэн

Наземная ветроэнергетика

Ветровые турбины могут использоваться как автономные приложения или их можно подключать к электросеть или даже в сочетании с фотоэлектрической системой (солнечными элементами). За коммунальные (мегаваттные) источники энергии ветра, большое количество ветряных турбин обычно строятся близко друг к другу и образуют ветряную электростанцию ​​ , также называемую ветряной электростанцией .Некоторые поставщики электроэнергии сегодня используют ветряные электростанции для снабжения потребителей электроэнергией.

Автономные ветряные турбины обычно используются для перекачки воды или связи. Однако домовладельцы, фермеры и владельцы ранчо в ветреных районах также могут использовать ветряные турбины. как способ сократить свои счета за электричество.

Распределенная энергия ветра

Малые ветровые системы также обладают потенциалом в качестве распределенных энергоресурсов.Распространено Энергетические ресурсы относятся к множеству небольших модульных технологий производства энергии. которые могут быть объединены для улучшения работы системы подачи электроэнергии. Для получения дополнительной информации о распределенном ветре посетите Управление ветроэнергетических технологий Министерства энергетики США.

Морская ветроэнергетика

Оффшорная ветроэнергетика - относительно новая отрасль в США.Америки первая оффшорная ветряная электростанция, расположенная в Род-Айленде, у побережья острова Блок, был включен в декабре 2016 года. В отчете Wind Vision Министерства энергетики США показано, что к 2050 году морской ветер будет доступен во всех прибрежных регионах страны.

Дополнительные ресурсы

Для получения дополнительной информации о ветровой энергии посетите следующие ресурсы:

Основы ветроэнергетики
U.S. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики

Карты и данные по ветроэнергетике
WINDExchange DOE

Как работают ветряные турбины
Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США.

Малые ветроэнергетические системы
Программа энергосбережения Министерства энергетики США

Американская ассоциация ветроэнергетики

Energy Kids Wind Basics
U.S. Управление энергетической информации Energy Kids

Нет, замерзшие ветряные турбины не виноваты в отключении электроэнергии в Техасе

Подпишитесь на наш ежедневный информационный бюллетень The Brief, который держит читателей в курсе самых важных новостей Техаса.

Замерзшие ветряные турбины в Техасе заставили некоторых консервативных политиков штата заявить во вторник, что штат слишком полагается на возобновляемые источники энергии. Но на самом деле ожидалось, что энергия ветра будет составлять лишь малую часть того, что штат запланировал на зиму.

Совет по надежности электроснабжения Техаса прогнозировал, что 80% зимней мощности сети, или 67 гигаватт, можно будет вырабатывать за счет природного газа, угля и некоторой части ядерной энергии.

Февральская зимняя буря 2021 года

  • Когда вернется моя вода? Как мне тем временем достать воду?

    Мы не знаем. Власти штата и города призывают к терпению и советуют техасцам, у которых есть проточная вода, кипятить ее.Примите все необходимые меры, чтобы подготовиться к нескольким дням без воды. Официальные лица в Остине, например, заявили 19 февраля, что восстановление водоснабжения, вероятно, будет многодневным процессом для всего города. Здесь у нас есть некоторые ресурсы, но лучший вариант, чтобы найти бесплатную воду, - это проверить местные СМИ.

  • Получу ли я большой счет за электроэнергию?

    Не надо сразу.Власти Техаса подписали приказ, временно запрещающий поставщикам электроэнергии отправлять счета жителям. Приказ является временной мерой, чтобы дать чиновникам время для решения проблемы резкого роста счетов некоторых жителей. Официальные лица также подписали приказ, запрещающий поставщикам коммунальных услуг отключать обслуживание жителей, не оплативших счет. Подробнее читайте здесь.

  • Как я могу получать обновления?

    Подпишитесь на наши новости, отправив текстовое сообщение «привет» на номер 512-967-6919 или посетив эту страницу.

  • Я был без электричества больше суток. Почему люди называют это откатывающимися отключениями?

