Проект по физике темы модель ветряной электростанции. Ветряная электростанция. Принцип работы ВЭС

Ветроэнергетика

Ветроэнергетика, использующая ветроколеса и ветрокарусели, возрождается сейчас, прежде всего, в наземных установках. Ветер дует везде - на суше и на море. Человек не сразу понял, что

перемещение воздушных масс связано с неравномерным изменением температуры и вращением земли, но это не помешало нашим предкам использовать ветер для мореплавания.

В глубине материка нет постоянного направления ветра. Так как разные участки суши в разное время года нагреваются по-разному можно говорить только о преимущественном сезонном направлении ветра. Кроме того, на разной высоте ветер ведет себя по-разному, а для высот до 50 метров характерны рыскающие потоки.

Для приземного слоя толщиной в 500 метров энергия ветра, превращающаяся в тепло, составляет примерно 82 триллиона киловатт- часов в год. Конечно, всю ее использовать невозможно, в частности, по той причине, что часто поставленные ветряки будут затенять друг друга. В то же время отобранная у ветра энергия, в конечном счете, вновь превратится в тепло.

Среднегодовые скорости воздушных потоков на стометровой высоте превышают 7 м/с. Если выйти на высоту в 100 метров, используя подходящую естественную возвышенность, то везде можно ставить эффективный ветроагрегат.

Упряжь для ветра

Принцип действия всех ветродвигателей один: под напором ветра вращается ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу генератора, вырабатывающего электроэнергию, водяному насосу или электрогенератору. Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток оно захватывает и тем больше энергии вырабатывает агрегат.

Принципиальная простота дает здесь исключительный простор для конструкторского творчества, но только неопытному взгляду ветроагрегат представляется простой конструкцией. Традиционная компоновка ветряков - с горизонтальной осью вращения - неплохое решение для агрегатов малых размеров и мощностей. Когда же размахи лопастей выросли, такая компоновка оказалась неэффективной, так как на разной высоте ветер дует в разные стороны. В этом случае не только не удается оптимально ориентировать агрегат по ветру, но и возникает опасность разрушения лопастей.

Кроме того, концы лопастей крупной установки, двигаясь с большой скоростью создают шум. Однако главное препятствие на пути использовании энергии ветра все же экономическая - мощность агрегата остается небольшой и доля затрат на его эксплуатацию оказывается значительной. В итоге себестоимость энергии не позволяет ветрякам с горизонтальной осью оказывать реальную конкуренцию традиционным источникам энергии.

По прогнозам фирмы Боинг (США) - длина лопастей крыльчатых ветродвигателей не превысит 60 метров, что позволит создать ветроагрегаты традиционной компоновки мощностью 7 МВт. Сегодня самые крупные из них - вдвое "слабее". В большой ветроэнергетике только при массовом строительстве можно рассчитывать на то, что цена киловатт-часа снизится до десяти центов.

Маломощные агрегаты могут вырабатывать энергию примерно втрое более дорогую. Для сравнения отметим, что серийно выпускавшийся в 1991 году НПО "Ветроэн" крыльчатый ветродвигатель, имел размах лопастей 6 метров и мощность 4 кВт.

Его киловатт-час обходился в 8...10 копеек.

Большинство типов ветродвигателей известны так давно, что история умалчивает имена их изобретателей. Основные разновидности ветроагрегатов изображены на рисунке. Они делятся на две группы:

ветродвигатели с горизонтальной осью вращения (крыльчатые) (2...5); ветродвигатели с вертикальной осью вращения (карусельные: лопастные (1) и ортогональные (6)).

Типы крыльчатых ветродвигателей отличаются только количеством лопастей.

Крыльчатые

Для крыльчатых ветродвигателей, наибольшая эффективность которых достигается при действии потока воздуха перпендикулярно к плоскости вращения лопастей-крыльев, требуется устройство автоматического поворота оси вращения. С этой целью применяют крыло-стабилизатор. Карусельные ветродвигатели обладают тем преимуществом, что могут работать при любом направлении ветра не изменяя своего положения. Коэффициент использования энергии ветра (см. рис.) у крыльчатых ветродвигателей намного выше чем у карусельных.

В то же время, у карусельных - намного больше момент вращения. Он максимален для карусельных лопастных агрегатов при нулевой относительной скорости ветра.

