Мини ветрогенераторы: Дешевый мини ветрогенератор для дачи фото отчет

Содержание

МИНИ И МИКРО АЭРОГЕНЕРАТОРЫ – БИОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА – ROTA GUIDO

Термин мини и микро аэрогенераторы означает небольшие установки, способные производить электроэнергию, используя силу ветра, предназначенные для использования в быту или для замещения части потребляемой энергии в маленьких хозяйствах. Обычно к мини ветрогенераторам относят устновки с номинальной мощностью от 20 кВт до 200 кВт, в то время как к микро ветрогенераторам относят установки, номинальная мощность которых менее 20 кВт. Эти установки могут использовать особенности места, где они расположены. Это регулируемые установки, они могут использовать и слабые, и сильные ветры, а также могут улавливать неожиданные порывы ветра.

Существует две основных разновидности аэрогенераторов:

  • – с вертикальной осью: они отличаются небольшим количеством движущихся частей в конструкции, что делает их очень стойкими к сильным порывам ветра и дает возможность использовать любые направления ветра, не меняя постоянно ориентацию.

    Это универсальная установка, пригодня как для использования в быту, так и для централизованного производства гигаваттов электроэнергии (всего одна турбина удовлетворяет потребности в электроэнергии примерно 1000 домов).

  • – с горизонтальной осью: состоят из стальной башни высотой от 60 до 100 метров, на вершине которой находится корпус (гондола), в котором находится генератор электроэнергии, приводимый в действие ротором с лопастями длиной около 20 метров (обычно 2 или 3). Он генерирует очень разную мощность, обычно около 600 киловатт, что соответствует ежедневной потребности в электроэнергии 500 семей или 1000 домов.

Таким образом, уловленная кинетическая энергия ветра преобразуется во вращательное движение, способное питать электрогенератор, который работает по принципу электромагнитной индукции. Установленный сзади руль гарантирует наилучшее положение турбины относительно направления ветра.

Что касается размеров маленьких турбин, как уже говорилось, диапазон простирается от нескольких десятков ватт до 20 кВт.

У самых маленьких турбин, пригодных для использования на судах, диаметр ротора составляет около 1 м или чуть больше, до 8 – 10 метров у турбин от 10 до 20 кВт. Если мощность установки превышает это значение, говорить о мини ветрогенераторе уже не имеет смысла.

Башня, на которой устанавливатся генератор, может быть разной высоты, однако общее правило гласит, что лопасть должна находиться на расстоянии не менее 10 м от земли. Естественно, чем мощнее турбина, тем лучше будет ее производительность на большей высоте, максимальная высота для турбин 20 кВт составляет около 30 м.

ПРОИЗВОДСТВО ЭНЕРГИИ

Производство энергии маленькими турбинами сильно зависит от анемометрических характеристик места, где они установлены. Обычно большая часть производителей предоставляет расчетную годовую производительность, исходя из стандартных условий ветра (обычно 5,5 м/с, что соответствует достаточно ветреному месту). В среднем при таких условиях средняя годовая производительность ожидается около 2 – 2,5 МВт в год на 1 кВт установленной мощности, то есть, это количество электроэнергии, необходимое каждый год средних размеров домохозяйству.

Для подобного объема электроэнергии говорят также, здесь производится 2.000 – 2.500 эквивалентных часов. Эквивалентные часы получаются, если разделить произведенное количество электроэнергии (в кВтч) на установленную мощность ( в кВт), и чтобы установка была достаточно продуктивной и экономочески выгодной, не рекомендуется опускаться ниже 1.500 – 1.800 эквивалетных часов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОИЗВЕДЕННОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Чтобы использовать произведенную аэрогенератором электроэнергию, необходимо, чтобы генератор был подключен к электросети, а при отсутствии такого подключения потребуется система накопления энергии, состоящая из нескольких аккумуляторных батарей.

УСТАНОВКА, НЕ ПОДКЛЮЧЕННАЯ К ЭЛЕКТРОСЕТИ

В системах, не подключенных к электросети и, следовательно, оснащенных аккумуляторами, необходимо обязательно предусмотреть систему регулировки, способную правильно управлять уровнем нагрузки. Энергия может быть доступна для потребителя всегда, если он укомплектован устройством постоянного тока, или, в противном случае, перед тем, как ток можно будет использовать, инвертор должен преобразовать постоянный ток в переменный.