    Когда 15 февраля в 1:25 утра по московскому времени оператор электросетей штата начал отключать электричество, это планировалось как временная мера на случай экстремальных зимних явлений. Вместо этого некоторые техасцы остаются без электричества намного дольше, сталкиваясь с днями без электричества вместо первоначально запланированных 45 минут. Электросеть была спроектирована так, чтобы пользоваться большим спросом летом, когда техасцы включают дома кондиционеры.Но некоторые источники энергии, питающие сеть летом, отключены зимой. Поэтому, когда техасцы остались дома во время шторма в воскресенье и потребовали рекордное количество электроэнергии, электросеть штата не выдержала.

  • Подождите, у нас есть своя электросеть? Почему?

    Да, в Техасе есть своя собственная электросеть, управляемая агентством ERCOT, Совет по надежности электроснабжения Техаса.История длинная, но короткая версия такова: в Техасе есть собственная сеть, чтобы избежать федеральных правил. В 1935 году президент Франклин Д. Рузвельт подписал Закон о федеральной энергетике, согласно которому Федеральная энергетическая комиссия возлагала на Федеральную комиссию по энергетике ответственность за межгосударственные продажи электроэнергии. Но коммунальные предприятия Техаса не пересекают границы штата. ERCOT была образована в 1970 году после крупного отключения электроэнергии на северо-востоке в ноябре 1965 года, и ей было поручено управлять надежностью сети в соответствии с национальными стандартами.Обратите внимание, что не весь Техас находится в одной электросети. Эль-Пасо находится на другой сетке, как и верхний Панхэндл и кусок Восточного Техаса.

  • Я читал в Интернете, что ветряные турбины - причина потери энергии. Это правда?

    Нет. Потерянная энергия ветра составляет лишь часть сокращения генерирующих мощностей, которое привело к отключениям миллионов техасцев.Представитель Совета по надежности электроснабжения Техаса заявил 16 февраля, что 16 гигаватт возобновляемой энергии, в основном ветровой, отключены. Почти вдвое больше, 30 гигаватт, было потеряно из-за источников тепла, включая газ, уголь и ядерную энергию. «Техас - это газовый штат», - сказал Майкл Уэббер, профессор энергетических ресурсов Техасского университета в Остине. «Газ сейчас терпит крах самым зрелищным образом».

  • Как мне согреться? Как я могу помочь другим?

    Национальная метеорологическая служба призывает людей закрывать шторы и шторы, по возможности собираться в одной комнате и закрывать двери для других, а также засовывать полотенца в щели под дверями.Носите свободные слои теплой легкой одежды. Перекус и потребление жидкости помогут согреть тело. В некоторых городах есть центры обогрева и транспорт по мере необходимости - местные ресурсы можно найти здесь. Если у вас есть ресурсы или вы можете сделать финансовые пожертвования, найдите здесь некоммерческие организации, которые помогают людям.

  • Посмотреть больше материалов

Представитель Совета по надежности электроснабжения Техаса сообщил во вторник днем, что 16 гигаватт возобновляемой энергии, в основном ветровой, отключены.Почти вдвое больше, 30 гигаватт, было потеряно из-за источников тепла, включая газ, уголь и ядерную энергию.

К среде эти цифры изменились, поскольку все больше операторов изо всех сил пытались работать в холодную погоду: всего 45 гигаватт были отключены, из которых 28 гигаватт от тепловых источников и 18 гигаватт от возобновляемых источников, заявили представители ERCOT.

«Техас - газовый штат, - сказал Майкл Уэббер, профессор энергетических ресурсов Техасского университета в Остине.

В то время как Уэббер сказал, что в энергетическом кризисе виноваты все источники энергии Техаса, газовая промышленность производит значительно меньше энергии, чем обычно.

«Газ сейчас терпит крах, - сказал Уэббер.

Дэн Вудфин, старший директор ERCOT, во вторник поддержал это мнение.

