Энергия ветра

  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 (СО, SO2…….).
  В связи 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.
 

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.

- 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.
   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.

d - плотность воздуха ,
A - площадь, через которую проходит воздух,
t - период времени,
S - скорость ветра.
  Мощность (P) пропорциональна энергии ветра, проходящей через поверхность ("ометаемая поверхность") в единицу времени.
  Мощность ветра = 1/2 dAS3
  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(рисунок выше);
• 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.
   Ветры, формирующиеся в континентальной местности и северных широтах, характеризуются резкими порывами и частой сменой направлений, отличаются от довольно спокойных ветров европейского морского побережья (Нидерланды, Германия). Структура ветра меняется в зависимости от высоты над земной поверхностью, при этом стабильность воздушного потока увеличивается в высоких слоях воздуха. Различие в темпераменте ветров требует определенного конструктивного подхода при создании ветростанции. Предлагаемое решение является универсальным для ветров любых направлений и скоростей, включая штормовые ветра.