Хотелось бы уточнить, что все устройства, установленные после турбины частично снижают производительность преобразования энергии, таким образом, только 70% фактически произведенной турбиной электроэнергии поступает на потребителей и может использоваться.  

УСТАНОВКА, ПОДКЛЮЧЕННАЯ К ЭЛЕКТРОСЕТИ

Аккумуляторы не нужны, но помимо инвертора необходимым компонентов контура становится счетчик для измерения количества энергии, переданного в сеть.

В этой конфигурации есть два способа использования электроэнергии: обмен на месте или прямая продажа.

В первом случае владелец установки использует электрические сети как огромный склад, в который он передает произведенную энергию, чтобы потом взять ее, когда в ней возникнет потребность.

Владелец самостоятельно производит электроэнергию для собственных нужд, и благодаря сети у него есть возможность воспользоваться ею в другое время, а не сразу же после того, как она была произведена. При подключении к электросети в таком порядке рекомендуется, чтобы количество произведенной электроэнергии не превышало потребности.  

В режиме прямой продажи владелец установки, наоборот, напрямую продает произведенную энергию Управлению энергосистемой (GSE), которая может предложить ему два вида стимулирующих мер на выбор: тариф «все включено» или зеленые сертификаты.

Первый вариант, действующий только для ветрогенераторов, мощность которых менее 200 кВт (1 МВт для других возобновляемых источников энергии), соответствует и гарантирует владельцу 0,30 евро за каждый кВтч, произведенный и проданный сети, в течение 15 лет после начала производства.

По прошествии 15 лет стимулирующие выплаты прекращаются и используется только базовый тариф.

В качестве альтернативы можно присоединиться к механизму Зеленых сертификатов, т.е. ценных бумаг, удостоверяющих производство определенного количества энергии из возобновляемого источника, сертификаты сожно обменивать на соответствующем рынке или с помощью двусторонних сделок.

Недавние законодательные акты и, в частности, законы о бюджетах, ввели правила и стимулирующие меры, способные вызвать рост и развитие этой технологии. Что касается ветрогенераторов, механизм обмена на месте или прямая продажа были распространены на све устновки максимальной мощностью до 200 кВт (при превышении этого значения прямая продажа автоматически влечет за собой присоединение к механизму Зеленых сертификатов)

ЗАТРАТЫ

Стоимость маленького ветрогенератора может меняться в зависимости от размера турбины и от использующего вспомогательного оборудования (аккумуляторов, инвертора, регуляторов нагрузки, высоты башни). В последние годы стоимость ветрогенераторов постепенно снижалась благодаря технологическому развитию все более интегрированных и стандартизированных систем.

В среднем, комплектная система «под ключ» стоит от 5.000 до 7.000 евро/кВт мощности для установок мощностью примерно до 5 кВт и падает до 2.000 – 3.000 евро для более крупных установок. Срок окупаемости инвестиций подобного рода является приемлемым, при условии, что в месте устновки достаточно ветрено.

«Двойные» ветряки и мини-реакторы: как развивается сфера EnergyTech

Новые технологии в энергетике помогают замедлить глобальное потепление. Рассказываем, какие разработки позволяют получить больше электричества от солнца и ветра, а также снизить вред при добыче нефти

Что такое энергопереход и почему о нем все говорят

К 2021 году научное сообщество пришло к окончательному выводу о том, что стало главной причиной изменения климата. Исследователи Корнелльского университета провели метанализ 88 125 работ, в которых 99,9% ученых заявили — глобальное потепление вызвано вмешательством человека. Это подтверждает похожее исследование 2013 года, в котором группа ученых из США, Австралии и Канады также связывала изменения климата с человеческим фактором.

Как правило, изменения климата связывают с использованием ископаемого топлива — угля, нефти и газа. В 2015 году 195 стран подписали Парижское соглашение, согласно которому правительства собираются замедлить нагрев Земли. Для этого планируется совершить энергопереход — перейти на экологичные источники энергии.

Условно все источники можно поделить на:

  • Возобновляемые — те, что могут давать бесконечную энергию. К ним относят солнце, ветер, вода, биотопливо и другие.
  • Невозобновляемые — те, что рано или поздно могут закончится. К ним относят нефть, газ, атомную энергию.

Чаще всего экологичными считаются возобновляемые источники энергии (ВИЭ), поскольку при их использовании не выделяются углеводород, радиоактивные отходы и другие вредные вещества.

