Вертикальные ветрогенераторы

Вертикальные ветрогенераторы

Вертикальные ветрогенераторы

Свободный ветер грядущей энергетики

Экологически чистая энергия это давняя мечта человечества. В данное время, в начале двадцать первого века ученые осваивают новейшие технологии, направленные на безлопастную и достаточно легкую добычу свободной энергии.

Сама свободная энергия, главное составляющее свободной энергетики, окружает нас везде и всюду. Вся наша планета движется и живет, энергии, которые участвуют в жизни планеты считаются неисчерпаемыми. Это означает, что человечество настолько незначительно по меркам планеты, что мы при всем желании просто не сможем потребить больше энергии, чем она может дать нам.

Основными источниками получения свободой энергии являются ветер, вода и солнце. В этой статье мы остановимся на первом способе.

Ветряную электростанцию каждому

Ветряные электростанции сейчас уже никого так не удивляют как, скажем лет десять-двадцать назад. Сейчас мы привыкли называть это чудо техники дружеским словом “ветряк”. Ветряки стоят уже по всему миру. Они делятся на частные и промышленные. Промышленные сильно отличаются от своих домашних братьев размерами. Это огромные башни, с размахом лопастей в десятки метров.

Любой ветрогенератор состоит из турбины, которая вращается под действием ветра и генератор, непосредственно взаимодействующий с турбиной. Это оборудование крепится на высокой подставке. Внизу располагаются аккумуляторы, служащие своеобразным демпфером, между нестабильно отдающим ток генератором и стабильно потребляющим ток потребителе.

Первый в мире ветрогенераторПервый в мире ветрогенератор был построен Чарльзом Франсисом Брушем, изобретателем из США в 1888 году. Это было гигантское сооружение высотой в 18 метров. Ветряк вырабатывал 12кВТ энергии и использовался для освещения улиц.

Позже, в 1908 было уже 72 генератора, мощность которых варьировалась от 5 до 25 кВт. Самый большой из них был в высоту 24 метра.

До пришествия электричества во все уголки земного шара ветряные генераторы широко применялись на фермах, стоящих в отдалении от электростанций.

Постепенно ветряки развивались  к 30-м годам 20-го века приобрели современные очертания. А именно компоновку и основные ТТХ. А именно – расположение на высокой башне, компоновка турбины и генератора в едином корпусе с тормозами и трансмиссией, а также системой слежения за направлением ветра. Также непременным атрибутом стало использования аккумуляторов, расположенных внизу. Эта схема называется горизонтально осевой (Horizontal-axis wind turbines сокращенно (HAWT).

ветряная турбина

Самая большая в мире ветряная турбина типа HAWT "M5". В поле, около фермы.(Кликабельно)

Первый ветряк схемы HAWT был поставлен в Ялте в СССР, в 1931 году. Он вырабатывал 100 кВт энергии и был размещен на башне тридцати метровой высоты. Это первый ветрогенератор в мире собранный по описанной выше схеме.

За 20 век ветряные генераторы подверглись множественным модификациям и стали практически автономны. Они сами отслеживают все необходимые для работы данные. Бортовой компьютер принимает решение об изменении угла атаки лопастей, или повороте корпуса в более выгодную сторону. устройство ветрогенератораОн следит на количеством вырабатываемой энергии и уровнем заряда в аккумуляторах. В непогоду или обнаружив поломку электронный мозг электростанции может самостоятельно принять решение остановить лопасти и вызвать команду ремонтников.

Обычно лопасти имеют размах от 20 до 40 метров и вращаются со скоростью 10-20 оборотов в минуту.

Автоматическая коробка передач, которой оснащены все серьезные ветряки, оптимально передает крутящий момент на генератор, обеспечивая его стабильную работу. Также она преобразовывает невысокие обороты турбин в оптимальные для генератора.

Все ветряные электростанции обращены турбиной к ветру – это позволяет более эффективно сталкивать лопасти с потоком набегающего воздуха. Однако основной проблемой является обширная зона турбулентных завихрений, распространяющаяся за генератором. Это е позволяет располагать их слишком близко друг к другу.

Однако опорный диаметр башни, на которой укреплен генератор настолько невелик, что позволяет поставить его в любом поле.

Отсутствие вредного влияния на окружающую среду позволяет безбоязненно выращивать вокруг ветряной электростанции сельскохозяйственные культуры и производить выпас скота.

Чем выше от земли, тем сильнее ветер. Поэтому башни делаются не ниже 60 метров и ставятся как правило на возвышениях или на ветреной равнине. особенно эффективно расположения ветряных электростанций близ гор, где всегда имеются мощные нисходящие потоки ветра.

Ветряные электростанции

Ветряк, одиноко стоящий в поле может обеспечить электроэнергией максимум несколько ферм поблизости. Что бы нормально поставлять электроэнергию хотя бы к небольшому населенному пункту необходимо несколько ветряных генераторов. Для получения достаточного количества энергии их объединяют в так называемые ветряные фермы.

Это позволяет максимально покрыть площадь с повышенной ветряной активностью, а также набрать достаточно большую мощность с небольших турбин.

Ветряная ферма может быть очень большой, занимать несколько квадратных километров и насчитывать десятки и сони ветряных турбин. Например ветряная ферма в Тараруа (Tararua) в Новой Зеландии насчитывает 134 генератора общей мощностью 160 Мегаватт. Этого достаточно для нужд среднего города.

halett wind farm

Ветряная ферма Халет 1 (Hallett 1) в Австралии имеет мощность 95 Мегаватт.

ветрогенераторы

Монтаж и сборка самого большого в мире ветрогенератора M5.

У ветряной энергетики безусловно большое будущее, она вполне способна  потеснить атомную энергетику, а в сочетании с солнечными батареями там и вообще обеспечить человечество свободной энергией с головой.