Распространение крыльчатых ветроагрегатов объясняется величиной скорости их вращения. Они могут непосредственно соединяться с генератором электрического тока без мультипликатора. Скорость вращения крыльчатых ветродвигателей обратно пропорциональна количеству крыльев, поэтому агрегаты с количеством лопастей больше

трех практически не используются.

Карусельные

Различие в аэродинамике дает карусельным установкам преимущество в сравнении с традиционными ветряками. При увеличении скорости ветра они быстро наращивают силу тяги, после чего скорость вращения стабилизируется. Карусельные ветродвигатели

тихоходны и это позволяет использовать простые электрические схемы, например, с асинхронным генератором, без риска

потерпеть аварию при случайном порыве ветра. Тихоходность выдвигает одно ограничивающее требование - использование многополюсного генератора работающего на малых оборотах. Такие генераторы не имеют широкого распространения, а использование мультипликаторов (мультипликатор [лат. multiplicator

умножающий] -- повышающий редуктор) не эффективно из-за низкого КПД последних.

Еще более важным преимуществом карусельной конструкции стала ее способность без дополнительных ухищрений следить за тем "откуда дует ветер", что весьма существенно для приземных рыскающих потоков. Ветродвигатели подобного типа строятся в США, Японии, Англии, ФРГ, Канаде. Карусельный лопастный ветродвигатель наиболее прост в эксплуатации. Его конструкция обеспечивает максимальный момент при запуске ветродвигателя и автоматическое саморегулирование максимальной скорости вращения в процессе работы. С увеличением нагрузки уменьшается скорость вращения и возрастает вращающий момент вплоть до полной остановки.

Ортогональные

Ортогональные ветроагрегаты, как полагают специалисты, перспективны для большой энергетики. Сегодня перед ветропоклонниками ортогональных конструкций стоят определенные трудности. Среди них, в частности, проблема запуска.

В ортогональных установках используется тот же профиль крыла, что и в дозвуковом самолете (см. рис. (6)).

Самолет, прежде чем "опереться" на подъемную силу крыла, должен разбежаться. Так же обстоит дело и в случае с ортогональной установкой. Сначала к ней нужно подвести энергию - раскрутить и довести до определенных аэродинамических параметров, а уже потом она сама перейдет из режима двигателя в режим генератора.

Отбор мощности начинается при скорости ветра около 5 м/с, а номинальная мощность достигается при скорости 14...16 м/с.

Предварительные расчеты ветроустановок предусматривают их использование в диапазоне от 50 до 20 000 кВт. В реалистичной установке мощностью 2000 кВт диаметр кольца, по которому движутся крылья, составит около 80 метров. У мощного ветродвигателя большие размеры. Однако можно обойтись и малыми - взять числом, а не размером. Снабдив каждый электрогенератор отдельным преобразователем можно просуммировать выходную мощность вырабатываемую генераторами. В этом случае повышается надежность и живучесть ветроустановки.

Неожиданные применения ветроустановок

Реально работающие ветроагрегаты обнаружили ряд отрицательных явлений. Например, распространение ветрогенераторов может затруднить прием телепередач и создавать мощные звуковые колебания.

Ветродвигатели могут не только вырабатывать энергию. Способность привлекать внимание вращением без расходования энергии используется для рекламы. Наиболее простой - однолопастный карусельный ветродвигатель представляет собой прямоугольную пластинку с отогнутыми краями.

Закрепленный на стене он начинает вращаться даже при незначительном ветре.

На большой площади крыльев карусельный трех-четырех лопастный ветродвигатель может вращать рекламные плакаты и небольшой генератор. Запасенная в аккумуляторе электроэнергия может освещать крылья с рекламой в ночное время, а в безветренную погоду и вращать их.