При этом вопрос, что считать «грязной» энергетикой, остается неоднозначным. В начале 2022 года Еврокомиссия признала атом и газ в качестве «зеленых» источников энергии. В ЕС считают, что ветер, вода и солнце не могут обеспечить бесперебойным питанием предприятия и людей.

Из-за противоречий трудно понять, насколько каждый вид топлива эффективен и не несет вреда окружающей среде. Разберемся в этом подробнее.

Сколько энергии приносят солнце, ветер и вода

Чаще всего в качестве возобновляемой энергии используют солнечный свет. Согласно базовому прогнозу Международного энергетического агентства (МЭА), к 2030 году 80% новых мощностей придется именно на этот тип энергии. Солнечные панели позволят производить 4 813 ТВт электричества в час.

В МЭА также считают, что к 2030 году доля солнечной и ветряной энергии увеличится на 30%. При этом у ветряных турбин есть преимущество перед солнечными панелями — они занимают меньше места по площади, а значит, их можно размещать прямо на сельхозугодьях. А разместив несколько «ветряков» рядом, можно добыть еще больше энергии. Так, в Дании, Германии и Нидерландах к 2050 году планируют возвести искусственный остров в море и разместить на нем ветроэнергетическую станцию.

Она сможет вырабатывать до 100 ГВт·ч электричества в год.

Главные преимущества возобновляемой энергии — в том, что ее ресурсы неограничены, а добыча экологична. Несмотря на это, у «зеленой» энергии есть недостатки:

  • Дешево добывать, но дорого передавать. По данным МЭА, передача энергии от ветряных станций обходится в три раза дороже, чем от угольных ТЭЦ.
  • Непостоянство. Возобновляемые источники сильно зависят от природных условий: продолжительность световых суток меняется в течение года, а на скорость ветра влияют ландшафт и погода.

Чтобы уменьшить воздействие этих недостатков, компании улучшают способы добычи электроэнергии. Например, в солнечной энергетике начинают применять перовскит: он позволяет создавать более тонкие панели, которые можно устанавливать в стекла зданий. Благодаря этому можно увеличить полезную площадь и получать больше энергии.

А General Electric придумала размещать «ветряки» на воде — каждая турбина стоит на платформе, которая крепится ко дну с помощью тросов. Поскольку из-за берегового эффекта скорость ветра на воде выше, это позволяет получить больше энергии, чем если размещать турбины на суше.

Кроме того, инженеры придумывают, как поднимать турбины на несколько сотен метров, где есть стабильные воздушные потоки. Такие конструкции снизят зависимость от погоды, однако до коммерческого применения турбины на планерах и аэростатах еще не дошли.

Как и сколько страны инвестируют в ВИЭ

План по переходу к возобновляемой энергии идет параллельно с достижением углеродной нейтральности — состояния, когда компании перестанут выделять углекислый газ или смогут компенсировать выбросы за счет углеродно-отрицательных проектов. Такого плана придерживаются в Евросоюзе, где разработали Green Deal — меры по коррекции экономического курса, которые должны сформировать углеродно-нейтральное пространство к 2030 году. Чтобы достичь цели, в ЕС планируют:

  • сократить на 40% объем выбросов парниковых газов до уровня 1990 года;
  • нарастить долю ВИЭ среди всех источников энергии до 32%.

По подсчетам Еврокомиссии, на достижение этих задач понадобится инвестировать по €260 млрд каждый год.

Россия планирует выйти на на углеродную нейтральность к 2060 году.

Помимо ЕС, лидерами по инвестициям в ВИЭ стали Китай, США, Япония и Великобритания. По данным рейтинга BloombergNEF, больше всего страны вкладывают в ветровую и солнечную энергетику, биотопливо и малую гидроэнергетику. За 20 лет инвестиции выросли с $33 млрд до более чем $300 млрд.

Эти деньги направляются как на расширение существующих «зеленых» электростанций, так и на их улучшение. Например, за последние годы для «ветряков» стали применять искусственный интеллект: он помогает получить более точный прогноз погоды и настроить турбины так, чтобы они вырабатывали больше электричества.

Кроме увеличения мощностей появляются идеи и для хранения энергии. Так, швейцарский стартап Energy Vault придумал необычную конструкцию в виде 200-метровой кирпичной башни с кранами на крыше. Когда электростанции нужно сохранить энергию, краны автоматически собирают башню, а если нужно «отдать» — то разбирают. В 2019 году стартап привлек $100 млн от SoftBank.

Что происходит с ВИЭ в России

Традиционно считается, что в России слабо развита «зеленая» энергетика. В частности, размер отечественного рынка ветроэнергетики занимает меньше 1% от мирового.

Специалисты отмечают, что развитие ВИЭ в нашей стране тормозят два фактора:

Сомнения в «зеленой» энергетике. «Многие жители страны, включая лиц, принимающих решения, сомневаются, что за счет энергии солнца и ветра можно стабильно снабжать предприятия электроэнергией, считают, что для солнечной электростанции необходима огромная территория», — считает старший научный сотрудника РАНХиГС Татьяна Ланьшина.

Мало специалистов. «К сожалению, в России слабая инженерная база. У нас мало инженеров, ориентирующихся в современном оборудовании и технологиях, которые могли бы заниматься практическим обучением новых специалистов. Сейчас институт инжиниринга в России — это наследие СССР, которое с 1980-х годов эволюционирует очень медленно, а зачастую и вовсе закрыто к современным идеям», — заявил гендиректор Neosun Energy Илья Лихов.

Несмотря на трудности, энергопереход в России могут ускорить внешние факторы. Одним из них стал углеродный налог, который Еврокомиссия обяжет платить отечественные компании. Согласно методике РБК, подтвержденной в Минэкономразвития, поставщики российских товаров с большим углеродным следом будут платить в бюджет Евросоюза не менее €1,1 млрд в год.

Чтобы сократить отставание в «зеленой» энергетике, в 2021 году правительство запланировало увеличить долю ВИЭ в энергобалансе страны с 1% до 10% в 2040 году. А до 2035 года в развитие возобновляемых источников планируется привлечь инвестиций на ₽1 трлн. По словам министра энергетики РФ Александра Новака, в 2021 году в стране было введено 1 400 МВт солнечных и ветровых электростанций. Это позволило в 1,5 раза увеличить установленную мощность объектов ВИЭ, выработка за год выросла на 75%.

Однако наиболее наибольшую поддержку получат водородная и атомная энергетика — на развитие последней только в трехлетнем бюджете заложено около ₽40 млрд. Так, сейчас идет строительство строительство реактора на быстрых нейтронах БРЕСТ, запуск которого запланирован на 2029 год. К 2030 Россия планирует занять 20% мирового рынка атомных электростанций малой мощности, 24% рынка ядерного топлива и 20% мирового рынка водорода.

Какие инновации используют в невозобновляемой энергетике

Нефть до сих пор остается топливом № 1 в мире — доля ее потребления оценивается в 31%. В МЭА считают, что спрос на нефть останется высоким до конца 2020-х годов. А поскольку производителям углеводородов нужно поддерживать баланс спроса и предложения, к 2025 году цена на нефть составит $71 за баррель, а в 2040 — $85.

Чтобы добыча нефти наносила меньше вреда экологии, компании улучшают технологические процессы. Например, предприятия перестают сжигать попутный газ (выделяется при добыче и обработки нефти. — РБК Тренды): это помогает уменьшить количество вредных выбросов, а также использовать его для обогрева домов или в производстве. По данным «Сибура», такая технология позволяет увеличить переработку попутного газа в три раза.

Примечательно, что «зеленую» энергию можно использовать в том числе и для добычи углеводородов. По такому принципу работают нефтедобывающие платформы у берегов Норвегии. Электричество для платформы получают из возобновляемых источников, а также за счет попутного газа.

Если выбросов CO2 не избежать, то их можно улавливать. В этом компаниям помогают специальные установки, которые засасывают выбросы с помощью вентиляторов рядом с предприятиями, а затем пропускают его через абсорбент. В дальнейшем углекислый газ закачивают под землю в истощенные или действующие месторождения нефти. Технологии CCS (сarbon capture and storage, улавливание и хранение углерода) развиваются с 1970-х годов, но сейчас речь идет о прямом улавливании и связывании углерода, уже присутствующего в атмосфере; такие установки можно размещать непосредственно в местах хранения углекислого газа, а не привязываться к источнику выбросов и транспортировать газ.

Швейцарские ученые заявляют, что в зависимости от условий такой способ позволяет удалить CO2 с эффективностью до 97%, а некоторые стартапы даже планируют превращать адсорбированный углерод в реактивное топливо. Проблема заключается в масштабах: мировые мощности действующих систем DAC (direct air capture, прямое улавливание воздуха) составляют лишь 9 тыс. т CO2 в год.