«Похоже, что большая часть поколения, которое сегодня отключилось от сети, в основном связано с проблемами в системе природного газа», - сказал он во вторник во время телефонного разговора с журналистами.

Тем не менее, некоторые обвиняют ветроэнергетику.

«Это то, что происходит, когда вы заставляете сеть частично полагаться на ветер в качестве источника энергии», - написал в Твиттере во вторник во второй половине дня представитель США Дэн Креншоу из штата Хьюстон. «Когда погодные условия становятся плохими, как это было на этой неделе, прерывистой возобновляемой энергии, такой как ветер, не будет, когда она вам нужна».

Далее он обратил внимание на остановку ядерного реактора в Бэй-Сити из-за холода и, наконец, дошел до того, что эксперты по энергетике считают самым большим виновником, написав: «Низкая поставка природного газа: ERCOT запланировал на 67 ГВт из природного газа / угля. , но смог получить в сети только 43 ГВт.У нас не закончился природный газ, но у нас закончилась возможность получать природный газ. В трубопроводах в Техасе не используется холодная изоляция, поэтому все замерзало ».

Комиссар по сельскому хозяйству Сид Миллер, известный своими публикациями правых в Facebook, которые в прошлом распространяли дезинформацию и усиливали теории заговора, также опубликовал в Facebook неприукрашенный обзор ветроэнергетики: «Мы никогда не должны строить еще одну ветряную турбину в Техасе. «

В другом посте Миллер был еще более откровенен, но также вводил в заблуждение.«К травме добавилось оскорбление: эти уродливые ветряные турбины - одна из основных причин, по которой мы испытываем отключение электричества», - написал он. «Разве это не иронично? ... Вот вам и некрасивые и непродуктивные памятники Обамы, лишающие энергии. По крайней мере, они показывают нам, где живут идиоты ».

В то время как скептики ветроэнергетики утверждали, что недельное замораживание означает, что на ветровую энергию нельзя положиться, ветровые турбины, как и газовые электростанции, могут быть «подготовлены к зиме» или модифицированы для работы при очень низких температурах.Эксперты говорят, что многие электрогенераторы Техаса не инвестировали необходимые средства для предотвращения сбоев в работе оборудования, поскольку в штате редко случаются сильные зимние штормы.

Предполагается, что из общей зимней мощности сети около 80%, или 67 гигаватт, может быть произведено за счет природного газа, угля и некоторой ядерной энергии. Ожидалось, что только 7% от прогнозируемой зимней мощности ERCOT, или 6 гигаватт, будет приходиться на различные источники ветровой энергии по всему штату.

Производство природного газа в штате резко упало из-за морозных условий, что затруднило получение электростанциями топлива, необходимого для их работы. По словам экспертов, на электростанциях, работающих на природном газе, обычно не так много топлива. Вместо этого заводы полагаются на постоянный поток природного газа из трубопроводов, которые проходят через штат от таких областей, как Пермский бассейн, добывающий нефть и природный газ, в Западном Техасе до крупных центров спроса, таких как Хьюстон и Даллас.

Губернатор

Грег Эбботт уточнил, что источники ископаемого топлива вносят свой вклад в проблемы с энергосистемой, описывая ситуацию в понедельник днем.

«Возможности некоторых компаний, производящих электроэнергию, были заморожены. Это включает в себя генераторы природного газа и угля », - написал он в твиттере.

Хизер Зичал, генеральный директор отраслевой группы Американская ассоциация чистой энергии, заявила, что противники возобновляемых источников энергии пытались отвлечь внимание от сбоев в других частях системы и замедлить «переход к экологически чистой энергии будущего».”

«Позорно видеть, как давние противники чистой власти - которые нападают на нее, идет ли дождь, снег или светит солнце - участвуют в политически оппортунистической шараде, вводящей в заблуждение американцев, продвигая программу, не имеющую ничего общего с восстановлением власти. сообществам Техаса », - сказала она.

Мэтью Уоткинс предоставил отчеты.

