Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Хахалева Л.В. - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

6
1. Ветроэнергетика. Мощность ветроэнергетических установок
Ветроэнергетика с ее современным техническим оснащением
является вполне сложившимся направлением энергетики. Вет-
роэнергетические установки мощностью от нескольких киловатт до
мегаватт производятся в Европе, США и других частях мира. Большая
часть этих установок используется для производства электроэнергии,
как в единой энергосистеме, так и в автономных режимах.
Основными достоинствами ветроэнергетики являются: простота
конструкций и простота их эксплуатации; доступность этого поистине
неисчерпаемого источника энергии. К недостаткам следует прежде всего
отнести непостоянство направления и силы ветра; возможность длительных
простоев и вытекающая из этого необходимость аккумулирования и
резервирования ветроэнергетических установок; отчуждение территорий и
изменение традиционных ландшафтов.
Известно, что при скорости ветра u, м/с,
и плотности воздуха ρ,
кг/м
3
, ветроколесо, ометающее площадь F, м
2
развивает мощность Р, Вт,
определяемую
P = ξFρu
3
/2. (1.1)
Здесь ξкоэффициент мощности, характеризующий эффективность ис-
пользования ветроколесом энергии ветрового потока и принимаемый
равным 0,35.
Из (1.1) видно, что мощность Р пропорциональна ометаемой
площади F и кубу скорости. Коэффициент мощности зависит от
конструкции ветроколеса и скорости ветра. Так как скорость ветра
непостоянна, а мощность очень сильно зависит от скорости, то выбор
оптимальной конструкции ветроколеса во многом определяется
требованиями потребителя энергии. Обычно среднегодовая мощность,
снимаемая с единицы площади ветроколеса, пропорциональна
плотности воздуха и кубу средней скорости. Максимальная проектная
мощность ветроэнергетической установки (ВЭУ) определяется для
некоторой стандартной скорости ветра. Обычно эта скорость равна
примерно 12 м/с, при этом снимаемая с 1 м
2
ометаемой площади
мощностьпорядка 300 Вт при значении ξ от 0,3 до 0,45. В районах с
благоприятными ветровыми условиями среднегодовое производство
электроэнергии составляет 22 – 30% его максимального проектного
значения. Срок службы ветрогенераторов обычно не менее 15 – 20 лет, а
их стоимость колеблется от 1000 до 1500 долл. США за 1 кВт проектной
мощности.
Одно из основных условий при проектировании ветровых установок
обеспечение их защиты от разрушения очень сильными случайными