Ветер как источник энергии
Неравномерный нагрев лучами солнца земной поверхности и воздушных масс, находящихся над ней, вызывает постоянные перемещения воздуха из более холодных мест в более теплые. Воздушные массы, нагретые до более высоких температур, имеют меньшую плотность и поднимаются вверх, а на их место приходит воздух с меньшей температурой, плотность которого выше. Таким образом, воздушные массы все время перемешиваются и перемещаются как в вертикальном направлении, так и параллельно земной поверхности. Эти перемещения носят очень сложный характер и зависят от многих причин.
Постоянные перемещения воздушных масс в горизонтальных направлениях называются ветром. Как и всякое движущееся тело, ветер обладает определенным запасом кинетической энергии, которая с пом
ощью специальных двигателей, получивших название ветряных, может быть преобразована в механическую работу. энергия ветра энергия ветра энергия ветра энергия ветра энергия ветра энергия ветра
В течение ночи их направление над прибрежными водами меняется на обратное, так как суша охлаждается быстрее воды и соответственно снижается температура расположенного над ней воздуха. Холодный воздух, движущийся к морю, вытесняет нагретый, который поднимается с поверхности воды. Аналогично наблюдаются бризы со стороны гор в течение дня, когда теплый воздух поднимается вдоль склона, нагретого Солнцем. Ночью сравнительно холодный воздух на склона стекает в долины.
Подобная циркуляция воздушных масс в земной атмосфере наблюдается при большем нагреве поверхности Земли вблизи экватора, чем в районах полюсов. Ветер над холодной поверхностью, дующий от полюсов к экватору, замещает горячий воздух, который поднимается в тропиках и перемещается в верхних слоях атмосферы по направлению к полюсам.
Вращение Земли также влияет на циркуляцию воздуха. Силы инерции, которые действуют на холодный воздух, движущийся вблизи поверхности по направлению к экватору, стремятся закрутить его в западном направлении. В то же время тяжелый воздух, движущийся в верхних слоях атмосферы по направлению к полюсам.
Энергия ветра в течение длительного времени рассматривается в качестве экологически чистого неисчерпаемого источника энергии.
Распространившаяся в 1973 г. угроза нехватки невозобновляемых источников энергии и рост зависимости от импортируемого топлива привели к возрождению исследований, направленных на расширение возможности преобразования ветра в пригодный для использования вид энергии.
Однако до того как энергия ветра сможет принести значительную пользу, должны быть решены многие проблемы—технические и связанные с охраной окружающей среды. Следует также признать, что наибольшие препятствия для использования ветроэнергетических установок создает их высокая стоимость. Эти препятствия будут меньшими, если по критерию стоимости вырабатываемой энергии ветроэнергетические установки смогут конкурировать с установками, использующими другие источники энергии. Хотя многое здесь достигнуто, наиболее сложной задачей, имеющей первостепенное значение, остается разработка экономичных ветроэнергетических установок, способных надежно работать в автоматическом режиме в течение многих лет и обеспечивать бесперебойную эксплуатацию при периодическом обслуживании.
Для описания ветра как источника энергии используется совокупность аэрологических и энергетических характеристик ветра, объединяемая понятием ветроэнергетического кадастра. К числу основных кадастровых характеристик ветра относятся: среднегодовая скорость ветра; годовой и суточный ход ветра; повторяемость скоростей ветра; повторяемость направлений ветра; максимальная скорость ветра; удельная мощность и удельная энергия ветра; ветроэнергетические ресурсы района.
Основным источником исходных данных для разработки ветроэнергетического кадастра являются наблюдения за скоростью ветра на опорной сети гидрометеослужбы. Эти наблюдения, проводимые несколько раз в сутки, охватывают периоды в десятки лет и представляют собой обширнейший фактический материал. Их достоинством является то, что они проводятся по единой методике, а места (площадки) производства наблюдений классифицированы по степени их открытости на местности.
ВЫБОР УЧАСТКА
Холмы или горные хребты, находящиеся на раскрытом рельефе, традиционно числятся отличным помещением для ВЭУ. В частности, ВЭУ, поставленная на огромном участке, раскрытом для доминирующего направленности ветра, постоянно
станет иметь достоинства. На буграх прыть ветра больше по сопоставлению с находящейся вокруг равнинной территорией. Необходимо держать в голове, что ветер может поменять направленность прежде, чем достигнет холмика, так как область высочайшего давления практически расширяется на неком расстоянии перед холмом. Кроме такого, пройдя чрез ротор турбины передний поток делается непоследовательным. Также нужно держать в голове, что турбулентность, смысл
которой резко возрастает в случае отвесного холмика или его неровной поверхности, может свести на нет достоинства наиболее высочайшей скорости ветра.При выборе площадки для ветроустановки управляются целым рядом
критериев, главными из которых являются:
- ветровой потенциал;
- рельеф местности и неимение препятствий для ветрового потока;
- подъездные пути для транспортировки оснащения;
- поверхность( почва или ледяной покров) площадки для строительства фундамента;
- разработка монтажа и подъема ветроустановки;
- отдаление до объекта электроснабжения.