Ветровая электростанция Кирилл Вакуленко 10”А” Класс

Ветровая электростанция - несколько ВэУ, собранных в одном или нескольких местах и объединённых в единую сеть. Крупные ветровые электростанции могут состоять из 100 и более ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ. Иногда ветровые электростанции называют «ветровыми фермами»

Типы ветровых электростанций

• Наземная
• Самый распространённый в настоящее время тип ветровых электростанций. Ветрогенераторы устанавливаются на холмах или возвышенностях.
• Промышленный ветрогенератор строится на подготовленной площадке за 7-10 дней. Получение разрешений регулирующих органов на строительство ветровой электростанции может занимать год и более.
• Для строительства необходима дорога до строительной площадки, тяжёлая подъёмная техника с выносом стрелы более 50 метров, так как гондолы устанавливаются на высоте около 50 метров.
• Электростанция соединяется кабелем с передающей электрической сетью.
• Крупнейшей на данный момент ветровой электростанцией является электростанция Альта, расположенная в штате Калифорния, США. Полная мощность - 1550 МВт.

Типы ветровых электростанций

• Прибрежная
• Прибрежные ветровые электростанции строят на небольшом удалении от берега моря или океана. На побережье с суточной периодичностью дует бриз, что вызвано неравномерным нагреванием поверхности суши и водоема. Дневной, или морской бриз, движется с водной поверхности на сушу, а ночной, или береговой - с остывшего побережья к водоёму.

Типы ветровых электростанций

• Шельфовая
• Шельфовые ветровые электростанции строят в море: 10-60 километров от берега. Шельфовые ветровые электростанции обладают рядом преимуществ:
• их практически не видно с берега;
• они не занимают землю;
• они имеют большую эффективность из-за регулярных морских ветров.
• Шельфовые электростанции строят на участках моря с небольшой глубиной. Башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров. Электроэнергия передаётся на землю по подводным кабелям.
• Шельфовые электростанции более дороги в строительстве, чем их наземные аналоги. Для генераторов требуются более высокие башни и более массивные фундаменты. Солёная морская вода может приводить к коррозии металлических конструкций.
• В конце 2008 года во всём мире суммарные мощности шельфовых электростанций составили 1471 МВт. За 2008 год во всём мире было построено 357 МВт шельфовых мощностей. Крупнейшей шельфовой станцией в 2009 году являлась электростанция Миддельгрюнден (Дания) с установленной мощностью 40 МВт. В 2013 году крупнейшей стала London Array (Великобритания) с установленной мощностью 630 МВт.
• Для строительства и обслуживания подобных электростанций используются самоподъемные суда.

Типы ветровых электростанций

• Плавающая
• Первый прототип плавающей ветровой турбины построен компанией H Technologies BV в декабре 2007 г. Ветрогенератор мощностью 80 кВт установлен на плавающей платформе в 10,6 морских милях от берега Южной Италии на участке моря глубиной 108 м.
• Норвежская компания StatoiHydro разработала плавающие ветрогенераторы для морских станций большой глубины. StatoilHydro построила демонстрационную версию мощностью 2,3 МВт в сентябре 2009 г.. Турбина под названием Hywind весит 5 300 т при высоте 65 м. Располагается она в 10 км от о. Кармой, неподалёку от ю-з берега Норвегии.
• Стальная башня этого ветрогенератора уходит под воду на глубину 100 м. Над водой башня возвышается на 65 метров. Диаметр ротора составляет 82,4 м. Для стабилизации башни ветрогенератора и погружения его на заданную глубину в нижней его части размещён балласт (гравий и камни). При этом от дрейфа башню удерживают три троса с якорями, закреплёнными на дне. Электроэнергия передаётся на берег по подводному кабелю.
• Компания планирует в будущем довести мощность турбины до 5 МВт, а диаметр ротора - до 120 м.

Типы ветровых электростанций

• Парящая
• Парящей называют ветровые турбины, размещенные высоко над землей, для использования более сильного и стойкого ветра. Концепция разработана в 1930-е годы в СССР инженером Егоровым.
• Текущим рекордсменом считается «Парящая ветровая турбина Altaeros» (Altaeros Buoyant Airborne Turbine (BAT)), которая будет установлена на высоте 1000 футов (304,8 м) над землей. Этот пилотный проект промышленного масштаба будет находиться на высоте 275 футов выше, чем текущий рекордсмен - Vestas V164-8.0-MW. Последний совсем недавно установил свой прототип в Датском национальном центре тестирования больших турбин (Danish National Test Center for Large Wind Turbines) в Остерильде (Østerild). Высота расположения оси Vestas 460 футов (140 метров), лопасти турбин в высоту более 720 футов (220 метров). У Altaeros мощность турбины 30 кВт. этого достаточно для обеспечения энергией 12 домов. Для поднятия на такую высоту Altaeros использует невоспламеняемую надувную оболочку, наполненную гелием. Проводником для произведенной энергии служат высокопрочные канаты.