Кроме нефти и газа, улучшения приходят и в атомную энергетику. Так, американский стартап NuScale вместо крупных реакторов предлагает создавать мини-реакторы, которые будут обслуживать конкретную фабрику и район. Они дешевле в установке и создают меньше рисков из-за потенциальных аварий.

Какие инновации внедряются в традиционной энергетике в России

В российских компаниях, которые занимаются традиционной энергетикой, также постепенно происходят перемены. Например, «Роснефть» отказывается от сжигания попутного газа на факельных установках, а кузбасские ученые предлагают технологии разработки месторождений, которые в три раза сокращают технологические потери угля.

Другой пример внедрения технологий показала «Газпром нефть». Компания добывает нефть за счет заводнения, закачивая воду в скважины. При этом расчет нужного объема воды происходил раз в год, из-за чего приходилось тратить лишнюю энергию. Теперь заводнение рассчитывают в реальном времени — на скважинах установили датчики, которые собирают данные и сверяют их с математической моделью. В результате компания снизила выбросы CO2 и загрязняет меньше воды.

Во Всероссийском научно-исследовательском институте по переработке нефти придумали очищать мазут и использовать его как судовое топливо. Технология позволяет перерабатывать до 95% отходов нефтяного производства.

Помимо модернизации и изменения технологического цикла, есть примеры и строительства объектов по повышению энергоэффективности. Так, компания Solartek из группы «ТехноСпарк» строит первый в стране завод по производству гибких солнечных панелей. Его проектная мощность оценивается в 10 МВт в год.

С 2019 года в Новочебоксарске заработала новая линия по производству гетероструктурных фотоэлектрических ячеек. В отличие от моно- и поликристаллических модулей, они позволяют получить на треть более высокий КПД от одной ячейки — до 23,5%. Также отечественные модули эффективно работают при температурах от минус 60 °C до плюс 85 °C и сохраняют до 80% мощности в течение 25 лет.

Другой «апгрейд» касается ветряных станций. Ученые НИУ «МЭИ» создали установку для станций с двумя ветроколесами. При изменении погоды установка автоматически меняет угол между «лопастями». Такая технология позволяет выиграть до 5% мощности.

Кроме технологий сокращения выбросов и энергоэффективности, в стране проходят наукоемкие изыскания вопросов поглощения углерода экосистемами. Так, например, в ХМАО для мониторинга планируют построить карбоновые полигоны, а ученые уже исследуют возможности торфяных болот.

В качестве объединения традиционной и «зеленой» энергетики исследователи из ОКБ «Факел» предлагают использовать двигатель Стирлинга. Этот двигатель можно установить на ТЭС, где он будет вырабатывать электричество за счет вторичного тепла. Также двигатель может работать за счет геотермальных источников или солнечных модулей.

Еще одна разработка связана с биотопливом. В Тамбовском государственном техническом университете научились перерабатывать солому, опилки и другие отходы с помощью термического разложения. На выходе из биомассы ученые получают биотопливо высокого качества.

Кроме того, ученые работают над тем, чтобы вырабатывать электроэнергию из растений. Так, биологическими фотогальваническими ячейками в России занимался проект «Green Spark». Однако подобные технологии требуют десятилетий развития.

Как работает ветряная турбина

Министерство энергетики

20 июня 2014 г.

Эта интерактивная карта недоступна для просмотра в вашем браузере. Пожалуйста, просмотрите его в современном браузере.

От крупных ветряных электростанций до небольших турбин, питающих один дом, ветряные турбины по всему миру вырабатывают чистую электроэнергию для различных нужд.

В Соединенных Штатах ветряные турбины становятся обычным явлением. С начала века общая мощность ветроэнергетики в США увеличилась более чем в 24 раза. В настоящее время в США достаточно мощностей ветровой энергетики, чтобы генерировать достаточно электроэнергии для питания более 15 миллионов домов, что помогает проложить путь к будущему экологически чистой энергии.

Что такое ветряная турбина?

Концепция использования энергии ветра для производства механической энергии насчитывает тысячелетия. Еще в 5000 году до нашей эры египтяне использовали энергию ветра для движения лодок по реке Нил. Американские колонисты полагались на ветряные мельницы для измельчения зерна, перекачки воды и рубки древесины на лесопилках. Сегодняшние ветряные турбины — это современный эквивалент ветряной мельницы, преобразующий кинетическую энергию ветра в чистую, возобновляемую электроэнергию.

Как работает ветряная турбина?