Раскрытие информации: Facebook и Техасский университет в Остине оказывали финансовую поддержку The Texas Tribune, некоммерческой, беспартийной новостной организации, которая частично финансируется за счет пожертвований членов, фондов и корпоративных спонсоров.Финансовые спонсоры не играют никакой роли в журналистике Tribune. Полный их список можно найти здесь.

Австралия стала первой жертвой большого отключения электроэнергии, обвиняя в этом ветроэнергетику. Следующими могут быть США | Кетан Джоши | Окружающая среда

Изменение климата полна сюрпризов. Нас предупреждали о волнах тепла, ураганах и сильных огненных бурях. Чего мы не ожидали, так это циничной, циклической экономики ерунды с отключением света. По мере усиления воздействия климата электрические сети, заполненные устаревшей инфраструктурой, работающей на ископаемом топливе, рушатся.В этих отключениях электроэнергии обычно обвиняют ветер и солнечную энергию, и они используются для продления срока службы существующих генераторов на ископаемом топливе. Повышаются альтернативные издержки, ухудшаются климатические воздействия и усиливаются отключения электроэнергии. Это ускоряющаяся спираль смерти.

На прошлой неделе в Техасе произошел сбой, который, вероятно, станет самым сильным за всю историю наблюдений в США. Миллионы людей были без электричества в течение нескольких дней, первоначально в масштабах, примерно эквивалентных тому, как вся восточная Австралия сразу же потемнела. Зимняя погода заморозила жизненно важные компоненты на электростанциях, поставки газа были ограничены из-за замороженных трубопроводов, и, как следствие, треть тепловых электростанций штата были отключены (в основном газовые).Неустановленная часть ветряных турбин была отключена из-за обледенения и низкотемпературных отключений, но «газ и уголь были на самом деле главными виновниками кризиса», - сказал Bloomberg Эрик Фелл, директор по газу в Северной Америке Wood Mackenzie.

Несмотря на это, вину взяли на себя ветряные фермы. «Ледяная погода охлаждает ветровую энергию Техаса, как и большую часть США», - гласил заголовок Рейтер. «Замороженные турбины и растущий спрос на немедленные отключения электроэнергии в Техасе», - писала New York Times. «Ветряные мельницы замерзли, что привело к отказу электросети», - сказал Такер Карлсон из Fox News.Fox обвинила возобновляемые источники энергии в отключениях электроэнергии 128 раз за два дня. Губернатор Техаса Грег Эбботт сказал: «Это показывает, насколько« зеленый новый курс »будет смертельной сделкой». К нему присоединились республиканцы Тед Круз, Дэн Креншоу и Лорен Боберт, каждая из которых ухватилась за кризис, чтобы атаковать возобновляемые источники энергии (большинство из них получали огромные суммы от ископаемой промышленности).

Рассказ был запутанным. Изображение вертолета, удаляющего лед с ветряной турбины (полученное в ходе испытаний в Швеции в 2015 году), было ложно представлено, как если бы оно было в Техасе.Их одновременно заморозили, но и освободили вертолетами (какая ирония!). Детали не имели значения; цель заключалась в заполнении начального информационного вакуума образами и словами, создающими повествование.

Это было повторение отключения электроэнергии в Южной Австралии в 2016 году, когда во время ужасного шторма было отключено энергоснабжение всего штата. Консервативные политики и СМИ сразу же обвинили в этом событии ветроэнергетику. Хотя роль ветра в последовательности событий была связана с немедленно исправленной настройкой программного обеспечения, она была представлена ​​как доказательство того, что технология принесет тьму в Австралию, как я писал в своей книге, углубляясь в технические, культурные и политические детали этого поворотного момента.