Типы ветровых электростанций

• Горная
• Первая на постсоветском пространстве горная ВЭС мощностью 1,5 МВт была запущена на Кордайском перевале в Жамбылской области Казахстана в 2011 году. Высота площадки - 1200 м над уровнем моря. Среднегодовая скорость ветра 5,9 м/сек. В 2014 году количество ветротурбин «Vista International» мощностью по 1,0 МВт на «Кордайской ВЭС» было доведено до 9 агрегатов при проектной мощности 21 МВт. В дальнейшем планируется введение в строй Жанатасской (400 МВт) и Шокпарской (200 МВт) ветряных электростанций.
• В феврале 2015 г. в Восточных Карпатах у города Старый Самбор запущена в работу первая в Западной Украине горная ВЭС «Старый Самбор 1» мощностью в 13,2 МВт. Общая мощность 79,2 МВТ. Она представлена ветротурбинами VESTAS V-112 датского производства номинальной мощностью 6,6 МВт. Высота площадки 500 - 600 м над уровнем моря, среднегодовая скорость ветра 6,3 м/сек.

Как работает?

• Принцип работы Принцип работы ветреных электростанций основан на том, что ветер вращает лопасти конструкции, редуктор которой приводит в действие электрогенератор. Получаемая электроэнергия транспортируется по кабелю через силовой шкаф, расположенный в основании ветряной энергетической установки. Мачты ветряных энергетических установок имеют значительную высоту, что позволяет в полной мере использовать силу ветра. При проектировании ветряной электростанции в местности, где её планируется разместить, предварительно проводят исследования силы и направления ветра при помощи анемометров. Данные, полученные в результате исследований, позволяют инвесторам достаточно точно определить сроки окупаемости ветряной электростанции.

Преимущества и недостатки!

• Преимущества -Ветряные электростанции не загрязняют окружающую среду вредными выбросами. -Ветровая энергия, при определенных условиях может конкурировать с не возобновляемыми энергоисточниками. -Источник энергии ветра природа неисчерпаема.

• Недостатки - Ветер от природы нестабилен, с усилениями и ослаблениями. Это затрудняет использование ветровой энергии. Поиск технических решений, которые позволили бы компенсировать этот недостаток главная задача при создании ветряных электростанций. -Ветряные электростанции создают вредные шумы в различных звуковых спектрах. Обычно ветряные установки строятся на таком расстоянии от жилых зданий, чтобы шум не превышал децибел. -Ветряные электростанции создают помехи телевидению и различным системам связи. Применение ветряных установок в Европе их более, позволяет считать, что это явление не имеет определяющего значения в развитии электроэнергетики. -Ветряные электростанции причиняют вред птицам, если размещаются на путях миграции и гнездования.

ВЭС в России

• ВЭС в России
• На 2008 год общая мощность ВЭС в стране исчислялась 16,5 МВт. Одна из крупнейших ветровых станций России -Зеленоградская ВЕУ, расположенная в районе посёлка Куликово Зеленоградского района Калининградской Области. Её суммарная мощность составляет 5,1 МВт. Состоит из ВЭУ датской компании SЕАS Energi Service A.S. (1 новая мощностью 600 кВт и 20 отработавших 8 лет в Дании мощностью 225 кВт каждая).
• Мощность Андырской ВЭС составляет 2,5 МВт.
• Мощность Вэс Тюпкильды (Башкортостан) составляет 2,2 МВт.
• Заполярная ВЭС, находящаяся около города Воркута в Коми, имеет мощность 1,5 МВт, построена в 1993 году. Состоит из шести установок АВЭ-250 российско-украинского производства мощностью 250 кВт каждая.
• Около Мурманска строится опытная демонстрационная ВЭУ мощностью 250 кВт. В селе Пялица, в мае 2014 года, открыта первая в Мурманской области ветровая электростанция. Так же до 2016 года. предусматривается дальнейшее введение ветропарков в Ловозерском и Терском районах области.

Дополнение

• Распространённость в России Многие из иностранных журналистов считают, что наша страна это спящий великан возобновляемой энергетики. Но на сегодняшний день Россия занимает лишь 64 место по объему общей электрической мощности ветропарков в мире. Один только Китай ежегодно строит ветряков больше, чем за всю историю смогла построить Россия. Проще говоря, соревнование с нефтью и атомом, возобновляемые источники энергии у нас проигрывают. Причина этому большие денежные затраты в строительстве объектов для альтернативной энергетики. Например, себестоимость 1 к Вт/ч ветряного электричества с учетом расходов на покупку, установку и эксплуатацию соответствующего оборудования в России составляет от 6 до 18 рублей. Для сравнения, гос энергетика продает 1 к Вт/ч за 2 4 рублей. Основа энергетики России ископаемые источники энергии: нефть и газ. Поэтому, имея эту модель, страна будет не спеша подходить к реализации программы по ВИЭ. Эксперты уже давно определили, что Россия обладает самым большим мировым ветра потенциалом.

ИСТОЧНИКИ:

• Любимая ВикипедиЯ
• Яндекс Картинки
• Прочие сайты, в поисковике Yandex

">

Энергия ветра - это кинетическая энергия
движущегося воздуха.
Энергию ветра относят к неисчерпаемым видам
энергии, так как она является следствием активности
Солнца.
Ветроэнергетика - отрасль энергетики,
специализирующаяся на преобразовании
кинетической энергии воздушных масс в атмосфере
в электрическую, механическую, тепловую или в
любую другую форму энергии, удобную для
использования в народном хозяйстве.

Такое преобразование может осуществляться
такими агрегатами, как ветрогенератор (для
получения электрической энергии)

Ветряная мельница (для преобразования в
механическую энергию)

Парус (для использования в транспорте)

Ветроэнергетика является бурно развивающейся
отраслью. К началу 2016 года общая установленная
мощность всех ветрогенераторов составила 432
гигаватта и, таким образом, превзошла суммарную
установленную мощность атомной энергетики.
Крупные ветряные электростанции включаются в
общую сеть, более мелкие используются для снабжения
электричеством удалённых районов. В отличие от
ископаемого топлива, энергия ветра неисчерпаема,
повсеместно доступна и более экологична.
Технический потенциал ветровой энергии России
оценивается свыше
50000 млрд кВт ⋅ч/год.
Экономический потенциал составляет примерно 260
млрд кВт⋅ч/год, то есть около 30% производства
электроэнергии всеми электростанциями России.

Наиболее перспективным эксперты считают развитие в
Крыму ветроэнергетики. Кроме уникальных природноклиматических особенностей, развитие в Крыму
ветроэнергетики возможно в связи с наличием
свободных земельных площадей, пригодных для
размещения ВЭС, а также из-за высоких экологических
требований к энергопроизводящим и
топливопотребляющим объектам, связанных с
развитием в регионе индустрии отдыха и туризма. По
мнению экспертов, использование ветровой энергии на
территории Крыма возможно по двум основным
направлениям. Во-первых, это строительство ВЭС
мощностью более 100 кВт, которые будут работать
параллельно с общей энергосистемой. Во-вторых,
строительство ветроустановок небольшой мощности
для обеспечения энергией отдельных объектов (ферм,
жилых зданий и других).

Ветрогенератор мощностью 1 МВт сокращает
ежегодные выбросы в атмосферу 1800 тонн СО2 и 4
тонн оксидов азота.

Ветрогенераторы изымают часть кинетической
энергии движущихся воздушных масс, что
приводит к снижению скорости их движения. При
массовом использовании ветряков (например, в
Европе) это замедление теоретически может
оказывать заметное влияние на локальные (и даже
глобальные) климатические условия местности.

Согласно моделированию Стэндфордского
университета, большие оффшорные
ветроэлектростанции могут существенно ослабить
ураганы, уменьшая экономический ущерб от их
воздействия.

В непосредственной близости от ветрогенератора у
оси ветроколеса уровень шума достаточно крупной
ветроустановки может превышать 100 дБ.
Как правило, жилые дома располагаются на
расстоянии не менее 300 м от ветроустановок. На
таком расстоянии вклад ветроустановки в
инфразвуковые колебания уже не может быть
выделен из фоновых колебаний.