Большинство ветряных турбин состоят из трех лопастей, закрепленных на башне из трубчатой ​​стали. Реже встречаются разновидности с двумя лопастями, с бетонными или стальными решетчатыми башнями. На высоте 100 футов или более над землей башня позволяет турбине использовать более высокие скорости ветра, характерные для больших высот.

Турбины улавливают энергию ветра своими пропеллерными лопастями, которые действуют так же, как крыло самолета. Когда дует ветер, на одной стороне лопасти образуется карман воздуха низкого давления. Затем воздушный карман низкого давления притягивает лопасть к себе, заставляя ротор вращаться. Это называется лифт. Подъемная сила намного больше, чем сила ветра, действующая на переднюю сторону лопасти, что называется сопротивлением. Сочетание подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться как пропеллер.

Ряд шестерен увеличивает скорость вращения ротора примерно с 18 оборотов в минуту до примерно 1800 оборотов в минуту — скорость, которая позволяет генератору турбины производить электричество переменного тока.

Корпус обтекаемой формы, называемый гондолой, содержит ключевые компоненты турбины, обычно включая шестерни, ротор и генератор, которые находятся внутри корпуса, называемого гондолой. Некоторые гондолы, расположенные на вершине башни турбины, достаточно велики, чтобы на них мог приземлиться вертолет.

Другим ключевым компонентом является контроллер турбины, который удерживает скорость ротора от превышения 80 км/ч, чтобы избежать повреждений от сильного ветра. Анемометр непрерывно измеряет скорость ветра и передает данные контроллеру. Тормоз, также расположенный в гондоле, останавливает ротор механически, электрически или гидравлически в аварийных ситуациях. Изучите интерактивную графику выше, чтобы узнать больше о механике ветряных турбин.

Типы ветряных турбин

Существует два основных типа ветряных турбин: с горизонтальной осью и с вертикальной осью.

Большинство ветряных турбин имеют горизонтальную ось: конструкция в виде пропеллера с лопастями, вращающимися вокруг горизонтальной оси. Турбины с горизонтальной осью расположены либо против ветра (ветер бьет по лопастям раньше, чем башню), либо по ветру (ветер бьет по башне раньше, чем лопасти). Ветряные турбины также включают в себя привод рыскания и двигатель — компоненты, которые поворачивают гондолу, чтобы удерживать ротор по направлению к ветру, когда его направление меняется.

Хотя существует несколько производителей ветряных турбин с вертикальной осью, они не проникли на рынок коммунальных услуг (мощностью 100 кВт и выше) в той же степени, что и ветряные турбины с горизонтальным доступом. Турбины с вертикальной осью подразделяются на две основные конструкции:

  • Турбины с тяговым усилием или турбины Савониуса обычно имеют роторы со сплошными лопастями, которые вращаются вокруг вертикальной оси.
  • Лифтовые турбины, или турбины Дарье, имеют высокий вертикальный аэродинамический профиль (некоторые из них имеют форму взбивалки). Windspire — это турбина на подъемной силе, которая проходит независимые испытания в Национальном центре ветровых технологий Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии.
Применение ветряных турбин

Ветряные турбины используются в различных целях — от использования морских ветряных ресурсов до выработки электроэнергии для одного дома:

  • Крупные ветряные турбины, чаще всего используемые коммунальными службами для подачи электроэнергии в сеть, от 100 киловатт до нескольких мегаватт. Эти турбины коммунального масштаба часто группируются вместе в ветряных электростанциях для производства большого количества электроэнергии. Ветряные электростанции могут состоять из нескольких или сотен турбин, обеспечивая достаточно энергии для десятков тысяч домов.
  • Небольшие ветряные турбины мощностью до 100 киловатт обычно находятся рядом с местами, где будет использоваться вырабатываемая электроэнергия, например, рядом с домами, телекоммуникационными антеннами или водонасосными станциями. Небольшие турбины иногда подключают к дизельным генераторам, батареям и фотогальваническим системам. Эти системы называются гибридными ветровыми системами и обычно используются в удаленных, автономных местах, где подключение к коммунальной сети недоступно.
  • Оффшорные ветряные турбины используются во многих странах для использования энергии сильных, устойчивых ветров, возникающих у береговых линий. Технический ресурсный потенциал ветров над прибрежными водами США достаточен для производства более 4000 гигаватт электроэнергии, что примерно в четыре раза превышает генерирующую мощность нынешней электроэнергетической системы США. Хотя не все эти ресурсы будут освоены, это открывает большие возможности для обеспечения электроэнергией густонаселенных прибрежных городов. Чтобы воспользоваться огромными оффшорными ветроэнергетическими ресурсами Америки, Департамент инвестирует в три демонстрационных проекта офшорных ветроэнергетики, предназначенных для развертывания офшорных ветровых систем в федеральных водах и водах штата к 2017 году9.0042
Будущее ветряных турбин

Чтобы обеспечить будущий рост ветровой промышленности США, Программа Министерства энергетики США по ветру работает с отраслевыми партнерами над повышением надежности и эффективности технологии ветряных турбин, а также снижением затрат. Исследовательские усилия программы помогли увеличить средний коэффициент мощности (показатель производительности электростанции) с 22 процентов для ветряных турбин, установленных до 1998 года, до более чем 32 процентов для турбин, установленных в период с 2006 по 2012 год. Затраты на энергию ветра были снижены с более чем 55 центов за киловатт-час (кВтч) в 19От 80 до менее 6 центов/кВтч сегодня в районах с хорошими ветровыми ресурсами.

Ветряные турбины дают уникальную возможность использовать энергию там, где она больше всего нужна населению нашей страны. Это включает в себя потенциал морского ветра для обеспечения электроэнергией населенных пунктов вблизи береговой линии, а также способность наземного ветра поставлять электроэнергию в сельские общины с несколькими другими местными источниками энергии с низким уровнем выбросов углерода.

Департамент энергетики продолжает работу по развертыванию ветровой энергии в новых районах на суше и на море и обеспечению стабильной и надежной интеграции этой энергии в электрическую сеть нашей страны.

 

 

Присоединяйтесь к нам сегодня для нашей ветряной турбины Twitter Часы работы в 14:00. ЕТ.

Чтобы принять участие в обсуждении, заранее отправьте свои вопросы в социальных сетях с помощью #HowEnergyWorks или по электронной почте [email protected].

ПРОГОЛОСУЙТЕ СЕЙЧАС, чтобы решить, какую тему «Как работает энергия» мы рассмотрим дальше!

Дэниел Вуд еще этого автора

Для запросов СМИ:

(202) 586-4940 или DOENews@hq. doe.gov

Подробнее читайте на странице новостей


energy.gov

Хороши ли маленькие ветряные турбины для дома?

Экодом Обновлено: 28 июля 2021 г.

Майк Рейнольдс

Бесчисленное количество изобретателей взялись за дело с новейшими и лучшими экологичными технологиями, которые спасут планету. Приятно видеть, но воды разумных изменений, несомненно, будут замутнены некоторыми неудачными попытками, некоторыми сомнительными заявлениями и, возможно, даже небольшим количеством змеиного масла!

Мы нашли компактную домашнюю ветряную турбину PowerPod в ходе кампании на Kickstarter, которая в принципе выглядит великолепно, но, увидев в прошлом несколько домашних ветряных турбин, которые не оправдали своих обещаний, мы подумали, что потенциально она выглядит слишком великолепно. Созданная компанией Halcium из Солт-Лейк-Сити, штат Юта, компания надеется, что Powerpod изменит правила игры в домашнем производстве возобновляемой энергии — за что мы все выступаем, если это оправдает себя.

Хороши ли маленькие бытовые ветряные турбины?

Создатели компактной домашней ветряной турбины PowerPod на Kickstarter заявляют, что «в местах, где солнце светит менее 300 дней в году, PowerPod может производить больше энергии за меньшие деньги, чем солнечные батареи». интересно, поскольку в игре так много переменных, что мы не понимаем, как это всегда может быть правдой.

Важным в этом утверждении является «может быть», поэтому инженеры Ecohome решили провести некоторые собственные расчеты, чтобы посмотреть, выглядит ли это утверждение правдоподобным. Возможно, это «могло бы» быть правдой в некоторых местах, но, по нашему мнению, это также немного преувеличено, и это, безусловно, первое из нескольких вызывающих удивление утверждений, которые побудили нас копнуть глубже.

Установка солнечных панелей в тени или местах, где много пасмурных дней, наверняка повлияет на окупаемость инвестиций, но отсутствие солнца также не означает моментального притока ветра, по крайней мере, это то, что — рассуждали наши инженеры.

И что более важно, скорость ветра на малых высотах оказалась относительно ограниченной. поэтому, по их мнению (наши специалисты по обработке чисел), турбину необходимо установить примерно на 100 футов над любыми окружающими препятствиями для оптимизации производительности, несмотря на заявление об эффективности +40% из-за этой причудливой конструкции. Ветряные турбины, которые мы видели, не просто анекдотичны, и где кто-то серьезно относится к сбору энергии ветра, обычно устанавливаются на башне или столбе над любыми препятствиями в непосредственной близости.

