Asto kladené otázky – Větrná energie (Často kladené otázky) | PATRIOT-NRG Na

Tyto větrné farmy poskytují neustálý tok zelené energie pro místní ekonomický rozvoj. Myslím, že mnoho přátel mělo tyto pochybnosti: tento větrný mlýn se točí tak pomalu, kolik kilowatthodin dokáže vyrobit za otáčku?

Větrné turbíny se skládají ze základních součástí, jako jsou oběžná kola, gondoly a věže. Jeho princip výroby energie je velmi jednoduchý: jednotka využívá energii větru k otáčení oběžného kola větrného mlýna a přeměňuje větrnou energii na mechanickou energii a generátor přeměňuje mechanickou energii na elektrickou energii a poté je elektrická energie přenášena do větrné farmy. posilovací stanice přes kolektorové vedení a poté dodaná do elektrické sítě by se mohla stát čistou větrnou energií využívanou tisíci domácností.

Ale větrná farma se skládá z desítek nebo dokonce stovek větrných turbín. Jak funguje tolik větrných mlýnů?

Každý větrný mlýn je monitorován hlavní řídicí místností, „centrálním mozkem“ větrné farmy, a personál odpovědný za provoz větrných turbín je monitorován 24 hodin denně, aby bylo zajištěno, že větrné mlýny jsou bezpečné a v dobrém provozním stavu.

Nyní se vraťme k otázce položené na začátku, kolik elektřiny lze vyrobit otáčením dveří větrného mlýna?

Za normálních podmínek, pokud rychlost větru dosáhne 3 m/s (pocit vánku vanoucího do vaší tváře), může se větrný mlýn otáčet a vyrábět elektřinu.

Vezměte si například 1500kilowattovou ventilátorovou jednotku, jejíž lopatky jsou dlouhé asi 35 metrů (asi 12 pater). Jedno otočení větrné turbíny trvá asi 4-5 sekund (ale během této doby může špička lopatky dosáhnout více než 280 kilometrů za hodinu, což je srovnatelné s rychlostí vysokorychlostní železnice) a může vygenerovat asi 1,4 kilowatthodiny elektřiny. Za normálních podmínek plného výkonu může elektřinu vyrobenou za jeden den využít 15 domácností po dobu jednoho roku. Taková větrná turbína by mohla ročně snížit emise o 3,000 tun oxidu uhličitého, 15 tun oxidu siřičitého a 9 tun oxidu dusičitého.

Například větrná farma v západní hornaté oblasti Huangyan má celkovou plochu 1,6727 hektaru, na které je instalováno 28 větrných turbín s jednotkovou kapacitou 1500 kilowattů.
Znamená výroba větrné energie, že čím silnější vítr, tím lépe?

Podle zákona zachování energie platí, že čím vyšší je rychlost větru, tím více elektřiny bude poskytnuto, ale náš měnič větrné energie selže v důsledku nadměrné síly, když rychlost větru dosáhne určité hodnoty, a ve skutečnosti, výroba energie nezávisí na rychlosti otáčení kotouče.

Vzhledem k tomu, že sestava větrné turbíny má zařízení podobné například převodovce automobilu, pokud je převodovka nastavena na 1. rychlostní stupeň, i když se lopatky točí velmi rychle (ekvivalent sešlápnutí plynového pedálu), je stále poměrně obtížné je řídit. do generátorového zařízení přes převodovku. Stálá nízká rychlost (ekvivalent vozu, který ještě nejede rychle), u tohoto uspořádání hraje ochrannou roli i změna směru jízdy. V případě konstantní rychlosti kotouče se výkon kotouče bude zvyšovat s rostoucí silou působící na kotouč. Čím větší je lopatka ventilátoru, tím větší je výkon a odpovídající výroba elektřiny bude větší.

Pak zase nastal problém, vítr nebude poslušný, fouká jen jedním směrem?

Nebojte se, hlava větrné turbíny je integrována se senzorem a systémem stáčení. Jakmile větrná korouhvička a anemometr detekují změny směru a rychlosti větru, systém stáčení způsobí, že motor stáčení upraví polohu kokpitu tak, aby mohl být plynule vyrovnán se směrem větru. Využívejte větrnou energii s maximální účinností.

Větrná energie lze rozdělit na pevninskou a offshore.

Větrná energie se také dělí na větrnou energii na souši a větrnou energii na moři. Mount Budai v Huangyang, Mount Kuokang v Linhai a Donghaitan ve Wenlingu jsou větrné farmy na pevnině, zatímco větrná farma Dachen Island v Jiaojiang a větrná farma Kexiao v Yuhuangu jsou typické pobřežní větrné farmy.