В отличие от традиционных тепловых
электростанций, ветряные электростанции не
используют воду, что позволяет существенно
снизить нагрузку на водные ресурсы.

Запасы энергии ветра более чем в сто раз
превышают запасы гидроэнергии всех рек
планеты.

Мощность высотных потоков ветра (на высоте 7-14
км) примерно в 10-15 раз выше, чем приземных.
Эти потоки обладают постоянством, почти не
меняясь в течение года. Возможно использование
потоков, расположенных даже над
густонаселёнными территориями (например -
городами), без ущерба для хозяйственной
деятельности.

Ветряные генераторы в процессе эксплуатации не
потребляют ископаемого топлива. Работа
ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет
позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля
или 92 тыс. баррелей нефти.

Себестоимость электричества, производимого
ветрогенераторами, зависит от скорости ветра.
При удвоении установленных мощностей
ветрогенерации себестоимость производимого
электричества падает на 15 %.

Небольшие единичные ветроустановки могут
иметь проблемы с сетевой инфраструктурой,
поскольку стоимость линии электропередачи и
распределительного устройства для подключения к
энергосистеме могут оказаться слишком
большими.
В настоящее время наиболее экономически
целесообразно получение с помощью
ветрогенераторов не электрической энергии
промышленного качества, а постоянного или
переменного тока (переменной частоты) с
последующим преобразованием его с помощью
ТЭНов в тепло, для обогрева жилья и получения
горячей воды.

Мною был сделан ветрогенератор.

Ветрогенератор состоит из двигателя постоянного
тока. Он подключен к измерительному прибору
(миллиаперметру). На электромотор надеты
лопасти.
При попадании потоков воздуха на лопасти,
приводиться в движения ротор двигателя, в
результате чего в катушках индуктивности
вырабатывается электрический ток.
При вращении стрелка прибора двигалась, а
значит, фиксировалось изменение напряжения.
Это говорит о том что изделие вырабатывает
электроэнергию.

Под термином «ветроэнергетика» подразумевают
отрасль энергетики, которая специализируется на
преобразовании кинетической энергии воздушных
масс в атмосфере в электрическую, механическую,
тепловую или в любую другую форму энергии,
удобную для использования в народном хозяйстве.
Ветроэнергетика является нерегулируемым
источником энергии. Выработка
ветроэлектростанции зависит от силы ветра -
фактора, отличающегося большим
непостоянством. Соответственно, выдача
электроэнергии с ветрогенератора в энергосистему
отличается большой неравномерностью

Большинство потенциальных преград для
использования этого вида энергии чрезмерно
пропагандируются как недостатки, которые делают
невозможным ее развитие. По сравнению с вредом,
причиняемым традиционными источниками
энергии, они незначительны:

1. Высокие инвестиционные затраты - они имеют тенденцию к
снижению в связи с новыми разработками и технологиями.
Также стоимость энергии из ветра постоянно снижается.
2. Изменчивость мощности во времени - производство
электроэнергии зависит, к сожалению, от силы ветра, на
которую человек не может повлиять.
3. Шум – исследования шума, выполненные с использованием
новейшего диагностического оборудования, не подтверждают
негативного влияния ветряных турбин. Даже на расстоянии 3040 м от работающей станции, шум достигает уровня шума фона,
то есть уровня среды обитания.
4. Угроза для птиц - в соответствии с последними
исследованиями, вероятность столкновения лопастей ветряка с
птицами не больше, чем в случае столкновения птицы с
высоковольтными линиями традиционной энергетики.
5. Возможность искажения приема сигнала телевидения незначительна.
6. Изменения в ландшафте.

Cлайд 1

Cлайд 2

Энергия ветра на земле неисчерпаема. Многие столетия человек пытается превратить энергию ветра себе на пользу, строя ветростанции, выполняющие различные функции: мельницы, водяные и нефтяные насосы, электростанции. Как показала практика и опыт многих стран, использование энергии ветра крайне выгодно, поскольку, во-первых, стоимость ветра равна нулю, а во-вторых, электроэнергия получается из энергии ветра, а не за счет сжигания углеродного топлива, продукты горения которого известны своим опасным воздействием на человека. Всвязи с постоянными выбросами промышленных газов в атмосферу и другими факторами возрастает контраст температур на земной поверхности. Это является одним из основных факторов, который приводит к увеличению ветровой активности во многих регионах нашей планеты и, соответственно, актуальности строительства ветростанций - альтернативных источником энергии.

Cлайд 3

Роторная ветроэлектрическая станция (ВЭС) Она преобразует кинетическую энергию ветрового потока в электрическую. ВЭС состоит из ветромеханического устройства (роторного или пропеллерного) , генератора электрического тока, автоматических устройств управления работой ветродвигателя и генератора, сооружений для их установки и обслуживания.

Cлайд 4

Ветроэнергетическая установка - это комплекс технических устройств для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения ротора генератора. ВЭУ состоит из одной или нескольких ВЭС, аккумулирующего или резервирующего устройства и систем автоматического управления и регулирования режимов работы установки. Удаленные районы, недостаточно обеспеченные электроэнергией, практически не имеют другой, экономически выгодной альтернативы, как строительство ветроэлектростанций.

Cлайд 5

Ветер обладает кинетической энергией, которая может быть превращена ветромеханическим устройством в механическую, а затем электрогенератором в электрическую энергию. Скорость ветра измеряется в километрах в час (км/час) или метрах в секунду (м/с): 1 км/час = 0.28 м/с 1 м/с = 3.6 км/час. Энергия ветра пропорциональна кубу скорости ветра. Энергия ветра = 1/2 dAtS3 d - плотность воздуха, A - площадь, через которую проходит воздух, t - период времени, S - скорость ветра.

Cлайд 6

Мощность (P) пропорциональна энергии ветра, проходящей через поверхность ("ометаемая поверхность") в единицу времени. Мощность ветра = 1/2 dAS3

Cлайд 7

Ветер характеризуется следующими показателями: скорость среднемесячная и среднегодовая в соответствии с градациями по величине и внешним признакам по шкале Бофорта; скорость максимальная в порыве – очень важный показатель устойчивости работы ветроэлектростанции; направление ветра/ветров – «роза ветров», периодичность смены направлений и силы ветра(рис.1); турбулентность – внутренняя структура воздушного потока, которая создает градиенты скорости не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости; порывистость - изменение скорости ветра в единицу времени; плотность ветрового потока, зависящая от атмосферного давления, температуры и влажности. ветер может быть однофазной, а также двухфазной и многофазной средой, содержащей капли жидкости и твердые частицы разной крупности, движущиеся внутри потока с разными скоростями.

Cлайд 8

Модели ветра. а) Осреднение по времени и пространству, б) Изменение скорости ветра по высоте, в) Турбулентная модель ветра а) б) в)

Cлайд 9

Использование энергии ветра В 2008 году суммарные мощности ветряной энергетики выросли во всём мире до 120 ГВт. Ветряные электростанции всего мира в 2007 году произвели около 200 млрд. кВт·ч, что составляет примерно 1,3 % мирового потребления электроэнергии. Во всём мире в 2008 году в индустрии ветроэнергетики были заняты более 400 тысяч человек. В 2008 году мировой рынок оборудования для ветроэнергетики вырос до 36,5 миллиардов евро, или около 46,8 миллиардов американских долларов. В 2007 году в Европе было сконцентрировано 61 % установленных ветряных электростанций, в Северной Америке 20 %, Азии 17 %. В 2009 году в Китае ветряные электростанции вырабатывали около 1,3 % суммарной выработки электроэнергии в стране. В КНР с 2006 года действует закон о возобновляемых источниках энергии. Предполагается, что к 2020 году мощности ветроэнергетики достигнут 80-100 ГВт.

Cлайд 10

Экологические аспекты ветроэнергетики Выбросы в атмосферу Влияние на климат Вентиляция городов Шум Низкочастотные вибрации Радиопомехи