Этот небольшой домашний ветряк, похожий на статиста из фильма «Звездные войны», отличается от других!

 

Еще одно преимущество компактного бытового ветряка, которое производители продвигают, заключается в том, что он более безопасен для детей. Верно, но если он находится на уровне земли на вашем огороженном заднем дворе, где играют дети, то вступают в силу ограничения любой ветряной турбины, заключающиеся в уменьшенной скорости ветра на земле по сравнению с ветром, расположенным выше в воздухе, который не замедляется. по зданиям и деревьям. Таким образом, это «безопасно для детей», если вы поместите его в место, где он не будет работать очень хорошо. Это было бы похоже на рекламу набора кухонных ножей как «безопасных для детей», потому что они слишком тупые, чтобы что-то резать.

Ветряные турбины с вертикальной осью работают лучше?

Существует семейство «альтернативных» конструкций ветряных турбин с вертикальной осью, в которых используются такие вращающиеся лопасти, ветряная турбина Zoetrope является еще одним примером. Турбины с вертикальной осью, подобные этой, по большей части оказались бесполезными.

Мы попросили инженера Ecohome Дениса Бойера высказать свое мнение, и он рассказал следующее: 

В рекламном ролике PowerPod утверждается, что скорость воздуха увеличивается на 33 %, когда он проходит через воздухозаборник. Я предполагаю, что они сделали некоторые расчеты, подтверждающие это, однако они продолжают утверждать, что их конструкция будет обеспечивать в 3 раза (300%) больше мощности, чем обычная турбина, но это не то, к чему мы пришли.

Если предположить, что весь воздух, ударяющийся о поверхность, действительно достигает турбины (чего не будет!), то можно показать, что передаваемая мощность будет не более чем в 1,8 раза (или 80%) по сравнению со стандартной турбина. Но, скорее всего, будет сильная турбулентность, из-за которой значительная часть поступающего воздуха будет отклоняться, и тогда он не будет участвовать в производстве энергии. Следовательно, фактическая производимая мощность, вероятно, будет намного меньше, чем это увеличение на 80%.

Итак, в целом у нас есть некоторые сомнения в том, что это устройство действительно может выполнить свои обещания и превзойти солнечные батареи в большинстве регионов страны.

Каков срок окупаемости турбины PowerPod?

Что действительно нужно, чтобы держать скептиков вроде нас в страхе, так это некоторые фактические данные, в которые мы можем вцепиться зубами относительно производительности и стоимости. Это также дало бы нам возможность с уверенностью стоять за этой штукой, если она действительно работает так, как они утверждают. Например, если бы компания провела испытание в течение месяца или около того в конкретном городе (или еще лучше в нескольких городах) с турбиной, расположенной на нужной высоте, и измерила бы собранную энергию, это дало бы некоторое представление о том, что это действительно может доставить.

Таким образом, домовладельцы будут знать в наличных деньгах, какую часть их затрат на электроэнергию, основанную на местных тарифах на коммунальные услуги, можно компенсировать такой покупкой. Если он вырабатывал достаточно энергии, чтобы окупить себя за 4-5 лет, и у него был расчетный срок службы 20 лет, тогда мы пойдем и купим его сами. Но если на его окупаемость уйдет 40 лет, то лучше с солнечными панелями, с которыми эта штука пытается конкурировать. Важно придавать этим вещам осязаемые цифры, если они хотят закрепиться на рынке.

Приятно видеть, что новаторы выдвигают новые идеи, но не все они меняют правила игры. На наш взгляд, хотя это выглядит круто, это, вероятно, не волшебная пилюля, в которой нуждается мир. Но мы готовы оказаться неправыми, так что инженеры Halcium, если вы слушаете, докажите свою правоту!

И нашим замечательным читателям, один из которых указал нам на это: если вы заметите какие-либо другие крутые идеи, рекламируемые как «зеленые технологии, которые спасут планету», пожалуйста, оставьте комментарий ниже, и мы, возможно, рассмотрим это!

 

Теперь вы знаете больше о малых бытовых ветряных турбинах

, узнайте больше о экологичности домашнем комфорте , энергоэффективности и как уменьшить углеродный след дома  на следующих страницах и в 15 EcoHome 90 Руководство по экологическому строительству .