Je mezi nimi velký rozdíl ve stavebních nákladech. Obecně lze říci, že náklady na výstavbu pobřežních větrných elektráren jsou dvakrát vyšší než u pobřežních větrných farem a náklady na provoz a údržbu jsou 2–4krát vyšší než u pobřežních větrných farem. Je to způsobeno především špatnými stavebními podmínkami na moři a vysokou stavební složitostí. Kromě toho se větrná energie na moři nachází daleko od pobřeží a nepříznivé mořské podmínky, jako jsou tajfuny a bouřkové vlny, budou mít také větší dopad na provoz a údržbu větrné energie.

Proč bychom měli pokračovat v rozvoji pobřežní větrné energie?

Moře je obrovské a má bohaté zdroje větrné energie. Větrná energie na moři má velký počet hodin využití, nezabírá půdu, nespotřebovává vodní zdroje a je vhodná pro rozsáhlou zástavbu. Účinnost výroby energie je obvykle o 20 až 40 procent vyšší než u větrné energie na pevnině. Jinými slovy, potenciál je „využit“. Větrná energie má velký potenciál dosáhnout vrcholu uhlíku.

Větrná energie je obnovitelný zdroj energie, který je velmi šetrný k životnímu prostředí. Zařízení na větrnou energii mají navíc menší dopad na ekologické prostředí. Přestože je počáteční investice ve srovnání s vodní a tepelnou energií vysoká, náklady na následnou údržbu a správu jsou extrémně nízké. V současnosti se jedná o jednu z metod výroby elektřiny s nejvyspělejší technologií, nejrozsáhlejším vývojem a podmínkami komerčního rozvoje v oblasti nové energetiky.

Vítr je však přerušovaný obnovitelný zdroj energie a jeho výkon se během krátké doby velmi mění, ale jeho výkon je po dlouhou dobu relativně stabilní. To znemožňuje, aby větrná energie zvyšovala nebo snižovala výrobu elektřiny na základě poptávky a nemůže být použita jako zdroj energie pro základní zatížení. Proto musí být větrná energie využívána ve spojení s jinými zdroji energie nebo akumulací, aby byla zajištěna stabilní dodávka energie. Vzhledem k tomu, že větrná energie v regionu roste, mohou být zapotřebí tradičnější zdroje energie, jako je tepelná energie a jaderná energie, jako záloha nebo pro modernizaci sítě.

K řešení těchto problémů však lze použít technologie energetického managementu, jako je dispečink různých obnovitelných zdrojů energie a elektráren s různým geografickým rozložením, import a export elektřiny do sousedních oblastí a skladování energie. Síťové společnosti proto v současnosti zkoumají, jak dosáhnout rozsáhlé spotřeby nové energie.

Větrné elektrárny produkují dva typy hluku:
• mechanický hluk – hluk z provozu mechanických a elektrických součástí (u moderních větrných turbín prakticky chybí, ale je významný u větrných turbín starších modelů)
• aerodynamický hluk – hluk z interakce proudění větru s lopatkami instalace (zvyšuje se, když lopatka prochází kolem věže větrné turbíny)
V současné době se pro stanovení hladiny hluku větrných turbín používají pouze výpočtové metody. Metoda přímého měření hladiny hluku neposkytuje informace o hladině hluku větrné turbíny, protože účinné oddělení hluku větrné turbíny od hluku větru je v současné době nemožné.

Srovnávací tabulka hluku produkovaného různými objekty
TABULKA

V bezprostřední blízkosti větrného generátoru v ose větrného kola může hladina hluku dostatečně velké větrné turbíny přesáhnout 100 dB.
Příkladem takových konstrukčních nedostatků je větrný generátor Grovian. Vzhledem k vysoké hladině hluku byla instalace v provozu asi 100 hodin a byla demontována.
Zákony ve Spojeném království, Německu, Nizozemsku a Dánsku omezují hladinu hluku provozované větrné turbíny na 45 dB ve dne a 35 dB v noci. Minimální vzdálenost od instalace k obytným budovám je 300 m.

2. Je pravda, že větrné turbíny zabíjejí ptáky?

Důvodem tohoto mýtu byl incident, ke kterému došlo na větrné farmě Altamont Pass Wind Resource Area v Kalifornii, která byla postavena přímo na migrační trase ptáků. Kromě toho má 4800 malých větrných turbín instalovaných ve Spojených státech od počátku 1980. let 1000. století rotory umístěné nízko a blízko sebe, což může být také příčinou ročních úhynů více než XNUMX ptáků.
Novější větrné farmy způsobují méně úmrtí ptáků, pravděpodobně proto, že jejich generátory jsou umístěny výše a dále od sebe. Podle nedávného výzkumu ptáci častěji umírají při srážkách s auty a budovami než pod lopatkami větrných turbín.