Cлайд 11

Ветроэнергетика в Республике Беларусь Ветроэнергетика, как и любая отрасль хозяйствования, должна обладать тремя обязательными компонентами, обеспечивающими ее функционирование: ветроэнергетическими ресурсами, ветроэнергетическим оборудованием, развитой ветротехнической инфраструктурой. 1. Для ветроэнергетики Беларуси энергетический ресурс ветра практически неограничен. В стране имеется развитая централизованная электросеть и большое количество свободных площадей, не занятых субъектами хозяйственной деятельности. Поэтому размещение ветроэнергетических установок (ВЭУ) и ветроэлектрических станций (ВЭС) обусловливается только грамотным размещением ветроэнергетической техники на пригодных для этого площадях. 2. Возможности приобретения зарубежной ветротехники весьма ограничены вследствие отсутствия достаточного выбора именно того оборудования для ВЭУ и ВЭС, которое соответствует климатическим условиям Беларуси, а также мощного противодействия ответственных административных работников от официальной энергетики. 3. Отсутствие инфраструктуры по проектированию, внедрению и эксплуатации ветротехники и, соответственно, практического опыта и квалифицированных кадров можно преодолеть только в ходе активного сотрудничества с представителями развитой ветроэнергетической инфраструктуры зарубежья.

Ветряные электростанции. Энергия ветра очень велика. Эту энергию можно получать, не загрязняя окружающую среду. Но у ветра есть два существенных недостатка: энергия сильно рассеяна в пространстве и ветер не предсказуем – часто меняет направление, вдруг затихает даже в самых ветреных районах земного шара, а иногда достигает такой силы, что ломает ветряки. Для получения энергии ветра применяют самые разные конструкции: от многолопастной «ромашки» и винтов вроде самолётных пропеллеров с тремя, двумя и даже одной лопастью до вертикальных роторов. Вертикальные конструкции хороши тем, что улавливают ветер любого направления; остальным приходится разворачиваться по ветру.

Слайд 6 из презентации «Виды электростанций» . Размер архива с презентацией 1025 КБ.

Физика 9 класс

краткое содержание других презентаций

«Явление электромагнитной индукции» - IV этап – Создание графического образа явления. Опорные вопросы для направленного поиска: - Что общего вы видите в поднесении к катушке постоянного магнита и катушки с током? Урок физики в 9 классе (С использованием метода графических образов) Учитель Зайцев В.В. Явление электромагнитной индукции. Схематичное изображение учениками наблюдаемых опытов. - С чем вы связываете появление тока в цепи? III этап – Работа с воображением.

«Прямолинейное движение» - t, c. Графики для ПРД. X. X = X0 + Vx t - закон движения для ПРД. Школа №60. Пример: Физика 9 класс Прямолинейное равномерное движение и прямолинейное равноускоренное движение. V, м/с. 2 м за 1с. 0. Прямолинейное равномерное движение (ПРД). X = X0 + sx - закон движения. ?. График скорости. График движения.

«Физика Магнитные поля» - Электроны находятся в металлах и сплавах в свободном состоянии. Если есть электрический ток – есть магнитное поле. -. Магнитное поле можно обнаружить различными способами. Магнитное поле. Давайте вспомним! При движении электрических зарядов образуется ещё и магнитное поле. Что такое ионы? Электрическим зарядом обладают электроны и ионы. Электрическое поле. N. Давайте вспомним! s.

«Физика в быту» - Конкурс «Умники и умницы». Общий вид системы. Физика в быту. Домашние эксперименты! Детали. Ключ. 1) Источник питания. Электра мотор. Ходовое колесо. Техническая схема. Работа ученика 9-в кл Данюшкина А. Руководитель Лашкарёва Л.Д. Электрический мотор. Москва 2011. Пластиковая подвижная часть. Электрическая схема. Проводник. Обыкновенная Защелка. Содержание: Электрическая схема Общий вид системы Детали.

«Импульс физика» - m1=m2 S1=S2 m1? m2 S1? S2. Составила: учитель физики Родюкова А.И. Каргасок 2007. Пример решения задачи: Задачи: Закон сохранения импульса. (Глава: Законы взаимодействия и движения тел). С какой скоростью начнёт двигаться тележка с человеком? На неподвижную тележку массой 100 кг прыгает человек массой 50 кг со скоростью 6 м/с.

«Перемещение при равноускоренном движении» - Русаков В.Н. Задача. Автомобиль движется по шоссе со скоростью 20 м/с Определите перемещение автомобиля за 10 с. Дано: v0 = 20м/c v = 30м/c t = 10c s =? Перемещение при равноускоренном движении. 9 класс. Автомобиль увеличил скорость с 20 м/с до 30 м/с Определите перемещение автомобиля за 10 с.