С тех пор рост возобновляемой энергетики в Южной Австралии медленно, но верно продолжался. Чистая энергия сократилась с 40% до 60% производства, а оставшийся газовый парк сокращается. А оператор австралийского рынка опубликовал сценарии, в которых изучается, как штат может вырасти примерно до 90% без какого-либо влияния на надежность:

Исторический нулевой выброс углерода в Южной Австралии, через OpenNEM. Пошаговый, медленный и центральный сценарии из Плана интегрированной системы австралийского оператора энергетического рынка на 2020 год.Процентная доля включает распределенные фотоэлектрические элементы и хранилище, не включая потоки межсоединений. Исторический нулевой выброс углерода в Южной Австралии, через OpenNEM. Поэтапный, медленный и центральный сценарии из Плана интегрированной системы австралийского оператора энергетического рынка на 2020 год. Процентная доля включает распределенные фотоэлектрические элементы и хранение, исключая потоки между соединительными линиями.

Эти успехи впечатляют, но на национальном уровне они слишком медленны, чтобы обеспечить сокращение выбросов в энергосистему, соответствующее целевому показателю 1,5 ° C - по сути, почти нулевым выбросам электроэнергии к 2030 году.Эта цель требует остановки угольных и газовых заводов задолго до наступления пенсионного возраста; разговор по-прежнему преисполнен паники. Между тем угольные и газовые электростанции в Австралии катастрофически выходят из строя во время все более сильных волн тепла.

Заголовок: Историческое нулевое образование углерода в NEM, через OpenNEM. Пошаговый, медленный и центральный сценарии из Плана интегрированной системы австралийского оператора энергетического рынка на 2020 год. Процентная доля включает распределенные фотоэлектрические элементы и хранение. Пропорции 1,5C из отчета Climate Action Tracker «Расширение масштабов климатических действий». Историческое нулевое образование углерода в NEM, через OpenNEM. Пошаговый, медленный и центральный сценарии из Плана интегрированной системы австралийского оператора энергетического рынка на 2020 год. Процентная доля включает распределенные фотоэлектрические элементы и хранение. Пропорции 1,5C из отчета Climate Action Tracker's Scaling up Climate Action.

Даже перспектива своевременного закрытия следующей угольной электростанции вызывала возражения на том основании, что это приведет к отключению электроэнергии в стиле Южной Австралии. Премьер-министр Австралии пригрозил построить газовую электростанцию ​​мощностью 1000 МВт на государственные деньги в качестве своего рода наказания за предполагаемый недостаток надежной электроэнергии, несмотря на собственные прогнозы оператора сети, подтверждающие, что новые возобновляемые источники энергии с лихвой компенсируют остановку электростанции.Хотя отрасль возобновляемых источников энергии в Австралии делает успехи, инвестиции замедляются. Если багаж 2016 года не будет стряхнут, декарбонизация будет ограничена по тарифам.

Эпоха чуши затемнения - это движение в клещи, состоящее в ухудшении климатических воздействий, с одной стороны, и старении инфраструктуры ископаемых ресурсов, с другой, с огненными бурями в отношении ископаемой дезинформации, проходящими через алгоритмически усиленные консервативные СМИ и социальные сети. Усилители климатических воздействий, такие как разрушение энергосистем из-за дерегулирования и идеологии свободного рынка, не получают должного внимания.Технические детали интеграции ветра и солнца игнорируются. Это стена изнурительного, неудержимого шума.

Сектор возобновляемых источников энергии в США, составляющий основу плана Байдена по обеспечению 100% чистой электроэнергии на 2035 год, может в конечном итоге оказаться на и без того крутом подъеме из-за частых и агрессивных кампаний по отключению электроэнергии. «У нас не может быть другого Техаса», - будет крик. Билл Малкольма Тернбулла [Shorten] может быть перепрофилирован для Байдена.

Этого можно избежать. Выгоды от возобновляемых источников энергии должны распространяться гораздо шире, через такие программы, как общественная собственность и инвестиции.Климатические рабочие места должны быть реальными, богатыми и разнообразными. Необходимо приложить более серьезные усилия для борьбы с дезинформацией, в том числе из традиционных средств массовой информации. И устойчивость к изменению климата должна быть включена в каждый план перехода. Декарбонизация должна идти быстрее, и это возможно при полном осознании угрозы спирали смерти от ископаемого топлива.

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *