Vortex Bladeless: безлопастные ветряные турбины

Документ представлен Испанским ведомством по патентам и товарным знакам

Компания Vortex Bladeless S.L. разработала и вывела на рынок ветрогенераторы, работающие без лопастей, валов, подшипников и других механизмов, изнашиваемых при трении.

Данная технология основана на аэроупругом резонансе, позволяющем использовать феномен формирования вихрей.

Безлопастные ветротурбины в основном состоят из вертикального неподвижного цилиндра на упругом стержне, встроенном в землю.

Движение верхней части ограничено магнитной силой, так как именно здесь возникает максимальная амплитуда колебаний.

Этот цилиндр улавливает энергию ветра, вступающую в резонанс благодаря аэродинамическому эффекту, называемому сходом вихря, и затем преобразует механическую энергию в электричество с помощью генератора переменного тока.

Инновация, вдохновленная обрушением Такомского висячего моста

В 1940 г. на шоссе № 16 в штате Вашингтон через пролив Такома-Нэрроуз был построен третий по длине в мире висячий мост. Спустя четыре месяца после открытия моста он начал колебаться и обрушился. Столь драматическое обрушение такой конструкции вошло во все учебники как пример, объясняющий работу некоторых типов аэродинамического резонанса, вызванных ветром.

В 2002 г. Давид Х. Яньес узнал об этом событии на курсе инженерно-строительного дела в Вальядолидском университете и подал первый патент на механизм, способный оптимизировать аэродинамический резонанс такого типа и генерировать электроэнергию.

Этот механизм представлял собой вертикальную тонкую конструкцию с круглым сечением, колеблющуюся в плоскости, перпендикулярной направлению ветра.

Такая конструкция была способна работать без каких-либо валов, зубчатых передач, подшипников или других подобных устройств

. Таким образом, механизм не нуждался в смазочных материалах и затратах на техническое обслуживание, а сроки окупаемости были сведены к минимуму.

Эта конструкция могла генерировать ветряную энергию без необходимости лопастей, которые до сих пор использовались в ветрогенераторав.

Лишь спустя несколько лет – в 2010 г. – Давид Х. Яньес и Рауль Марин Юнта получили патент ES2374233B1, владельцем которого стала совместно основанная ими компания «DEUTECNO S.L.».

Затем благодаря поддержке фонда «Repsol» и нескольким выигранным наградам была основана компания «Vortex Bladeless S.L.», которая успешно прошла два раунда инвестиций.

В настоящее время компания работает над производством первой предсерийной партии из 100 малогабаритных агрегатов, что достаточно, чтобы представить продукт на рынке.

Этапы разработки технологии

Первый этап заключался в изучении феномена аэродинамики.

Испытания в аэродинамической трубе Института микрогравитации Университета Игнасио да Ривы, UPM. (фото: Vortex Bladeless)

Такой тип аэродинамического резонанса обычно считается проблемой, и существует множество способов его предотвращения. Однако информации о методах оптимизации этого феномена не так много.

Благодаря поддержке таких транснациональных корпораций, как «Altair Engineering, Inc», и таких организаций, как Барселонский суперкомпьютерный центр,

конструкция была оптимизирована для максимизации производительности установки.

На втором этапе основное внимание уделялось обеспечению контроля взаимодействия конструкции с ветром с целью увеличения диапазона скоростей, в котором возникает резонанс.

На третьем этапе был разработан генератор, способный эффективно преобразовывать колебательную энергию в электричество.

В настоящее время проект находится на четвертом и последнем этапе, на котором после выпуска «минимально жизнеспособного продукта» компания готовится к производству, индустриализации и выпуску продукции на рынок.

Первые экспериментальные испытания в «CEDER CIEMAT» в Сории. (фото: предоставлено компанией)

Международное признание

Проект вызвал необычайный интерес на международном уровне. Особую заинтересованность продемонстрировали в Азии, Америке и Европе (именно в таком порядке).

В частности, было получено огромное число предложений о сотрудничестве с различными предприятиями и учреждениями как в промышленности, так и в науке.

Например, одна из трех крупнейших ветроэнергетических компаний в мире предложила осуществить совместный проект по анализу потенциала применения этой идеи на габаритных установках.

Общественные организации также приняли идею на ура. В социальной сфере проекту также был оказан теплый прием.

Такие учреждения, как «SEO Birdlife», ООН, Европейская комиссия, а также множество национальных и международных кооперативов, ассоциаций и учреждений оказывают проекту содействие и делятся своими мнениями.

Охрана: «Vortex Bladeless» в ногу с промышленной собственностью

Начиная с первого патента ES2374233B1, обеспечивающего охрану изобретения как по всей Европе, так и в Америке (в США и Мексике), и продолжая патентами EP15771650, WO2017174161A1, WO2018149942A1 и др., в основе проекта всегда лежала охрана инноваций и всего предприятия с помощью механизмов промышленной собственности (патентов и товарного знака «Vortex Bladeless»).

Фактически, эволюция компании и этапы ее развития отражены в разных семействах ее патентов.

На каждом раунде инвестиций и на каждом конкурсе, на котором был представлен проект, критически важным считалась степень охраны технологии. К счастью, поскольку этот тип ветряных турбин является «первым в своем роде», не составило труда получить признание «новизны» и «изобретательского уровня», требуемого всеми патентными ведомствами мира, куда была подана заявка на обеспечение охраны.

Хотя в настоящее время все технологии Vortex Bladeless защищены, компонент охраны остается в стратегии компании: особое внимание уделяется производственным процессам и их применению в различных областях.

• Название МСП: Vortex Bladeless S.L.
• Сектор: ветроэнергетика
• Адрес: Calle Zagreb, 4, 28232, Las Rozas de Madrid, Мадрид, Испания
• Контактное лицо: Давид Х. Яньес Вильяреаль
• Контактный телефон: + 34 659169417
• Веб-сайт: vortexbladeless.com

Ветропарки: защита климата в ущерб живой природе? | Анализ событий в политической жизни и обществе Германии | DW

Угольная электрогенерация, фрекинг для добычи природного газа, бурение нефтяных скважин… Такие темы  сегодня все чаще выводят на улицы защитников окружающей среды. Но и возобновляемые источники энергии также могут быть весьма спорными — даже с точки зрения экоактивистов.

Рассказывая о том, что рядом с ее домом планируют вырубить лес под новый ветропарк, Габриэле Нихаус-Юбель (Gabriele Niehaus-Uebel), по ее собственным словам, ощущает бессилие, беспомощность и ярость. Она — лидер гражданской инициативы по борьбе со строительством 20-турбинной ветряной электростанции в федеральной земле Гессен.

Акция в защиту Хамбахского леса

Хотя планы по строительству этого объекта предусматривают вырубку менее двух процентов леса, Габриэль говорит, что это все равно разрушит «ранее нетронутую экосистему». Она сравнивает лесной массив в Гессене с уникальным Хамбахским лесом недалеко от Кельна, уже много лет находящимся под угрозой вырубки: концерн RWE планирует расширить свой угольный карьер. «Экологи и активисты там сражаются за каждое дерево, и об этом постоянно пишут в СМИ. Здесь у нас хотят вырубить 200 квадратных километров — и нигде ни слова об этом не говорят», — возмущается Нихаус-Юбель.

Использование энергии ветра будет расти

Спор по поводу целесообразности строительства ветряных электростанций в Германии идет уже много лет. «У ветроэнергетики всегда было много противников, — говорит генеральный секретарь Всемирной ветроэнергетической ассоциации (WWEA) Штефан Гзенгер (Stefan Gsänger). — И это нормально в условиях любых изменений, происходящих демократическим путем».  

Как говорится на сайте объединения, возглавляемого Нихаус-Юбель, эта группа —  лишь одна из примерно 1000 гражданских инициатив, выступающих против строительства ветропарков. Между тем ветроэнергетика позволяет частично удовлетворить растущий мировой спрос на электроэнергию. По оценкам экспертов, в ближайшие двадцать лет использование этого источника энергии возрастет на 30 процентов, снижая при этом темпы изменения климата.

У ветропарков есть немало противников

Специалисты WWEA утверждают, что ветряные турбины, введенные в эксплуатацию до конца 2018 года, способны удовлетворять около шести процентов мирового спроса на электроэнергию. При этом, как сообщает Международное агентство по возобновляемым источникам энергии, доля производства энергии на возобновляемых источниках вырастет с 25% в 2017 году до 85% к 2050 году — в основном за счет использования энергии солнца и ветра. И учитывая глобальные масштабы этих изменений, недооценивать влияние ветряных электростанций на окружающую среду было бы крайне недальновидно.

Опасность для птиц и летучих мышей

Особую опасность ветровые турбины представляют для птиц и летучих мышей. У хищных птиц, к примеру, при необычайной остроте зрения, есть и «мертвая зона»: наклоняя при поиске добычи голову вниз, они не видят того, что находится прямо по курсу, и если птица летит в сторону ветрогенератора, столкновение с его лопастями почти неизбежно. А летучие мыши становятся жертвами ветряка, даже с ним не сталкиваясь: приблизившись к нему менее чем на 100 метров, животные попадают в зону низкого давления и погибают от внутреннего кровоизлияния, вызванного резким расширением легких. 

На юге Испании — в провинции Эстремадура — из-за ошибок на этапе планирования ветропарки были построены на пути миграций огромного количества перелетных птиц через Гибралтар. Этот факт, говорится в докладе испанского отделения орнитологического сообщества SEO BirdLife, может негативно отразиться на популяциях птиц всего северного полушария и угрожать отдельным редким видам, таким, как испанский королевский орел.

В ряде других исследований, впрочем, утверждается, что от столкновения с ветряными турбинами птицы гибнут гораздо реже, чем от других причин, связанных с деятельностью человека. В США, к примеру, чаще всего птицы становятся жертвами домашних кошек, сотни миллионов птиц ежегодно врезаются в окна высотных зданий и лобовые стекла движущихся автомобилей, десятки миллионов гибнут на линиях электропередач.

Однако испанские орнитологи из SEO BirdLife настаивают на том, что подобные исследования несовершенны, поскольку их выводы основаны на небольших размерах выборки. «Нельзя упускать из виду и тот факт, что даже невысокая смертность может иметь решающее значение для видов, находящихся под угрозой исчезновения, или с очень низким уровнем размножения», — говорится в отчете группы.

Как минимизировать опасность от ветряков для живой природы?

За пределами Европы — в Южной Африке — местное отделение орнитологического сообщества BirdLife недавно отпраздновало победу: благодаря его усилиям, в горном массиве Грут Винтерхоек примерно в 120 км от Кейптауна было отменено строительство ветропарка, появление которого могло бы стать угрозой для редких видов птиц. Южноафриканское отделение координирует работу Целевой группы по вопросам энергетики, созданной в соответствии с Конвенцией ООН по сохранению мигрирующих видов диких животных (CMS). Одной из ее задач является определение территорий, где можно строить объекты возобновляемой энергетики без вреда популяциям птиц.

Многие эксперты сходятся во мнении, что правильное расположение ветропарков и технологические усовершенствования в большинстве случаев позволят минимизировать опасность ветрогенераторов для биологического разнообразия. Довольно эффективным, на их взгляд, может стать выборочное отключение турбин в местах массового скопления перелетных птиц.

Выборочное отключение турбин уменьшает вероятность столкновения птиц с лопастями

Исследование 2012 года, опубликованное в ведущем международном журнале в области биологии и охраны природы Biological Conservation, зафиксировало 50-процентное снижение смертности стервятников на 13 ветряных электростанциях в Кадисе, на юге Испании, после того, как турбины стали выключать в момент приближения к ним птиц. Производство электроэнергии при этом снижалось всего на 0,7 процента в год.

Эксперты Американского института изучения природы ветра (AWWI) проанализировали случаи гибели птиц от столкновения с ветряными турбинами и пришли к выводу, что уменьшение скорости вращения лопастей при низкой скорости ветра может сократить число смертельных случаев на 50-87 процентов.

Кому должны принадлежать ветрогенераторы?

И хотя экологам не всегда удается предотвратить строительство ветропарков и свести к нулю их опасность для птиц и летучих мышей, эксперты убеждены в том, что отношение к ним будет более позитивным, если к дискуссиям, связанным с использованием альтернативных источников энергии, привлекать жителей тех регионов, где устанавливаются ветрогенераторы.

Позитивное отношение к ветровой электрогенерации можно сформировать, если «максимально вовлекать к обсуждению этой темы всех, на чью жизнь влияет строительство ветряных электростанций, и изначально гарантировать им максимально возможные права собственности и преимущества», — уверен генеральный секретарь Всемирной ветроэнергетической ассоциации (WWEA) Штефан Гзенгер.

В развивающихся странах, таких, как, к примеру, Мали, возобновляемые источники энергии играют особенно важную роль в преодолении бедности, и передача их в собственность местным общинам может изменить ситуацию к лучшему, убежден Гзенгер. «У людей была бы не только энергия, но и контроль над ней», — объясняет он.

В одном взгляды сторонника строительства ветряных электростанций Штефана Гзенгера и их активного противника Габриэле Нихаус-Юбель сходятся: если ветрогенераторы передать в собственность людям и позволить им принимать участие в решении всех важных вопросов, связанных с эксплуатацией, это поможет уменьшить негативное воздействие ветряных электростанций на окружающую среду. Ведь люди, которым принадлежит земля, любят и ценят ее больше, чем кто-либо другой.

______________

Подписывайтесь на наши каналы о России, Германии и Европе в | Twitter | Facebook | YouTube | Telegram 

 Смотрите также:

• Альтернативные ландшафты Германии

  Дисен-ам-Аммерзе (Бавария) • На прошлой июльской неделе мы опубликовали этот снимок из Баварии в нашей рубрике «Кадр за кадром» — причем, руководствуясь чисто эстетическими соображениями: не смогли пройти мимо столь живописного ландшафта. Публикация этого пейзажа с солнечными батареями вызвала оживленное обсуждение в соцсетях — о пользе и вреде возобновляемых источников энергии.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Лемвердер (Нижней Саксония) • Поэтому сегодня продолжим тему солнечных панелей и ветряков на немецких просторах. На возобновляемые источники в Германии уже приходится более 40 процентов всего объема вырабатываемой электроэнергии.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Ульм (Баден-Вюртемберг) • При этом официальная немецкая статистика в этих данных учитывает энергию ветра, солнца, воды, а также получаемую разными путями из биомассы и органической части домашних отходов.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Якобсдорф (Бранденбург) • В 2018 году на наземные (оншорные) и морские (офшорные) ветроэнергетические установки и парки в Германии пришлась почти половина всего объема произведенной возобновляемой энергии — 41 % и 8 % соответственно.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Пайц (Бранденбург) • Доля солнечных электростанций в этом возобновляемом энергетическом «коктейле» достигла 20 %.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Юнде (Нижняя Саксония) • Ровно столько же, то есть 20 % пришлось на использование биомассы в качестве альтернативного источника электрической энергии. Еще три процента дает использование органической части домашних отходов.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Хаймбах (Северный Рейн — Вестфалия) • Оставшиеся семь процентов возобновляемой энергии приходятся на ГЭС. Возможности для строительства гидроэлектростанций в Германии ограничены, но используются эти ресурсы уже очень давно. Эту электростанцию в регионе Айфель построили в 1905 году. Оснащенная современными турбинами, она исправно работает до сих пор.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Халлиг Хооге (Шлезвиг-Гольштейн) • Для полноты картины приведем расклад по всем источникам в Германии за 2018 год: АЭС — 13,3 %, бурый уголь — 24,1 %, каменный уголь — 14,0 %, природный газ — 7,4 %, ГЭС — 3,2 %, ветер — 20,2%, солнце — 8,5 %, биомасса — 8,3 %.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Гарцвайлер (Северный Рейн — Вестфалия) • В 2038 году в Германии намерены полностью отказаться от сжигания бурого угля для получения электроэнергии. Последний атомный реактор, согласно решению федерального правительства, должны вывести из эксплуатации в 2022 году. В прошлом году на АЭС и бурый уголь пришлось более 37 %, которые необходимо будет чем-то замещать.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Сиверсдорф (Бранденбург) • По данным на конец 2018 года в Германии насчитывалось более 29 тысяч наземных ветроэнергетических турбин. В прибрежных морских водах Германии расположено еще около 1350 ветряков, однако более четырех десятков из них еще не были подключены в энергетическую сеть.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Северное море (Шлезвиг-Гольштейн) • Серьезную проблему представляет необходимость строительства новых энергетических трасс для транспортировки энергии из северных регионов, где ветер дует чаще и сильнее (здесь много таких турбин), к потребителям в западные и южные части Германии.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Лебус (Бранденбург) • Эти планы вызывают протесты жителей в тех густонаселенных регионах, по которым линии электропередач должны проходить. В некоторых местах люди требуют убирать высоковольтные ЛЭП под землю.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Рюген (Мекленбург — Передняя Померания) • Планы установки новых ветроэнергетических турбин в разных регионах все чаще наталкиваются в Германии на сопротивление со стороны населения. Соответствующие судебные иски часто имеют успех, что уже заметно сказывается на годовых показателях роста отрасли — тем более, что подходящие места становится находить все труднее.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Вормс (Рейнланд-Пфальц) • Согласно данным службы Deutsche WindGuard, в 2018 году в Германии было введено в эксплуатацию всего 743 новых ветряка. При этом предыдущий 2017 год оказался рекордным в истории развития этого вида возобновляемой энергии в ФРГ: почти 1849 новых установок.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Дассов (Мекленбург — Передняя Померания) • Всего в Германии сейчас насчитывается около тысячи гражданских инициатив, выступающих против строительства новых ветряков. Их сторонники считают, что эти установки разрушают жизненное пространство птиц и летучих мышей, уродуют ландшафты, а инфразвук и прочий постоянный шум этих установок вредит здоровью людей, живущих по соседству.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Восточная Фризия (Нижняя Саксония) • Эти инициативы требуют, в частности, в качестве альтернативы рассматривать газовые и паровые электростанции, повышать эффективность угольных станций, а также пересмотреть решение парламента и правительства Германии об отказе от атомной энергии.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Зауэрланд (Северный Рейн — Вестфалия) • Представители отрасли обычно указывают на недоказанность негативного влияния инфразвука на здоровье. Что касается гибели птиц из-за ветровых установок, специалисты называют разные цифры, максимум — до 200 тысяч в год в целом по Германии. Для сравнения: в результате столкновений со стеклами окон и фасадов погибает около 18 миллионов птиц в год.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Сиверсдорф (Бранденбург) • Летучих мышей гибнет более 100 тысяч в год (по некоторым оценкам, втрое больше) — не только от столкновений с лопастями, но и из-за травм, получаемых в результате завихрений воздуха, когда они пролетают рядом. Много гибнет во время сезонной миграции. Эксперты требуют учитывать эти факторы — в частности, отключать ветряки в часы особой активности летучих мышей.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Бедбург-Хау (Северный Рейн — Вестфалия) • Правила выбора мест для ветряков регулируются земельными законами. Например, в Северном Рейне — Вестфалии минимальное расстояние до жилых построек составляет 1500 метров, в Тюрингии — 750 метров. В Баварии это расстояние вычисляется по формуле «Высота установки х 10», то есть, например, два километра между жилыми зданиями и двухсотметровым ветряком.

• Альтернативные ландшафты Германии

  Ренцов (Мекленбург — Передняя Померания) • Дискуссии о развитии возобновляемых источников энергии часто ведутся в Германии эмоционально и будут продолжаться в обозримом будущем. Чтобы повысить готовность населения видеть в окрестностях такие установки, предлагается, в частности, отчислять дополнительную часть доходов конкретным регионам на различные нужные и полезные для местных жителей проекты.

  Автор: Максим Нелюбин

Почему в Германии недовольны новыми ветрогенераторами — Российская газета

Пейзажи Старого Света уже давно невозможно представить без мерно вращающихся лопастей устремленных в небо генераторов, преобразующих ветряную энергию в электрическую. Однако, как пишут европейские СМИ, эта медитативная картинка больше не представляется столь идиллической. В той же Германии популярность «ветряков» за последний год резко упала, а экологи, ратующие за «зеленую» энергетику, парадоксальным образом начинают поддерживать активистов, объявивших войну «ветряным мельницам».

Дошло до того, что ветрогенераторы посеяли раздор внутри правящей коалиции и целых министерств. Так, министр экономики Петер Альтмайер, представляющий Христианско-демократический союз, представил законопроект, запрещающий строить ветряные электростанции в непосредственной близости фермерских хозяйств и домов. Минимальная дистанция должна составлять тысячу метров. Инициативе воспротивилась министр окружающей среды Свенья Шульце из СДПГ. По подсчетам ее ведомства, такие ограничения выводят из оборота до пятидесяти процентов земли, пригодной для возведения ветрогенераторов. А значит, пойдут прахом амбициозные планы правительства к 2030 году перевести немецкую энергетику на «зеленые рельсы» по крайней мере на 65 процентов.

Параллельно в Берлине собираются закрыть через три года последние АЭС, а в 2038-м окончательно отказаться от угля. Как пишет Spiegel online, нынешние «ветряки», которые были построены по старым нормативам на расстоянии менее километра от населенных пунктов, рассчитаны на двадцать лет эксплуатации и обновлению не подлежат. Ну а строительство новых затормозилось не в последнюю очередь из-за того, что граждане все чаще идут в суд с исками против установки ветрогенераторов, а также вышек сотовой связи. По данным Financial Times, за первые девять месяцев 2019 года в Германии было введено в строй лишь 150 новых ветротурбин относительно небольшой мощности — что на 80 процентов меньше, чем за последние пять лет. По всей стране их сейчас возведено около 30 тысяч.

Ветрогенераторы посеяли раздор внутри правящей коалиции и целых министерств Германии

Газета приводит в качестве примера историю Гюнтера Шульца, который вот уже несколько лет с переменным успехом ведет борьбу с «ветряными мельницами» в окрестностях своего родного города Обер-Рамштадт, что неподалеку от Франкфурта (земля Гессен). Для фундамента под новые станции власти планируют начать вырубку леса. Этот проект Шульц и его единомышленники называют «экологической мерзостью», подсчитав ущерб, который он наносит популяции птиц, почвам и грунтовым водам. По мнению экспертов, хотя дискуссия о ветряной энергетике не стала общенациональной, «сопротивление ей будет только расти».

Между тем

Германия побила собственный антирекорд по количеству упаковки, отправляющейся в мусорные корзины. Как подсчитало Федеральное министерство окружающей среды, за 2017 год в стране было произведено 18,7 миллиона тонн бытовых упаковочных отходов — это на три процента больше, чем в году предшествующем. Значит, на одного жителя ФРГ в среднем приходится 226,5 килограмма мусора, сообщает Frankfurter Allgemeine Zeitung. Эксперты объясняют такие цифры растущей популярностью сервисов онлайн-доставки еды, а также закусок и напитков — того же кофе — навынос. Впрочем, экологи отмечают, что около 70 процентов выброшенной упаковки (бумаги, картона, пластика, стекла, дерева) в Германии отправляется на вторичную переработку.

какую метпродукцию используют при строительстве ВЭС — Статьи — GMK Center

Украинским строителям ветроэлектростанций наши металлурги поставляют арматуру. В Европу – листовой прокат

Хотя ветроэнергетика в Украине развивается не так динамично, как солнечная, но и ее темпы на фоне других отраслей экономики можно считать очень высоким. За 2018-2019 годы совокупные мощности ВЭС в Украине выросли в полтора раза – с 465 МВт до 706 МВт. Только в I квартале текущего года было установлено 173 МВт ВЭС.

По оценкам Украинской ветроэнергетической ассоциации, до конца 2019 года можно ожидать ввод в эксплуатацию более 350 МВт новых ветроэнергетических мощностей. Это позволит к концу года достичь примерно 880 МВт ветроэнергетических мощностей.

GMK Center решил поинтересоваться, сколько и какой продукции поставляют металлурги строителям ветряных электростанций.

Арматура крупных диаметров

Как правило, ветроэнергетические компании выступают в качестве заказчика проекта, задача которого – выбор подрядных организаций, поставщиков турбин и прочей необходимой продукции. Турбины для ВЭС чаще всего импортируются. А вот металлопрокат под строительство подрядные организации заказывают у отечественных металлургических предприятий.

«Основной сортамент металлопроката, который мы поставляем, – арматура А400/А500 – используется для литья фундамента. Это арматура крупных диаметров (20-32 мм). В зависимости от габаритов ветряной установки варьируется и объем арматуры, необходимый для изготовления», – отмечают в «Метинвесте».

Сейчас оценить точные объемы поставок сложно, так как проекты, с которыми работают поставщики металла, находятся в стадии реализации.

Зарубежные поставки листа

Как отмечают в «Метинвесте», в 2015-2016 годах компания отгрузила более 86 тыс. т проката для ветроустановок в Европе. В сфере ветроэнергетики компания сотрудничает с заказчиками в Италии, Испании, Португалии, Германии, Турции и других странах, в зависимости от расположения мощностей по сборке башен.

«Производителям башен и гондол ветроэлектрических установок мы предлагаем листовой прокат шириной до 3300 мм и толщиной до 200 мм, произведенный в соответствии с требованиями ведущих мировых стандартов на украинских и европейских заводах компании. При необходимости листовой прокат может быть поставлен после предварительной подготовки (порезка, снятие фасок, дробеструйная обработка, грунтовка). Для продукции, предназначенной для использования на севере, «Метинвест» предлагает широкий сортамент сталей с гарантированной работой при температурах до –60 °C», – указано на сайте компании.

Поставки производятся как напрямую производителям турбин, таким как Enercon, Nordex, Siemens Gamesa, Vestas, так и на крупные аффилированные с ними предприятия, которые обрабатывают лист. Продажи могут осуществляться напрямую после переговоров и в результате проведения тендеров.

В 2016 году «Метинвест» поставил 77 тыс. т горячекатаного листа для производства башен ветрогенераторов, в 2018-м – 68 тыс. т. 90% материала отгрузило предприятие Metinvest Trametal (Италия).

«Практически весь поставляемый материал – это лист конструкционных марок стали с преобладанием EN S355 в различных модификациях. Больше половины материала проходит ультразвуковое тестирование для обеспечения требуемой структуры для дальнейшей сборки», – поясняют в «Метинвесте».

Важное требование к поставщику стали для башен ветрогенераторов – способность производить прокат разного размера, включая длинный толстый лист в широком диапазоне толщин. Не менее важны доступность требуемых объемов материала и соблюдение сроков поставки. Ведь производители генераторов стремятся оптимизировать цепочки поставок и минимизировать складирование продукции незавершенного производства.

Ветряные перспективы

В 2019 году в Украине планируется реализовать ряд крупных инвестиционных проектов. В частности, на юге страны ожидается старт проектов ВЭС общей мощностью 400-500 МВт.

По состоянию на конец 2018 года в стадии строительства находилось 13 ВЭС общей мощностью 893,3 МВт. Еще 46 ВЭС на 3330,4 МВт находились на стадии проектирования.

Например, в стадии реализации у компании «ДТЭК ВИЭ» находятся Приморский ветропарк (установленная мощность 200 МВт), строительство которого разделено на две очереди, и Орловская ВЭС (100 МВт), где уже идут подготовительные работы. Уже реализован проект Ботиевской ВЭС.

Мировые инвестиции в ветроэнергетику в 2018 году выросли по сравнению с 2017 годом на 3% – до $128,6 млрд. Это говорит об умеренном развитии данного направления. В связи с сохранением фокуса на экологических инициативах в ЕС и в мире рост строительства мощностей в ветроэнергетике будет продолжаться в средне- и долгосрочной перспективе. В частности, в Европе до 2022 года ежегодно ожидается установка мощностей в среднем в 16,5 ГВт. Это означает потребление более 1 млн т листа в год.

«Несмотря на сохраняющийся рост, ситуация на рынке осложняется высоким уровнем конкуренции между производителями башен, усугубляющейся постепенным сокращением государственных субсидий для ветроэнергетики и снижением проектных бюджетов, – резюмируют в «Метинвесте». – После оптимизации мощностей производителями мы ожидаем более позитивной конъюнктуры в секторе и стабильно высокого потребления стали».

Типы ветрогенераторов | Atmosfera™. Альтернативные источники энергии. Солнце. Ветер. Вода. Земля.

Ветроэлектроустановки (ВЭУ) преобразуют кинетическую энергию ветра в электрическую с помощью генератора в процессе вращения ротора. Лопасти ветряков используются подобно пропеллеру самолета для вращения центральной ступицы, подсоединенной через коробку передач к электрическому генератору. По своей конструкции генератор ВЭУ напоминает генераторы, используемые в электростанциях, работающих за счет сжигания ископаемого топлива. Существуют два основных типа ветрогенераторов.

Горизонтальные

Вертикальные

Ветрогенератор с горизонтальной осью вращения, имеет две или три лопасти, установленные на вершине башни, — наиболее распространенный тип ветроустановок ВЭУ. У турбин с горизонтальной осью вращения ведущий вал ротора расположен горизонтально. В рабочем состоянии относительно направления воздушного потока ротор турбины может находиться перед опорой — так называемый наветренный ротор или за опорой — подветренный ротор. Чаще всего турбины с горизонтальной осью вращения имеют две или три лопасти, хотя есть и модели с большим числом лопастей. Последние ветряки представляют собой диск с большим количеством лопастей. Они получили название «монолитных» установок. Такие установки используются в первую очередь в качестве водяных насосов. В отличие от них площадь ротора турбины с малым количеством лопастей (две-три) не является сплошной. Эти турбины относят к «немонолитным» установкам. Для наиболее эффективной работы ветряка его лопасти должны максимально взаимодействовать с ветровым потоком, проходящим через площадь вращения ротора. Ветряки с большим количеством лопастей обычно работают при низких скоростях вращения. В то время как установки с двумя или тремя лопастями должны вращаться с очень высокой скоростью, чтобы максимально «охватить» ветровые потоки, проходящие через площадь ротора. Теоретически, чем больше лопастей у ротора, тем эффективней должна быть его работа. Однако, ветряки с большим количеством лопастей менее эффективны, чем ветрогенераторы с двумя или тремя лопастями, так как лопасти создают помехи друг другу. У ветряков с вертикальной осью вращения (Н-образные) ведущий вал ротора расположен вертикально. Лопасти такой турбины — длинные, обычно дугообразные. Они прикреплены к верхней и нижней частям башни. Благодаря вертикальному расположению ведущего вала ротора Н-образные турбины, в отличие от турбин с горизонтальной осью вращения, «захватывают» ветер, дующий в любом направлении, и для этого им не нужно менять положение ротора при изменении направления ветровых потоков. Несмотря на свое внешнее различие, ветряки с вертикальной и горизонтальной осями вращения представляют собой похожие системы. Кинетическая энергия ветра, получаемая при взаимодействии воздушных потоков с лопастями ветряка, через систему трансмиссии передается на электрический генератор. Благодаря трансмиссии генератор может работать эффективно при различных скоростях ветра. По способу взаимодействия с ветром ветряки делятся на установки с жестко закрепленными лопастями без регулирования и на агрегаты, у которых лопасти сделаны с изменяющимся углом. Обе конструкции имеют преимущества и недостатки. Ветряки, у которых лопасти сделаны с изменяющимся углом, имеют более высокую эффективность использования ветра и, соответственно, они вырабатывают больше электроэнергии. В то же время, эти ветряки должны быть оснащены специальными подшипниками, которые, исходя из имеющегося уже опыта, часто являются причиной поломок агрегатов. Турбины с жестко закрепленными лопастями более просты в обслуживании, однако их эффективность использования ветрового потока ниже.

Новости – Пресс-центр – СУЭК

Уникальная задача была поставлена сотрудникам Мурманского морского торгового порта – обработать детали для масштабного проекта, реализуемого на территории Мурманской области. Речь идет о ветропарке «Кольская ВЭС», который станет самым крупным ветропарком в России за Полярным кругом.

Целиком переправить на судах 57 гигантских ветроустановок – задача непосильная. Поэтому их доставляют в Мурманский морской торговый порт по частям. Каждый такой ветрогенератор состоит из трех секций башни, гандолы с генератором, ступицы и трансмиссии – в общей сложности шесть элементов.

Вес только одной секции башни ветроустановки составляет 79,94 тонн. Общий вес всех компонентов для одного лишь ветрогенератора, за исключением лопастей – 374,36 тонн. Но и это еще не все, ведь длина одной секции башни – 29,950 м. Эту гигантскую махину нужно не только выгрузить с судна, но и провезти по всей территории порта. Работа считается филигранной.

«Обработка ветропарка в Мурманском морском торговом порту – это нестандартный, интересный, уникальный проект не только для порта, но и для Мурманской области в целом. Он начался два года назад, когда к нам поступила первая заявка по обработке данного груза. И с того момента мы провели подготовительные работы, разработали схемы обработки этого груза, схемы провоза его по территории предприятия. Поскольку груз крупногабаритный, мы даже внесли некоторые инфраструктурные изменения в порту», — рассказывает главный диспетчер АО «ММТП» Виталий Власов.

Профессионализм мурманских портовиков не вызывает сомнений – со своей задачей они справляются на 100%: оперативно, слаженно и безошибочно. Каждый из них понимает, насколько значим этот проект для Мурманской области в целом. По сути портовики участвуют в исторической стройке. Ничего подобного на территории региона еще не было. Поэтому АО «ММТП» как градообразующее предприятие просто не могло остаться в стороне, сделав свой вклад в развитие ветроэнергетики на Кольской земле.

В рамках операции будет обеспечено 17 судозаходов в Мурманский морской торговый порт. Первый ветрогенератор уже установлен в 80 километрах от столицы Кольского Заполярья. Строительство ветропарка реализуется компанией Enel Green Power, глобальным подразделением Группы Enel, отвечающим за развитие и функционирование объектов возобновляемых источников энергии по всему миру. За управление проектом отвечает ООО «Энел Рус Винд Кола», дочерняя компания ПАО «Энел Россия». Эксперты отмечают, что проект будет способствовать развитию экономики Мурманской области и в то же время вносить свой вклад в энергетический комплекс страны за счет генерации энергии с нулевыми выбросами.

АО «Мурманский морской торговый порт» — крупнейшая стивидорная компания в Арктической зоне Российской Федерации, входит в структуру Национальной транспортной компании (НТК), ключевыми партнерами которой являются АО «СУЭК» и АО «МХК «ЕвроХим», отмечающие в этом году 20 лет. АО «ММТП» обеспечивает круглогодичное сообщение с важнейшими логистическими центрами во всем мире. АО «ММТП» является социально ответственным предприятием: внедряет наилучшие доступные технологии в сфере транспортной логистики и экологии, принимает активное участие в поддержке и реализации общественно важных проектов. Компания активно внедряет подход ESG (Environmental, Social, and Corporate Governance) – принципы развития, основанные на защите экологии, добросовестных отношениях с сотрудниками и клиентами и правильном корпоративном управлении.

Ссылки на видео — https://vk.com/video-149919532_456239198,
https://youtu.be/T6nUI3SKWYM

Для справки: В конце 2020 года транспортные активы СУЭК и Еврохим были переданы в управление операторской компании — НТК. АО «Национальная транспортная компания» (НТК), ключевыми партнерами которой являются СУЭК, ЕвроХим и СГК, — новый транспортный холдинг, в который входят Мурманский морской торговый порт, «Дальтрансуголь» в Ванино, балкерные терминалы в Туапсе и Мурманске. По размеру вагонного парка под управлением НТК занимает 4 место среди крупнейших операторов РФ. На предприятиях СУЭК, Еврохим, СГК и НТК работают более 100 000 человек. Основной акционер Андрей Мельниченко.

Ветровая энергия в России: почему у нас так мало ветряков

Как это работает

Ветряки преобразуют ветер в электроэнергию. Работают они по принципу мельницы, только более высокотехнологичной. Потоки воздуха крутят лопасти, и те вращаются в вертикальной плоскости. Таким образом возникает механическая энергия, энергия движения. А подключенный к устройству генератор уже вырабатывает электричество.

Чем выше ветряк, тем больше он производит электроэнергии. Высота столба — от 20 м, а самый высокий в мире ветрогенератор находится в Германии, в Гайльдорфе. Он вырос аж до 178 м.

Строительство ветрогенератора в Гайльдорфе. Фото: mbrenewables

Ветроэнергетику первым делом облюбовали страны, которые заботятся об окружающей среде: Дания, Германия, Испания, Ирландия. Оно и понятно: нет вредных выбросов и опасностей для флоры и фауны. Другое достоинство в том, что ветряки не требуют дополнительного топлива: платить нужно только за их постройку и обслуживание, так что это выходит дешевле, чем другие виды энергии. Хотя конечно, стоимость строительства и обслуживания ветроэлектростанций сильно варьирует в зависимости от многих факторов: место строительства, высота, материалы, дополнительное оборудование. 

Стоит заметить, что ветряки не так невинны: из-за них гибнут птицы и летучие мыши. Около тысячи в год погибают от одного генератора.

Главная проблема ветряков — внезапно — в том, что они работают лишь благодаря ветру. Так что местность для генератора нужно тщательно выбирать. Впрочем, и для этой проблемы уже нашли решение. Ветряки строят не только в полях, но и над гладью морской — в местах, где ветер дует практически непрерывно.

Фото: Florian Pircher с сайта Pixabay

При кажущейся простоте такого решения, ветрогенераторы — сложные и высокотехнологичные механизмы. Здесь нужно продумать все мелочи: сильный ветер может сломать лопасти, нагрузка на опорную конструкцию не должна быть критической, и нужна возможность остановить лопасти на время бури.

Дополнительного оборудования много, например, система тормозов. В России же пока просто не производят необходимого оборудования, а закупать его — слишком дорого. Только массовое производство ветряков поможет такому мероприятию окупиться, и то лишь в долгосрочной перспективе. Однако кое-какие шаги в направлении развития ветровой электроэнергетики Россия все же предпринимала раньше — и продолжает это делать.

Прошлое — далекое и не очень

В 1920-х годах в СССР уже начали разрабатывать предшественников сегодняшних ветряков для отдаленных районов. Работали они по гидравлическому принципу: ветер поднимал воду вверх по столбу, а затем она опускалась и крутила турбину. Так вырабатывался ток. Кстати, тот самый высоченный ветрогенератор в Гайльдорфе работает по тому же принципу.

В 30-х годах изобретатель Анатолий Уфимцев построил на собственные средства миниветроэлектростанцию. Она работала исправно несколько лет и снабжала электричеством его дом вплоть до смерти Уфимцева. В последующие годы в СССР продолжали выпускать ветряки, но с популяризацией топливной промышленности и строительством АЭС все меньше и меньше.

Ветростанция А. Г. Уфимцева — первая и единственная в мире, способная давать вполне выровненную электроэнергию от беспорядочных порывов ветра.

Писал в 1934 году Владимир Ветчинкин

Крупнейший советский учёный-механик в области аэродинамики

Ветростанция А. Г. Уфимцева в Курске. Фото: Википедия

Однако после 2000-х ветряками в России снова стали интересоваться. «Росатом» еще в 2017 году пообещал построить сеть ветряных электростанций по всей стране и таким образом «возродить отрасль». Помочь взялись в голландской компании Lagerwey. Однако специалисты выразили сомнение относительно проекта. Угнаться за постоянно растущим рынком и технологиями вот так сразу, с нуля, крайне тяжело.

Сегодня небольшие ветропарки раскиданы по всей стране. Один, например, есть в поселке Куликово Калининградской области. Существует он аж с 1998 года. Ветряки поселок получил в подарок от компании из Дании, и они работают до сих пор (хотя и не без инцидентов). Однако генерация энергии там небольшая, да и дачники строят дома слишком близко к турбинам, не понимая, что это опасно.

Ветряные электростанции недалеко от посёлка Куликово Калининградской области. Фото: Uritsk / Livejournal

В 2018 году самый крупный отечественный ветропарк открыли в Ульяновской области. Сделала это финская компания Fortum совместно с РОСНАНО. Промышленный парк настолько большой, что уже готов выйти на оптовые поставки энергии. Кроме того, при Ульяновском техническом университете открылась кафедра, где готовят специалистов в области электроэнергетики.

Какие могут быть проблемы?

В России существует сложная инфраструктура, которая обслуживает газовую и атомную отрасли энергетики. В этой области заняты тысячи людей. И просто так взять и сменить все это великолепие — пусть даже на более дешевую и экологически чистую — энергию мы не сможем.

Михаил Гусев, инженер подразделения «Электропривод» компании ABB, объясняет: «Россия не испытывает дефицита в электроэнергии. Большинство наших генерирующих предприятий работает ниже коэффициента использования установленной мощности. В арсенале наших энергетиков достаточную долю занимают АЭС и ГЭС, которые имеют ощутимо низкую удельную себестоимость производства электроэнергии по сравнению с генерацией на углеводородном сырье. Поэтому у нас нет острой потребности в развитии альтернативных источников энергии. Но в скором времени она появится, поэтому нужно вовремя начать развивать отрасль».

Отставание России по количеству ветропарков от США и Европы по-прежнему велико. По словам Владимира Максимова, руководителя департамента развития новых направлений бизнеса ООО «Тошиба Рус», основная причина такого положения вещей — в недостаточно эффективных мерах государственной поддержки сегмента ветровой энергетики. Впрочем, в сентябре прошлого года вышло постановление правительства, повышающее инвестиционную привлекательность строительства объектов, функционирующих на основе возобновляемых источников энергии. Это должно помочь.

«Еще одно существенное препятствие для развития ветроэнергетики в России — высокие требования по уровню местной локализации производства компонентов, который должен достигать 65%, — говорит Владимир Максимов. — Например, уровень локализации крупнейшего отечественного объекта, ветропарка в Ульяновске, составляет всего 28%. Проект спасло только то, что он был утвержден еще в 2015 году».

Промышленный ветропарк в Ульяновской области, построенный финской компанией Fortum. Фото: Twitter @ VostockCapital_

Другая проблема — тонкости нормативной базы. Михаил Гусев говорит: «Закон вынуждает рассматривать ветроустановку как уникальное сооружение из-за ее высоты, налагая ряд нелогичных ограничений. Например, есть требование обустраивать подъездные пути к ветряным электростанциям как автомобильные дороги. Все это ведет к увеличению стоимости ветряков. Но без удовлетворения нормативных предписаний объект не может быть введен в эксплуатацию».

Есть ли перспективы?

Тем не менее со стратегической точки зрения ориентация на импортозамещение должна принести плоды, считает Максимов. Так, в Ульяновске запускается предприятие по изготовлению лопастей для ветроустановок, а в Нижегородской области стартовало производство систем управления и охлаждения.

Российский потенциал ветроэнергетики оценивается экспертами примерно в пять раз выше, чем, например, германский.

Есть и потребность. «В России ветрогенераторные установки могут быть востребованы в регионах с децентрализованным энергоснабжением: в Бурятии, на Чукотке, на Сахалине, на Курильских островах, — говорит Иван Назаров, руководитель Инженерного центра НИЦ ‘ТехноПрогресс’. — На этих территориях электроснабжение потребителей не имеет связи с централизованной энергосистемой, а потому есть потребность в автономных источниках энергии. Пока в этих регионах в основном используются дизельные электростанции, конкуренцию которым могут составить альтернативные источники энергии».

Фото: PeterDargatz с сайта Pixabay

«До 2024 года эта отрасль сугубо дотационная, — говорит Михаил Гусев. — Однако и задачи стоят амбициозные: выйти на уровень локализации 65%. Это означает, что начнут работать предприятия по производству компонентов, будет адаптирована нормативная база, и главное — будут построены огромные мощности электроэнергетики. Помножив полученные компетенции на территорию нашей страны, где есть стабильный ветер, мы получаем безграничные перспективы. Главная цель для отрасли — стать конкурентной традиционным видам выработки электроэнергии».

Иван Назаров полагает: существует несколько векторов возможного развития России в области ветроэнергетики. Например, закупка и монтаж «под ключ» готовых зарубежных ветрогенераторных установок. Другой вариант — освоение западных технологий и организация с их помощью более масштабного производства на базе уже имеющегося в стране.

Это тоже интересно:

Топ-10 вещей, которые вы не знали о ветроэнергетике

Пополните свои знания о ветре! Эта статья является частью серии Energy.gov, посвященной серии «Основные вещи, которые вы не знали об энергии».

10. Человеческие цивилизации использовали энергию ветра за тысячи лет . Ранние формы ветряных мельниц использовали ветер для измельчения зерна или перекачивания воды. Теперь современные ветряные турбины используют ветер для производства электроэнергии. Узнайте , как работает ветряная турбина .

9. Современные ветряные турбины — это гораздо более сложные машины, чем традиционные ветряные мельницы в прериях. Ветряная турбина состоит из 8000 различных компонентов .

8. Ветряки большие. Лопасти ветряных турбин в среднем составляют более 190 футов в длину, а башни турбин в среднем 295 футов в высоту — это примерно высота Статуи Свободы.

7. Чем выше скорость ветра, тем больше электричества, а ветровые турбины становятся выше, чтобы достигать более высоких высот над уровнем земли, где еще ветрено.См. Карту ветровых ресурсов Министерства энергетики , чтобы узнать среднюю скорость ветра в вашем штате или родном городе и узнать больше о возможностях для более высоких ветряных турбин в отчете Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики.

6. Большинство компонентов ветряных турбин, установленных в США, производится здесь. В 43 штатах расположено более 500 производственных предприятий, связанных с ветроэнергетикой, а в ветроэнергетике США в настоящее время занято более 114000 человек.

5. Морская ветровая энергия представляет собой отличную возможность для обеспечения энергией густонаселенных прибрежных городов, и первая в стране оффшорная ветряная электростанция была установлена ​​у побережья Род-Айленда в 2016 году. Посмотрите, что делает Министерство энергетики для развития морской ветровой энергии В Соединенных Штатах.

4. С вводом в эксплуатацию первой ветряной электростанции в Северной Каролине в начале 2017 года ветряные электростанции коммунального масштаба установлены в 41 штате. распределенных ветряков установлено во всех 50 штатах, а также в Пуэрто-Рико, Гуаме и США.Южные Виргинские острова.

3. Мощность ветроэнергетики США составила 105,591 мегаватт на конец 2019 года, что сделало их крупнейшим возобновляемым источником энергии в Соединенных Штатах. Этого электричества достаточно, чтобы компенсировать потребление 29,5 миллионов домов в США.

2. Энергия ветра доступна по цене. Цены на ветроэнергетику по контрактам на электроэнергию, подписанные в последние несколько лет, и приведенные цены на ветер (цена, которую коммунальное предприятие платит за покупку энергии у ветряной электростанции) составляют 2–4 цента за киловатт-час.

1.Энергия ветра обеспечивает более 10% общего производства электроэнергии в 14 штатах и ​​более 30% в Канзасе, Айове и Оклахоме.

Узнать больше

Оценка и характеристика ветровых ресурсов

На карте, показанной выше, обозначены области по всей стране, которые имеют средний коэффициент ветроэнергетики 35% или больше при высоте ступицы турбины 140 метров (459 футов), представляющие запланированные усовершенствования турбин. На дополнительной карте указаны области с такой же потенциальной мощностью при высоте ступицы турбины 110 метров (361 фут), что отражает последние достижения в технологии турбин.В отчете Министерства энергетики «Включение ветроэнергетики в национальном масштабе» подтверждается, что ключом к раскрытию потенциала ветровой энергии во всех 50 штатах является доступ к более сильным и устойчивым ветрам, которые встречаются на большей высоте над землей. Узнайте больше о НИОКР, чтобы получить доступ к этому ресурсу на нашей веб-странице по производству ветроэнергетики.

Избранные проекты

Проект улучшения прогнозов ветра

В сотрудничестве с NOAA, Управление ветроэнергетических технологий Министерства энергетики США возглавило проект улучшения прогнозов ветра (WFIP) с использованием целевых наблюдений за ветром и передовых моделей прогнозов и алгоритмов для управления вкладом энергии ветра в электрические сети.На первом этапе проекта, WFIP 1, изучалось влияние улучшенных начальных условий на передовые модели прогнозирования, что привело к увеличению точности на 8%. Вторая фаза проекта, WFIP 2, была сосредоточена на атмосферных процессах, влияющих на прогнозы ветра в регионах со сложным рельефом, полевые работы начались в 2015 году.

Оценка морских ресурсов и условия проектирования

Морская энергетическая отрасль требует точной метеорологической и океанографической информации для оценки энергетического потенциала, экономической жизнеспособности и инженерных требований объектов морской энергетики.Управление ветроэнергетических технологий работает над удовлетворением этих потребностей посредством распространения данных, совершенствования инструментов и наблюдений, а также разработки инструментов нового поколения. Открытое собрание Министерства энергетики по оценке ресурсов и условиям проектирования стало первым шагом в устранении этих информационных пробелов и помогло определить дальнейший путь для будущих приоритетов.

В качестве последующего шага в рамках программы AWS Truepower была профинансирована разработка общенационального веб-ресурса с возможностью поиска, национального метеорологического ресурса ветровой энергии и данных об условиях проектирования, U.Центр данных S. Met-Ocean для морских возобновляемых источников энергии (USMODCORE). Инвентаризация данных включает ресурсы федеральных агентств, правительств штатов, региональных альянсов, исследовательских институтов, коммерческих проектов и международных организаций.

Кроме того, буи для определения характеристик ветровых ресурсов WindSentinel Министерства энергетики будут предоставлять долгосрочные данные о профиле ветра в море, которые поддержат исследования, необходимые для ускорения использования морской энергии ветра в Соединенных Штатах.Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Министерства энергетики США развернула плавучие лидарные буи у берегов Вирджиния-Бич, штат Вирджиния, и Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси, для сбора данных о погоде и волнении, которые будут играть важную роль как в проектировании ветряных электростанций, так и в обеспечении финансирования проекта. Получите доступ к данным в архиве данных и портале «Атмосфера для электронов» (A2e).

Инициатива от атмосферы к электронам

Низкая производительность ветряных электростанций, которая в настоящее время в некоторых случаях достигает 20%, представляет большие возможности для Управления ветроэнергетических технологий по повышению производительности ветряных электростанций и снижению стоимости энергии ветра.Инициатива Министерства энергетики США по исследованию атмосферы в электроны (A2e) направлена ​​на повышение производительности и надежности ветряных электростанций за счет беспрецедентного понимания того, как атмосфера Земли взаимодействует с ветряными электростанциями, и разработки инновационных технологий для максимального извлечения энергии из ветра.

Инициатива A2e предусматривает комплексный портфель исследований для координации и оптимизации достижений в четырех основных областях исследований:

1. Производительность предприятия и оценка финансовых рисков
2. Наука об атмосфере
3. Аэродинамика ветровой установки
4. Технология ветряных электростанций нового поколения.

Цель A2e — обеспечить размещение, строительство и эксплуатацию будущих заводов таким образом, чтобы производить наиболее рентабельные электроны — в виде полезной электроэнергии — от ветра, проходящего через установку. Узнайте больше об инициативе A2e.

Федеральное партнерство

Управление ветроэнергетических технологий Министерства энергетики работает с другими правительственными учреждениями, университетами и представителями отрасли для оценки и характеристики ветровых ресурсов США. Затем результаты оценки становятся общедоступными, что позволяет ветроэнергетике определить области, наиболее подходящие для развития будущих наземных и морских ветряных электростанций.

Характеристика погодозависимых и океанических возобновляемых источников энергии

С 2011 года Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики действует в соответствии с Меморандумом о взаимопонимании (MOU) с Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) Министерства торговли по вопросам погоды -Зависимая и океаническая характеристика возобновляемых источников энергии для повышения точности, точности и полноты информации о ресурсах для технологий энергии ветра и воды.Сочетая технический опыт Министерства энергетики с передовыми возможностями NOAA в области предсказания, картирования и прогнозирования океанических и атмосферных условий, два агентства работают над безопасным и эффективным использованием погодозависимых и океанических технологий возобновляемой энергии.

Скоординированное развертывание морской ветровой, морской и гидрокинетической энергии на внешнем континентальном шельфе США

В 2010 году Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики подписало меморандум о взаимопонимании с Бюро управления океанической энергией Министерства внутренних дел о скоординированном развертывании Морская ветровая и морская и гидрокинетическая энергия на Ю.С. Внешний континентальный шельф. Меморандум о взаимопонимании учредил рабочие группы из сотрудников агентства для совместной работы над конкретными тематическими областями, необходимыми для развертывания морских энергетических систем. Рабочая группа по оценке ресурсов и проектным условиям координирует исследовательскую деятельность, чтобы лучше понять основные атмосферные и океанические условия, относящиеся к прибрежным возобновляемым источникам энергии.

Участвующие федеральные партнеры: Министерство энергетики США, Министерство торговли США, Министерство внутренних дел США, U.S. Министерство обороны, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Национальный научный фонд и Администрация президента

Как работает ветряная турбина?

Что такое ветряная турбина?

Ветряная турбина — это самая современная версия ветряной мельницы. Проще говоря, он использует силу ветра для производства электричества. Наиболее заметны большие ветряные турбины, но вы также можете купить небольшую ветряную турбину для индивидуального использования, например, для обеспечения энергией каравана или лодки.

Что такое ветряная электростанция?

Ветряная электростанция — это группа ветряных турбин. Довольно впечатляюще думать, что электричество, которое так сильно влияет на нашу жизнь — от зарядки наших телефонов до того, что позволяет нам приготовить чашку кофе и, все чаще, заправлять наши автомобили — могло начаться с простого порыва ветра. .

Как работает ветряная турбина?

Сначала давайте начнем с видимых частей ветряной электростанции, которые мы все привыкли видеть — этих высоких белых или бледно-серых турбин.Каждая из этих турбин состоит из набора лопастей, коробки рядом с ними, называемой гондолой, и вала. Ветер — а это может быть просто легкий ветерок — заставляет лопасти вращаться, создавая кинетическую энергию. Вращающиеся таким образом лопасти также заставляют вращаться вал в гондоле, а генератор в гондоле преобразует эту кинетическую энергию в электрическую.

Что происходит с электричеством, вырабатываемым ветряной турбиной?

Для подключения к национальной сети электрическая энергия затем пропускается через трансформатор на объекте, который увеличивает напряжение до уровня, используемого в национальной электроэнергетической системе.Именно на этом этапе электричество обычно направляется в передающую сеть National Grid, готовую к передаче, чтобы в конечном итоге ее можно было использовать в домах и на предприятиях. В качестве альтернативы, ветряная электростанция или отдельная ветряная турбина могут вырабатывать электроэнергию, которая используется частным образом отдельным лицом или небольшой группой домов или предприятий.

Почему ветряки обычно белые или бледно-серые?

Ветряные турбины обычно бывают белыми или очень бледно-серыми — идея состоит в том, чтобы сделать их визуально ненавязчивыми, насколько это возможно.Обсуждается, следует ли их перекрашивать в другие цвета, особенно в зеленый, в некоторых условиях, чтобы помочь им лучше вписаться в окружающую среду.

Насколько сильным должен быть ветер для работы ветряной турбины?

Ветровые турбины могут работать при любых скоростях ветра — от очень слабого до очень сильного. Они генерируют около 80% времени, но не всегда на полную мощность. При очень сильном ветре они отключаются, чтобы предотвратить повреждение.

Где расположены ветропарки?

Ветряные электростанции, как правило, располагаются в самых ветреных местах, чтобы максимально использовать энергию, которую они могут производить — вот почему вы с большей вероятностью увидите их на склонах холмов или на побережье.Ветряные электростанции, расположенные в море, называются оффшорными ветряными электростанциями, а расположенные на суше — наземными ветряными фермами.

Где была первая ветряная турбина и первая ветряная электростанция?

Самая первая ветряная турбина, вырабатывающая электричество, была создана профессором Джеймсом Блайтом в своем доме отдыха в Шотландии в 1887 году. Она была 10 метров в высоту и имела парусину.

Первая в мире ветряная электростанция открылась в Нью-Гэмпшире в США в 1980 году.

Вредны ли ветряные электростанции для птиц?

Дело в том, что изменение климата представляет собой самую серьезную долгосрочную угрозу для птиц и других диких животных.И возобновляемые источники энергии, ключевыми компонентами которых являются ветряные турбины, необходимы для сокращения парниковых газов .

Королевское общество защиты птиц Великобритании ( RSPB ) признает эту более широкую картину, заявляя: «Переход на возобновляемые источники энергии сейчас, а не через 10 или 20 лет, необходим, если мы хотим стабилизировать выбросы парниковых газов в атмосфера на безопасном уровне ».

Разработчики ветряных электростанций работают в тесном сотрудничестве с RSPB и местными экологическими группами посредством процесса консультаций по выбору ветряных электростанций, чтобы продолжить рост наземной и морской ветроэнергетики, сбалансировав любой потенциальный вред птицам из-за потери среды обитания, нарушения и столкновения. .

В отчете США делается вывод о том, что влияние энергии ветра на популяции птиц относительно невелико по сравнению с падением жертвой кошек и столкновениями с высотными зданиями.

Сколько энергии в Великобритании вырабатывается ветром?

Узнайте, сколько энергии в Великобритании вырабатывается ветром, с помощью приложения National Grid ESO для Google Play или Apple iOS .

Основы ветроэнергетики | NREL

Ветер возникает, когда поверхность земли неравномерно нагревается солнцем.Энергия ветра можно использовать для выработки электроэнергии.

Ветряные турбины

Ветряные турбины, как и ветряные мельницы, устанавливаются на башне, чтобы улавливать как можно больше энергии. На высоте 100 футов (30 метров) и более они могут воспользоваться более быстрым и менее бурный ветер. Турбины улавливают энергию ветра своим пропеллером. лезвия.Обычно на валу устанавливаются две или три лопасти, образующие ротор .

Лезвие действует как крыло самолета. Когда дует ветер, карман низкого давления воздух образуется на подветренной стороне лопасти. Затем воздушный карман низкого давления вытягивает лезвие к нему, заставляя ротор вращаться. Это называется лифт . Сила подъема на самом деле намного сильнее, чем сила ветра, направленная против ветра. передняя сторона клинка, которая называется , драг .Комбинация подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться, как пропеллер, и вращающийся вал вращает генератор, чтобы вырабатывать электричество.

Исследования ветроэнергетики

NREL в основном проводятся в кампусе Флэтайронс, отдельном месте недалеко от Боулдера, Колорадо.

Ветряные турбины коммунального назначения на ветряной электростанции Сидар-Крик в Гровере, штат Колорадо. Фото Денниса Шредера / NREL

Плавающая морская ветряная турбина VolturnUS с полупогружной плавучей ветроэнергетической установкой Платформа, Университет штата Мэн, часть консорциума DeepCWind. Фотография из Университета штата Мэн

Наземная ветроэнергетика

Ветряные турбины могут использоваться как автономные приложения или их можно подключать к электросети или даже в сочетании с фотоэлектрической системой (солнечными элементами). Для коммунальные (мегаваттные) источники энергии ветра, большое количество ветряных турбин обычно строятся близко друг к другу, образуя ветряную электростанцию ​​ , также называемую ветровой электростанцией .Некоторые поставщики электроэнергии сегодня используют ветряные электростанции для снабжения электроэнергией своих потребителей.

Автономные ветряные турбины обычно используются для перекачки воды или связи. Однако домовладельцы, фермеры и владельцы ранчо в ветреных районах также могут использовать ветряные турбины. как способ сократить свои счета за электричество.

Распределенная энергия ветра

Малые ветровые системы также обладают потенциалом в качестве распределенных энергоресурсов.Распространено энергоресурсы относятся к множеству небольших модульных технологий производства энергии. которые могут быть объединены для улучшения работы системы подачи электроэнергии. Для получения дополнительной информации о распределенном ветре посетите офис ветроэнергетических технологий Министерства энергетики США.

Морская ветроэнергетика

Оффшорная ветроэнергетика — относительно новая отрасль в США.Америки первая оффшорная ветряная электростанция, расположенная в Род-Айленде, у побережья острова Блок, был запущен в декабре 2016 года. В отчете Wind Vision Министерства энергетики показано, что к 2050 году морской ветер будет доступен во всех прибрежных регионах страны.

Дополнительные ресурсы

Для получения дополнительной информации о ветровой энергии посетите следующие ресурсы:

Основы ветроэнергетики
U.S. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США

Карты и данные по ветроэнергетике
WINDExchange DOE

Как работают ветряные турбины
Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США.

Малые ветроэнергетические системы
Программа энергосбережения Министерства энергетики США

Американская ассоциация ветроэнергетики

Energy Kids Wind Basics
U.S. Управление энергетической информации Energy Kids

В чем разница между ветряной мельницей и ветряной турбиной?

Как ветер дует, так и лопасти ветряных мельниц и ветряных турбин. Эти массивные лопаточные машины существуют уже более 1000 лет, первые ветряные мельницы появились в Персии около 800 г. Ветер вращал лопасти ветряной мельницы, вращая центральный вал, который затем вращал зерновую мельницу, обычно сделанную из больших плоских камней, для производства муки и других зерновых продуктов.Эти ветряные мельницы служили и другой жизненно важной цели — перекачивать воду в города и дома. Вместо того, чтобы вращать зерновую мельницу, вращение ветряной мельницы можно было использовать для привода насоса.

В то время как ветряные мельницы существуют уже много лет, ветряные турбины существуют примерно с 1888 года, когда первая известная ветряная турбина, созданная для производства электроэнергии в США, была построена изобретателем Чарльзом Брашем для выработки электричества для своего особняка в Огайо. Ветровые турбины используются для выработки электроэнергии за счет вращения лопастей, а не просто для преобразования этой энергии вращения в более механическую работу, такую ​​как вращение мельницы или перекачивание воды.

«Высота ветряной турбины в Соединенных Штатах составляет около 280 футов (85 метров), тогда как старая ветряная мельница обычно не достигает высоты 80 футов (24 метра)», — говорит Джеймс Херцинг, инженер и отмеченный наградами ведущий Непрофессионального Инженерный подкаст в интервью по электронной почте. «Размер парусов или лопастей — еще одна большая разница. Ветряные мельницы традиционно измеряются диаметром колеса, и нередко можно увидеть 8-футовую (2-метровую) ветряную мельницу, у которой 8 футов измеряется поперек лопастей. Ветер турбины, с другой стороны, могут иметь одну лопасть на глубине более 100 футов (30 метров).»

Как работают ветряные мельницы

Хотя ветряные мельницы являются одними из самых старых и наиболее важных механизмов для цивилизации и обычно используются для перекачивания воды или измельчения зерна, они имеют некоторые другие функциональные отличия от гораздо более новой технологии ветряных турбин.

Лопасти ветряной мельницы расположены близко к земле и, следовательно, должны использовать воздушные потоки у земли для вращения. Поскольку ветровые потоки обычно меньше у поверхности Земли, чем в более высоких атмосферах, ветряные мельницы должны иметь более крупные лопасти, чтобы ловить как можно больше ветра.

Хотя ветряные мельницы существуют примерно с 800 г. н.э. или около того, они стали популярными в середине 1800-х годов. Спустя десятилетия после 1850 года, вызванные промышленной революцией, только в США было установлено более 6 миллионов механических ветряных мельниц для приведения в действие насосов и заводов, а также для удовлетворения других потребностей в энергии.

Эта популярность была вызвана простотой использования ветряных мельниц как генераторов механической энергии. Просто установив ветряную мельницу с множеством поднятых лопаток, вы могли быстро получить доступ к бесплатному источнику механической энергии.Благодаря вращению лопастей эта энергия вращения может использоваться для привода машин через зубчатые передачи или для выталкивания и вытягивания воды из земли с помощью простых водяных насосов со штангой.

По мере популяризации ветряных мельниц в современной промышленности, было разработано и усовершенствовано еще одно изобретение: генератор.

Вместо того, чтобы использовать ветряную мельницу только тогда, когда дует ветер, генератор позволяет накапливать энергию вращения, преобразовывая ее в электричество.Таким образом, разработка ветряных турбин стала следующим шагом в совершенствовании устройств, использующих энергию ветра.

Как работают ветряные турбины

Чтобы поймать более сильные воздушные потоки, ветряная турбина поднимается в небо на сотни футов выше, чем ветряная мельница. Он использует те же функциональные принципы, что и ветряная мельница — превращает ветер в энергию вращения — но то, что он делает дальше, отличается. Внутри ветряных турбин есть генераторы, обычно напрямую связанные с вращающейся лопастной штангой.Вращая генератор, вырабатывается электрический ток, который можно использовать для зарядки аккумуляторов, подачи в сеть или непосредственного запуска электронных устройств. Лучший способ понять, как это работает, — рассмотреть двигатель, но наоборот. Электродвигатель использует электричество для создания движения, а ветряная турбина использует движение для производства электричества.

Более конкретно, лопасти ветряной турбины улавливают кинетическую энергию — энергию, создаваемую движением — ветра, и преобразуют ее в энергию вращения.Эта энергия вращения затем передается через ряд шестерен, чтобы увеличить скорость генератора.

Эти турбины обычно начинают вырабатывать энергию при скорости ветра от 5 до 10 миль в час (от 8 до 16 километров в час) и отключаются на высоких скоростях около 60 миль в час (96 км в час), чтобы они не вышли из строя или не повредили себя. в Американскую ассоциацию ветроэнергетики.

Хотя ветряные турбины действительно вырабатывают электроэнергию, они не так эффективны с технической точки зрения, как ветряные мельницы. Максимальный КПД ветряных турбин составляет 59 процентов, что называется пределом Беца.Это связано с неспособностью использовать всю энергию ветра и неэффективностью преобразования энергии вращения в механическую.

От древних технологий к энергии будущего

Даже несмотря на свою неэффективность, ветряные турбины — это способ ветроэнергетики и выработки электроэнергии будущего. Джеймс говорит, что он «рассматривает ветровые турбины как неотъемлемую часть сокращения и, в конечном итоге, устранения нашей зависимости от углеродного топлива. Типичный ветроэнергетический проект окупает свой углеродный след в течение шести месяцев, обеспечивая десятилетия энергии с нулевым уровнем выбросов.Фактически, некоторые страны, такие как Шотландия, уже вложили достаточно средств в ветроэнергетику, чтобы она могла производить достаточно энергии, чтобы обеспечить топливом две Шотландии! »

В 2018 году ветер вырабатывал примерно 5 процентов мировой электроэнергии, что делает его вторым по величине возобновляемым источником после Гидроэнергетика. От первого использования ветряной мельницы в качестве механической основы ранней персидской и китайской цивилизаций до сегодняшних массивных ветряных турбин — основная технология существует надолго.

Лучшие домашние ветряные генераторы для малых ветроэнергетических систем

Были ли вы когда-нибудь думали об использовании ветра для питания вашего дома? Сегодня мир отходит от традиционных методов производства электроэнергии (а именно природного газа, угля и ядерной энергии) и использует системы возобновляемых источников энергии, такие как ветряные турбины.

Ветровые турбины не выделяют вредных газов в окружающую среду, что делает процесс использования энергии ветра чистым и безопасным для окружающей среды. Ветряки состоят из двух частей:

• Ротор (включает ступицу и лопасти).
• Генератор ветряной турбины

Обе эти части работают вместе. Кинетическая энергия ветра вращает лопасти турбины вокруг ротора, заставляя ротор вращать генератор для выработки электричества.

Вот почему в этой статье мы порекомендуем наши лучшие ветрогенераторы для небольших ветряных систем, учитывая конструкцию как генератора, так и лопастей ротора.

Как работают ветряные генераторы?

Прежде чем мы остановимся на остальном рынке, мы должны сначала объяснить, как работают генераторы ветряных турбин. Ветровые турбины использовались задолго до открытия электричества, когда энергия ветра использовалась для перекачивания воды и вращения шлифовальных кругов в мельницах (отсюда и термин «ветряные мельницы»). В этих обстоятельствах кинетическая (или механическая) энергия ветра используется в его механической форме, и когда лопасти турбины вращаются, то же самое происходит и с оборудованием, к которому она прикреплена.

Однако сама по себе энергия ветра недостаточно сильна для выработки электроэнергии без дополнительной помощи. Вот где на помощь приходят генераторы ветряных турбин (WTG). Короче говоря, генераторы ветряных турбин берут медленную кинетическую энергию, производимую, когда ветер заставляет лопасти турбины вращаться, и преобразует эту энергию в электрический заряд или напряжение, которое затем может использоваться для питания наших дома и электросеть.

Чтобы быть более конкретным, как только ветер начинает вращать лопасти турбины, вращающиеся лопасти вращают приводной вал внутри корпуса турбины.Этот приводной вал соединен с коробкой передач, которая — с помощью все более компактного набора шестерен — резко увеличивает крутящий момент, создаваемый турбиной (другими словами, несколько оборотов в минуту могут быть увеличены до сотен или тысяч оборотов в минуту). Наконец, редуктор передает свою механическую энергию в генератор ветряной турбины. Внутри WTG генерируемый крутящий момент заставляет магнит и электрическую катушку взаимодействовать, что (в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея) производит переменное напряжение: тип электричества, который нам нужен для питания наших домов.

Лучшие домашние ветряные генераторы работают с постоянной медной катушкой, вокруг которой движется движущийся магнит. Поскольку этим двигателям не требуются щетки для перемещения катушки, они менее подвержены разрушению. Однако более доступной рыночной альтернативой является двигатель-генератор PMMC (или постоянный магнит , подвижная катушка ). Для этого требуются щетки, чтобы толкать катушку вокруг магнита, а щетки нуждаются в довольно регулярном обслуживании.

Получайте уведомления о наших последних розыгрышах, скидках и руководствах.

Плюсы и минусы ветряных генераторов

Как и в случае с чем-либо более сложным с механической точки зрения, как у ветрогенераторов, у них есть свои взлеты и падения, плюсы и минусы:

Плюсы:

1. Ветер — богатый ресурс.В зависимости от того, где вы живете, вы, скорее всего, обнаружите, что ветер является одним из самых надежных из экологически чистых возобновляемых источников энергии. В отличие от солнечной, питаемой от солнечного света, на который многие из нас в мире не имеют регулярного и надежного воздействия, энергия ветра почти постоянна.
2. Ветряные турбогенераторы сконструированы таким образом, чтобы максимально усилить даже малейший ветер. Самые лучшие генераторы ветряных турбин начинают вырабатывать электроэнергию при низких скоростях ветра благодаря тому факту, что генераторы умножают минимальный крутящий момент, создаваемый вращением лопастей, во много сотен раз, производя таким образом электричество.
3. Они экономят ваши деньги. Производство собственной возобновляемой энергии может значительно сократить ваши годовые счета за электроэнергию. Кроме того, в зависимости от государственных инициатив, действующих в вашей стране, штате или округе, подавая любую излишнюю электроэнергию, которую генерирует ваш WTG, обратно в сеть, вы можете даже заработать денег.
4. Двигатели с постоянной катушкой и подвижным магнитом в WTG не требуют особого обслуживания и имеют впечатляюще длительный срок хранения. Это означает, что, хотя первоначальные вложения могут быть значительными, вам редко придется снова раскошелиться на техническое обслуживание, и, следовательно, вы быстрее окупите свои расходы.
5. Они зеленые и с низким содержанием углерода. В мире, который все больше и больше страдает от последствий климатического кризиса, обеспечение вашего дома экологически чистой, низкоуглеродной энергией не только похвально с моральной точки зрения, но и является разумным вложением в будущее.

Минусы:

1. Двигатели с постоянной магнитной катушкой в ​​WTG (по сравнению с их аналогами с постоянной катушкой) требуют использования щеток в своей работе. Эти щетки хрупкие и склонны к разрушению, а это означает, что вашему WTG может потребоваться регулярное (и потенциально дорогостоящее) обслуживание.Тем не менее, с учетом компенсации ваших счетов за электроэнергию и потенциальной окупаемости государственных схем, техническое обслуживание этих типов ГВЭ может по-прежнему не покрывать расходы на электроэнергию в обычных сетях.
2. Шум. Генераторы ветряных турбин, как и любые другие генераторы, производят шум во время работы. К счастью, технологии далеко продвинулись и внесли много улучшений в эффективность WTG, и хотя они все еще издают небольшой шум , скорее всего, вы вряд ли заметите производимый шум.Однако если вы хотите идеальной тишины в своем саду, то ветрогенератор, пожалуй, не лучший выбор.
3. Они не подходят для каждого дома. Ветряным турбинам требуется достаточное количество непрерывного пространства для правильного функционирования, поэтому они настоятельно рекомендуются только тем, кто живет в сельских, ветреных районах с большим садом (или крышей), на котором они могут установить ветряную турбину.
4. Стоимость. Генераторы ветряных турбин дороги. Конечно, хотя их стоимость со временем будет компенсирована за счет экономии, которую вы сделаете на счетах за электроэнергию, нельзя отрицать, что не у всех есть располагаемый доход, необходимый для установки домашнего ветряного генератора.

Ветряные генераторы с лучшими отзывами

Ниже представлены лучшие ветрогенераторы, представленные на рынке:

Pikasola Wind Turbine Generator Kit 400 Вт, 12 В с 5 лопастями

• Торговая марка: Pikasola
• Начиная с 2,5 м / с Слабый ветер скорость
• Низкая вибрация во время работы
• Высокая эффективность использования энергии ветра
• Магнитный материал: неодим, железо, бор

Если вы хотите привести в действие свой дом, каюту, лодку или жилой дом, этот комплект ветрогенератора Pikasola мощностью 400 Вт 12 В является хорошим вариант рассмотреть.Его лопасти начинают вращаться со скоростью 2,5 м / с, а генератор минимально вибрирует во время работы.

Его устойчивые к коррозии ветровые лопасти имеют длину 23,8 дюйма, что позволяет им генерировать больше энергии, и у них есть хвостовой стабилизатор аэродинамического дизайна. Более того, 5 лопастей этого генератора делают его еще более мощным.

Этот ветрогенератор Pikasola компактен, а его 3-фазный двигатель делает его эффективным.

Кроме того, система регулировки рыскания позволяет этому ветрогенератору обнаруживать изменения ветра и автоматически менять направление.

Плюсы:

• Поставляется с гибридным контроллером
• Турбина 5 лопастей
• Длинные лопасти с хвостовым ребром

Минусы:

• Крепление нужно покупать отдельно

ECO-WORTHY 1400W Ветер Комплект турбины и солнечной энергии

• Торговая марка: Eco-Worthy
• Гибридный контроллер ветра и солнечной энергии
• Высокая эффективность преобразования модуля
• Композитное волокно из углеродного волокна

Этот экологически безопасный ветро-солнечный комплект генерирует энергию с помощью 3-лопастной Генератор ветряной турбины мощностью 400 Вт и 10 моно солнечных панелей мощностью 100 Вт, что в сумме дает 1400 Вт энергии.

С помощью этого набора вы можете генерировать 6 кВт / ч в день и заряжать аккумулятор 24 В в различных погодных условиях. Более того, он имеет прочную и прочную конструкцию, что делает его идеальным при замораживании от -22 ℉ и до 140 ℉.

Используйте его на суше или на море для питания всех электрических операций в вашем доме или на лодке.

Плюсы:

• Годовая гарантия
• Гибрид, такой надежный в любых погодных условиях
• Длинные 24-дюймовые лезвия

Минусы:

• Для солнечных панелей требуется много места для установки

Pikasola Генератор ветровой турбины 400 Вт 24 В

• Торговая марка: Pikasola
• Запуск с низкой скоростью
• Высокое использование энергии ветра
• Низкая вибрация при работе, высокий КПД

Разница между этим ветроэнергетическим генератором и другими домашними ветряными турбинами Pikasola является что это модель на 24в.Это делает его подходящим для больших домов или проектов, требующих высокого потребления электроэнергии.

Как и другие ветряные генераторы Pikasola, эта ветряная турбина изготовлена ​​методом точного впрыска и имеет аэродинамическую конструкцию. Эта стандартная конструкция Pikasola обеспечивает эффективное использование ветра для увеличения выработки энергии.

В этой модели также используется запатентованный генератор переменного тока с магнитным ротором и конструкция статера, которая сводит к минимуму момент сопротивления.

Лезвия изготовлены из высококачественного углеродного волокна

Плюсы:

• Модель 24 В генерирует больше энергии
• Вы можете обеспечить электроэнергию для более крупных проектов или обеспечить электроэнергию для большого дома

Минусы:

• Вам необходимо приобрести крепление отдельно

Pikasola Ветрогенератор 12В 400Вт с гибридным контроллером заряда 30А.

• Торговая марка: Pikasola
• Запуск с низкой скоростью
• Высокая степень использования энергии ветра
• Низкая вибрация при работе, высокая эффективность
• Нейлоновый материал, водонепроницаемый, коррозионно-стойкий

Ветрогенератор Pikasola имеет мощные ветряные турбины из углерода волокно. Турбины длиной 23,4 дюйма генерируют дополнительную мощность, водонепроницаемы и устойчивы к коррозии, что делает этот генератор пригодным для различных погодных условий.

Ветрогенератор Pikasola имеет интеллектуальную систему регулировки, которая автоматически регулирует роторы в зависимости от положения ветра. Хвостовая часть роторов также имеет аэродинамический дизайн.

При покупке Pikasola вы получаете гибридный контроллер заряда 30А, который можно использовать с солнечными панелями для дополнительных 100 Вт энергии. Однако солнечные панели в комплект не входят, поэтому вам придется покупать их отдельно

Плюсы:

• Прочные и прочные роторы из нейлонового волокна
• Интеллектуальная система регулировки ветра адаптируется к изменению направления ветра

YaeMarine 3 лезвия, 12 В 400 Вт Ветер Комплект генератора с контроллером

• Бренд: YaeMarine
• Дизайн, дружественный к человеку
• Низкая скорость запуска
• Высокое использование энергии ветра
• Красивый внешний вид
• Низкая вибрация

Ветряная турбина YaeMarine проста в установке и аэродинамически спроектированный, прочный и красивый ветрогенератор.Благодаря номинальному напряжению постоянного тока 12 В и номинальной мощности 400 Вт он станет идеальным дополнением к вашей домашней ветроэнергетической системе.

Этот генератор имеет статор, специально разработанный для уменьшения момента сопротивления. Конструкция статора также обеспечивает лучшее согласование между генератором и турбинами, обеспечивая более надежную работу.

Конструкция лопастей YaeMarine имеет аэродинамический контур и структуру. Это обеспечивает высокое использование ветра для большей выработки энергии.

Кроме того, ветряные турбины YaeMarine имеют низкую пусковую скорость ветра, 2,0 м / с, и низкую вибрацию во время вращения.

Плюсы:

• Красивый дизайн
• Аэродинамический дизайн для лучшего использования ветра
• Низкие стартовые скорости
• 90-дневный период бесплатного возврата

Минусы:

• Выработка энергии более стабильна при более высоких скоростях ветра
• Легкий гаджет, поэтому вам необходимо более надежно закрепить его

AUECOOR Гибридный комплект для солнечной и ветровой энергии мощностью 1000 Вт 6 шт. Солнечная панель 100 Вт + ветрогенератор 400 Вт

• Торговая марка: AUECOOR
• Предварительно просверленные диоды в распределительной коробке
• Высокая степень преобразования модуля эффективность
• Более высокая эффективность, чем у традиционных панелей
• Подходит для использования на открытом воздухе в суровую погоду

Самое замечательное в системе солнечной и ветровой энергии заключается в том, что в определенные дни или даже сезоны у вас может быть очень слабый ветер или солнце.С гибридной ветро-солнечной системой AUECOOR каждая энергосистема работает хорошо сама по себе. Это означает, что вы можете использовать только солнечную или ветровую энергию.

В отличие от большинства ветроэнергетических генераторов, ветроэнергетическая система AUECOOR имеет 5 лопастей. Солнечные панели предназначены для более высокой эффективности преобразования, что означает, что они могут работать лучше, чем обычные солнечные панели.

Суточная мощность AUECOOR составляет 4 кВт / ч и может использоваться для многих электроэнергетических приложений, даже когда он полностью отключен от сети.

Плюсы:

• Отлично подходит для автономного использования в качестве домашних ветряных турбин
• Гибридная система для стабильной выработки энергии в менее ветреные сезоны
• 6-летняя гарантия на материалы и качество изготовления
• 25-летняя гарантия на мощность
• Обслуживание клиентов 24/7

Минусы:

• Тяжелые и громоздкие солнечные панели
• Солнечные панели ограничивают установку на некоторых поверхностях

Гибридная система солнечного ветра AUECOOR, ветряные турбины 400 Вт + гибкие монокристаллические солнечные панели 120 Вт

• Марка : AUECOOR
• Высокая степень преобразования и водонепроницаемость
• Тонкий и легкий
• Прочный и мощный

Если вам нужна гибридная солнечная и ветровая возобновляемые источники энергии, но вы не хотите иметь дело с 6 солнечными панелями, которые поставляются с Гибридный комплект солнечной панели и ветряной турбины AUECOOR мощностью 1000 Вт, попробуйте гибридную систему солнечного ветра AUECOOR с гибкой монокристаллической солнечной батареей мощностью 120 Вт Панель.

Ветровые турбины имеют скорость пуска ветра 2,5 м / с, чтобы гарантировать постоянное производство энергии ветра. Солнечная панель гибкая, поэтому ее легко хранить. Гибкость также означает, что вы можете установить его на неровных поверхностях. Солнечная панель весит всего 2 кг, поэтому ее легко транспортировать. Солнечная панель также проста в установке и имеет КПД преобразования энергии 20,5%.

Плюсы:

• Прочные и долговечные лопатки турбины из углеродного волокна
• Могут использоваться вне сети
• 2.Скорость ветра 5 м / с для любого ветрового потока
• Гибкая и легкая солнечная панель

Marsrock 3 лопастной небольшой ветряной генератор 12 В 400 Вт Экономичная ветряная мельница с контроллером MPPT для ветра и солнечной энергии

• Торговая марка: Marsrock
• Запуск вверх с низкой скоростью
• Высокая степень использования энергии ветра
• Красивый внешний вид
• Низкая вибрация

Marsrock — это небольшой ветрогенератор, который подходит для зарядки ваших внутренних и внешних коммунальных сетей.Несмотря на низкую стартовую скорость 2 м / с, он может выдерживать ветер до 50 м / с.

Он имеет аэродинамическую конструкцию, что обеспечивает лучшее использование энергии ветра.

Он также имеет ротор с постоянными магнитами, который снижает сопротивление и облегчает вращение. Нейлоновое волокно придает ветровым турбинам Marsrock прочную конструкцию, которая может выдерживать диапазон рабочих температур от -40 ℃ ~ 80 ℃

Плюсы:

• Аэродинамическая конструкция
• Может выдерживать высокие скорости ветра
• Предполагаемый срок службы 20 лет
• Поставляется с гибридным контроллером

Минусы:

• Для монтажа ветряной турбины необходимы некоторые знания в области сварки

Руководство покупателя

Перед установкой ветроэнергетической установки необходимо учесть ряд вещей. ваш дом или офисное помещение.

Площадь захвата в квадратных футах

Диаметр ротора показывает площадь, которую покрывают вращающиеся турбины. Чем больше площадь покрыта, тем больше энергии вы покрываете. Однако обратите внимание, что если ваша собственность недостаточно велика, чтобы обеспечить достаточный зазор для вращения лезвий, вам, вероятно, следует выбрать лезвия меньшего размера.

Гарантия

Чем выше гарантия, тем лучше. Однако большинство продавцов ветрогенераторов дают стандартную 5-летнюю гарантию. Обычно продукты, которые служат дольше, имеют специальные системы защиты, такие как УФ-защитное покрытие.

Сертификация

Ветроэнергетические установки проходят серию строгих испытаний. Убедитесь, что изготовителю вашей ветроэнергетической системы выданы сертификаты, подтверждающие, что они прошли такие испытания.

Энергетическая мощность в киловатт-часах

Чтобы определить, достаточно ли ветроэнергетическая система будет обеспечивать энергией ваш дом, сначала рассчитайте количество потребляемой вами энергии. Затем сравните выработку энергии различными ветроэнергетическими системами и выберите подходящую.

Другие факторы, которые следует учитывать при покупке ветряных турбин для дома, включают:

• Емкость аккумулятора
• Возможность подключения к электросети
• Система распределения энергии ветра
• Тормозная система турбины
• Мобильность. Если вам необходимо перемещать устройства с места на место, выберите легкий материал, такой как стекловолокно, или поищите комплект с лезвиями из углеродного волокна
• Условия производителя или установщика
• Отзывы о продукте
• Место или место, где вы хотите установите ветряные турбины

Также важно проверить количество элементов, которые входят в комплект продукта, поскольку последнее, что вам нужно, — это заказывать детали отдельно для комплектования ветряных турбин дома.

Информационный бюллетень по ветроэнергетике | Центр устойчивых систем

Ресурсы и потенциал ветра

Примерно 2% солнечной энергии, падающей на поверхность Земли, преобразуется в кинетическую энергию ветра. Ветровые турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в электричество без выбросов. ¹ Средняя годовая скорость ветра 6,5 м / с или выше на высоте 80 м обычно считается коммерчески выгодной. Однако новые технологии расширяют возможности ветроэнергетики для коммерческих проектов. ³ Менее 3% электроэнергии в США было получено за счет энергии ветра в 2019 году, но мощность ветра быстро растет. ⁴

• Высокая скорость ветра дает больше энергии, потому что энергия ветра пропорциональна кубу скорости ветра. ⁵
• Скорость ветра ниже у поверхности Земли и выше на больших высотах. Средняя высота ступицы современных ветряных турбин составляет 88 метров. ⁶
• Глобальный потенциал наземной и морской ветроэнергетики на коммерческой высоте ступицы турбины может обеспечить 840 000 ТВтч электроэнергии в год. ⁷ Общее глобальное потребление электроэнергии из всех источников в 2017 году составило около 22 347 ТВтч. ⁸ Аналогичным образом, годовой ветровой потенциал континентальной части США в 68 000 ТВт-ч значительно превышает годовое потребление электроэнергии в США, составляющее 3 896 ТВт-ч. ^4,7
• Исследование 2015 года, проведенное Министерством энергетики США, показало, что ветер может обеспечивать 20% электроэнергии США к 2030 году и 35% к 2050 году. ⁹

Ветровые ресурсы США, наземные и морские

²

(ВЫСОТА 80 МЕТРОВ)

Ветровые технологии и воздействия

Ветряные турбины с горизонтальной осью

• Ветряные турбины с горизонтальной осью (HAWT) являются преобладающей конструкцией турбин, используемых сегодня.Ротор HAWT состоит из лопастей (обычно трех), симметрично установленных на ступице. Ротор через вал соединен с коробкой передач и генератором. Эти компоненты в гондоле размещаются на башне, стоящей на бетонном фундаменте. ¹⁰
• HAWT бывают разных размеров: от 2,5 метров в диаметре и 1 кВт для жилых помещений до 100+ метров в диаметре и 10+ МВт для морских применений.
• Теоретический максимальный КПД турбины составляет ~ 59%, также известный как предел Беца.Большинство турбин извлекают ~ 50% энергии от ветра, проходящего через область ротора. ⁹
• Коэффициент мощности ветряной турбины — это средняя выходная мощность, деленная на ее максимальную мощность. ⁹ На суше коэффициенты вместимости варьируются от 0,26 до 0,52. ¹¹ Средний коэффициент использования мощности в 2018 г. по проектам, построенным в период с 2014 по 2017 гг., Составил 41,9%. В США средний коэффициент загрузки автопарка составил 35%. ⁶
• Морские ветры обычно сильнее, чем на суше, и коэффициенты мощности в среднем выше (ожидается, что они достигнут 51% к 2022 году для новых проектов), но морские ветряные электростанции дороже в строительстве и обслуживании. ^11,12,13 Морские турбины в настоящее время размещаются на глубине до 40-50 м (около 131-164 футов), но технологии плавучих морских ветроэнергетических установок могут значительно расширить потенциал генерации, поскольку 58% всех технических ресурсов ветра в США составляют глубины более 60м. ^14,15

Схема ветряной турбины с горизонтальной осью ^10,16

Установка, изготовление и стоимость

• В США установлено более 59 900 ветряных турбин коммунального назначения.С., Суммарной мощностью 107,4 ГВт. В период с 2010 по 2020 год мощность ветроэнергетики в США увеличилась на 166%, что представляет собой среднегодовой рост на 10%. ¹⁷ В период с 2009 по 2019 год мировая ветровая мощность увеличивалась в среднем на 15% ежегодно, достигнув 651 ГВт в 2019 году. ¹⁸
• Средняя мощность турбин в США в 2018 г. составила 2,43 МВт, что на 5% больше, чем в 2017 г. 2,32 МВт. ⁶
• Средний коэффициент мощности увеличился с менее 25% для проектов, установленных в период с 1998 по 2001 год, до примерно 42% для проектов, построенных в период с 2014 по 2017 год. ⁶
• На основе средневзвешенной мощности стоимость ветроэнергетических проектов снизилась примерно на 3330 долларов США / кВт в период с начала 1980-х по 2018 год. В 2018 году затраты составили 1470 долларов США / кВт. ⁶
• Установленная стоимость небольшой турбины (<100 кВт) составляет примерно 10850 долларов США за кВт в 2017 году. ¹⁹
• В 2017-2018 годах новые контракты на покупку ветровой энергии в среднем составляли 1,3-1,8 цента / кВтч, в то время как средняя цена на электроэнергию для жилых домов составляла 13,0 цента / кВтч в 2019 году. ^4,6
• Техас (29 407 МВт), Айова (10 644) и Оклахома (8 173 МВт) являются ведущими штатами по общей установленной мощности ветра. ¹⁷ Айова вырабатывала более 40% электроэнергии за счет ветра и занимала третье место в годовой выработке среди всех штатов в 2019 году. ²⁰
• В ветроэнергетике США на постоянной основе работают 120000 человек, а в 2018 году турбины и компоненты были произведены на 530 предприятиях в 43 штатах. ²¹
• Для крупных (> 20 МВт) ветроэнергетических проектов требуется ~ 85 акров земли на МВт установленной мощности, но 1% или меньше этой общей площади заняты дорогами, фундаментами турбин или другим оборудованием; остаток доступен для других целей. ⁹
• Для фермеров ежегодные арендные платежи обеспечивают стабильный доход в размере около 3000 долларов США на МВт турбинной мощности, в зависимости от количества турбин на участке, стоимости вырабатываемой энергии и условий аренды. ⁹ Ферма площадью 250 акров с доходом от ветра около 55 долларов за акр могла бы иметь годовой доход от аренды ветряков в размере 14 000 долларов. ²²

Мощность ветра США

¹⁷

Глобальная ветровая мощность, 2019

¹⁸

Энергоэффективность и воздействие на окружающую среду

• Ветровые турбины могут снизить воздействие, связанное с традиционным производством электроэнергии.Благодаря использованию ветроэнергетических установок в США в 2019 году удалось избежать примерно 189 миллионов метрических тонн выбросов CO ₂ и сократить потребление воды примерно на 103 миллиарда галлонов по сравнению с обычными электростанциями. ^17,23
• Согласно исследованию 2015 года, если к 2050 году 35% электроэнергии в США вырабатывается ветром, выбросы парниковых газов в электроэнергетике сократятся на 23%, что приведет к сокращению выбросов CO ₂ в год на 510 миллиардов кг, или 12,3 триллиона кг кумулятивно по сравнению с 2013 годом. и сокращение водопотребления на 15%. ⁹
• Исследование 2013 года показало, что окупаемость инвестиций (EROI) (поставленная энергия / вложенная энергия) для ветроэнергетики составляет 18-20: 1. ²⁴
• Ежегодная смертность птиц от столкновений с турбинами составляет 0,2 миллиона по сравнению со 130 миллионами смертей из-за линий электропередач и 300-1000 миллионов из-за зданий. Лучший способ минимизировать смертность — это аккуратное размещение. ⁹ Смертность летучих мышей от ветряных турбин менее изучена. Исследования показывают, что большой процент столкновений летучих мышей происходит у мигрирующих видов в летние и осенние месяцы, когда они наиболее активны. ^9,25 Ветряная промышленность испытывала методы, которые потенциально снижают смертность летучих мышей более чем на 50%. ⁹
• Шум в 350 м от типичной ветряной электростанции составляет 35-45 дБ. Для сравнения: в тихой спальне это 35 дБ, а при скорости 40 миль в час на расстоянии 100 м — 55 дБ. ²⁶
• По состоянию на 2013 год, несколько исследований окончательно установили, что звук, производимый ветряными турбинами, не влияет на здоровье человека. ⁹

Решения и устойчивые действия

Политика продвижения возобновляемых источников энергии

Политика поддержки ветра и других возобновляемых источников энергии может учитывать внешние факторы, связанные с обычным электричеством, такие как последствия для здоровья от загрязнения, экологический ущерб от добычи ресурсов и долгосрочное хранение ядерных отходов.

• Стандарты портфеля возобновляемых источников энергии (RPS) требуют, чтобы поставщики электроэнергии получали минимальную долю энергии из возобновляемых источников. ²⁷
• Зеленые тарифы устанавливают минимальную цену за киловатт-час, выплачиваемую производителям возобновляемой электроэнергии розничными распределителями электроэнергии. ²⁷
• Чистые измерения, предлагаемые в 39 штатах, округе Колумбия и четырех территориях США, позволяют клиентам продавать излишки электроэнергии обратно в сеть. ²⁸
• Скидки за мощность — это единовременные авансовые платежи для проектов строительства возобновляемых источников энергии в зависимости от установленной мощности (в ваттах).
• Федеральный налоговый кредит на производство (PTC) обеспечивает льготу 1-2 ¢ / кВтч в течение первых десяти лет эксплуатации ветроэнергетического объекта для проектов, начатых 31 декабря 2020 года. ²⁹ Небольшие (<100 кВт) установки могут получать налог кредиты на сумму от 22 до 26% от стоимости капитальных и монтажных работ в зависимости от даты начала строительства. ³⁰
• Квалифицированные облигации энергосбережения (QECB) представляют собой беспроцентные варианты финансирования проектов возобновляемых источников энергии на уровне штата и местного самоуправления. ³¹
• Раздел 9006 Закона о сельском хозяйстве — это Программа «Энергия в сельских районах для Америки» (REAP), которая финансирует гранты и гарантии ссуд для сельскохозяйственных производителей и малых предприятий в сельской местности на покупку и установку систем возобновляемой энергии. ³²
• Плата за системные льготы оплачивается всеми потребителями коммунальных услуг для создания фонда для поддержки малообеспеченных, возобновляемых источников энергии, повышения эффективности и проектов НИОКР, которые вряд ли будут реализованы на конкурентном рынке. ³³

Что вы можете сделать

• Сделайте свой образ жизни более эффективным, чтобы уменьшить количество потребляемой энергии.
• Инвестируйте в инфраструктуру производства неископаемой электроэнергии, покупая «зеленую энергию» у своего коммунального предприятия.
• Купить сертификаты возобновляемой энергии (REC). РЭУ продаются производителями возобновляемой энергии по цене несколько центов за киловатт-час, клиенты могут приобретать РЭУ, чтобы «компенсировать» потребление электроэнергии и помочь возобновляемой энергии стать более конкурентоспособной.

  No related posts.