3. Co potřebujete vědět při výběru větrné elektrárny?

Nejprve musíte vědět, kolik elektřiny potřebujete za den/měsíc. Můžete to zjistit pomocí naší kalkulačky. Tato problematika je podrobněji rozebrána v článku „Autonomní dům: Větrná energie“ (odkaz)

4. Podle jakých parametrů a kritérií můžeme porovnávat větrné generátory vyráběné různými výrobci?

• Poměr výkon/cena
• Koeficient účinnosti větru (WEC)
• Množství energie generované větrnou elektrárnou při různých rychlostech větru
• Životnost
• Servis a záruka

5. Kolik baterií je potřeba (jaká kapacita)?

Kapacita a počet baterií závisí na kapacitě větrné elektrárny a vašich potřebách. Jinými slovy, specializovaná společnost pomůže vyřešit tento problém během procesu návrhu.

6. Co se stane s větrným generátorem při bouřkovém větru?

Když rychlost větru překročí 20-25 m/s, větrné kolo se zastaví pomocí systému, který automaticky přepne lopatky do polohy korouhvičky. Tím se snižuje zatížení větrného kola. Jedná se o nejbezpečnější možnost ochrany větrných turbín. Další možnosti snížení rychlosti otáčení, spojené s vytvořením protimomentu v důsledku brzdění generátorem, jsou potenciálně nebezpečné jak pro větrnou turbínu, tak pro život.

7. Existují nějaké předpisy pro instalaci větrných turbín?

• Turbulence. Větrná turbína musí být umístěna o 10 metrů výše než nejvyšší objekt v okruhu 100 metrů (včetně elektrického vedení)
• Pokud je to možné, větrné elektrárny by měly být umístěny na otevřených prostranstvích (břehy řek, moře, jezera)
• Orografie oblasti. Stojí za zvážení, že v přírodních roklích a kaňonech má proudění vzduchu tendenci se stlačovat, v důsledku čehož se zvyšuje rychlost proudění vzduchu.

8. Jaké další vybavení je potřeba pro provoz větrné elektrárny?

• Invertor je důležitou součástí systému, převádí napětí na 220 nebo 380 voltů, vhodný pro elektrické spotřebiče.
• Baterie jsou předměty, ve kterých se akumuluje elektrická energie
• Ovládací zařízení (regulátor) – zařízení, které umožňuje ovládat větrnou farmu

9. Jaké jsou požadavky na místo instalace doplňkového zařízení pro větrné elektrárny?

Na instalaci střídače, regulátoru a baterií nejsou kladeny žádné zvláštní požadavky, kromě toho, že místnost musí být větraná a teplota vzduchu musí zůstat vždy kladná.

10. Proč se otáčky rotoru větrných elektráren s podobnými kapacitami několikanásobně liší?

Staré modely větrných elektráren malého výkonu využívají generátory s násobičem, který zvýší otáčky rotoru na požadovanou hodnotu tak, aby následně vzniklo elektromagnetické pole (a následně samotný proud). Novější modely používají generátory s permanentními magnety, které vyžadují 200-500 otáček za minutu, aby fungovaly efektivně.

11. Je pro instalaci větrné elektrárny pro soukromé osoby potřeba povolení?

Podle odstavce 5 usnesení Kabinetu ministrů Ukrajiny ze dne 15.07.98. 1094. 3 č. 75 „O státní expertize k úsporám energie“ a dodatku č. XNUMX „Pokyny k postupu při předávání dokumentace a provádění státní expertizy o úsporách energie“, nepodléhají větrné elektrárny s energetickým výkonem do XNUMX kW povinné státní komisi pro úsporu energie. Dovážené větrné turbíny rovněž nepodléhají certifikaci. Ale je třeba si uvědomit, že každá země má své vlastní zákony.

12. Ovlivňuje provoz větrných generátorů provoz televizních a rozhlasových přijímačů?

13. Je bezpečné žít v blízkosti fungující větrné turbíny?

Ano, malé větrné turbíny (do 100 kW) jsou zcela bezpečné na celý život.

14. Jaká je odhadovaná životnost větrné turbíny?

V závislosti na provozních podmínkách se životnost větrné turbíny pohybuje od 15 do 25 let.

15. Jak zjistit průměrnou roční rychlost větru v místě, kde bude větrná turbína instalována?

K získání takových údajů je třeba provést studii v průběhu jednoho roku.

16. Jaké jsou náklady na instalaci větrné turbíny?

Cena instalace závisí na mnoha faktorech a činí 10-20 % celkových nákladů.

17. Jak by měla být umístěna osa větrného kola: vodorovně nebo svisle? Jaký je optimální počet lopatek, které by měla mít větrná turbína?

Existuje mnoho různých konstrukcí větrných turbín, ale v současnosti je 95 % všech větrných turbín vyrobených na světě třílistých horizontálních os.

18. Je možné kombinovat větrné turbíny s jinými zdroji energie?

Větrné generátory lze spárovat se solárními panely, stejně jako dieselové, benzínové nebo plynové generátory.

Článek byl napsán s částečným využitím materiálů z Wikipedie a několika neznámých autorů.