Ветер как альтернативный источник энергии: альтернативный источник энергии – тема научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

альтернативный источник энергии – тема научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

УДК 697.952.4 DOI: 10.32464/2618-8716-2019-2-1-40-49

Ветер — альтернативный источник энергии

Ю.С. Грибач, О.О. Егорычев, Е.В. Кургузова

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУМГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Аннотация

Введение: на сегодняшний день одной из важнейших проблем мировой экономики является ограниченное количество традиционного топлива, за счет потребления которого ведется удовлетворение потребностей человечества в энергии.

Содержится определение понятия «альтернативная энергетика», что представляет собой совокупность способов получения энергии при использовании возобновляемых источников энергии. Представлена необходимость поиска возобновляемых источников энергии, которые позволят повысить экологический потенциал территорий, энергетическую и экономическую составляющие. Выделена перспективность применения возобновляемых источников энергии, к числу которых можно отнести один из наиболее распространенных альтернативных источников энергии — ветер.

Методы: приведены принципы работы ветровых установок. Подробно описан процесс преобразования ветровой энергии в механическую. Также приведена классификация существующих установок по оси вращения с описанием функционирования каждого из них и выделены четыре основных способа передачи мощности ветра потребителю.

Результаты и обсуждения: содержит информацию об экономической выгоде применения ветроустановок на территории России, а также приведен список благоприятных регионов для создания ветроэлектрических станций. Кроме того, содержит информацию об экологической целесообразности применения ветроэнергетических установок, так как ветрогенераторы компенсируют выброс углекислого газа.

Заключение: представлены выводы, которые позволяют определить положительные стороны использования ветровых установок, к которым можно отнести экологичность, экономичность и доступность. Необходимо подчеркнуть, что ветрогенератор компенсирует выброс углекислого газа, связанный с его производством, благодаря чему применение данного вида установок позволит создать максимально чистую среду.

Ключевые слова: альтернативные источники энергии, аэродинамика, аэродинамическая труба, ветер, ветровое воздействие, возобновляемые источники энергии

Для цитирования: Грибач Ю.С., Егорычев О.О., Кургузова Е.В. Ветер — альтернативный источник энергии // Силовое и энергетическое оборудование. Автономные системы. 2019. Т. 2. Вып. 1. С. 40-49. URL: http://www. powerjournal.ru

Wind is an alternative source of energy

J.S. Gribach, O.O. Egorychev, E.V. Kurguzova

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation

Abstract

Introduction: today, one of the most important problems of the world economy is a limited amount of traditional fuels, due to the consumption of which the needs of humanity for energy are being met. The chapter «Introduction» contains the definition of the term «alternative energy», which is a set of ways to generate energy when using renewable energy sources. This chapter presents the need to search for renewable energy sources that will increase the ecological potential of the territories, as well as the energy and economic component.

The prospects for the use of renewable energy sources have been highlighted, among which one of the most common alternative energy sources is wind.

Methods: the chapter «Methods» describes the principles of operation of wind turbines. This chapter describes in detail the process of converting wind energy into mechanical energy. Also in the chapter «Methods» is a classification of existing installations along the axis of rotation with a description of the operation of each of them and highlighted four main ways to transfer wind power to the consumer.

Results and discussions: the chapter «Results and Discussions» contains information on the economic benefits of using wind turbines in Russia, as well as a list of favorable regions for the creation of wind power stations. The structure of this chapter includes information on the environmental feasibility of the use of wind power plants, since wind generators compensate for carbon dioxide emissions.

Conclusion: in the «Conclusion» presents conclusions that allow you to determine the positive aspects of the use of wind turbines, which include environmental friendliness, efficiency and affordability. It should be emphasized that the wind generator compensates for carbon dioxide emissions associated with its production, so that the use of this type of installation will create the most clean environment.

Keywords: aerodynamics alternative energy sources, aerodynamics, wind tunnel, wind, wind effect, renewable energy sources

For citation: Gribach J.S., Egorychev O.O., Kurguzova E.V. Veter — al’ternativnyy istochnik energii [Wind is an alternative source of energy]. Silovoe i energeticheskoe oborudovanie. Avtonomnye sistemy [Power and Autonomous Equipment]. 2019. Vol. 2. Issue 1. Pp. 40-49. URL: http://www.powerjournal.ru (In Russian)

Адрес для переписки: Грибач Юлия Сергеевна

НИУ МГСУ, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, [email protected]

Address for correspondence: Julia Sergeevna Gribach

MGSU, 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation, [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день одной из важнейших проблем мировой экономики является ограниченное количество традиционного топлива, за счет потребления которого ведется удовлетворение потребностей человечества в энергии (рис. 1). Мировое сообщество энергетиков регулярно проводит мониторинг касательно вопроса нехватки природных ресурсов, однако при отсутствии изменений в данной области прогнозы специалистов неутешительны1. И пока одна часть инженеров и изобретателей разрабатывают новейшие де-вайсы и электронные устройства, способные облегчить нашу жизнь, другая часть специалистов совместно с учеными занимаются созданием инновационных приборов и устройств, которые будут работать на базе альтернативных источников энергии.

Альтернативная энергетика представляет собой совокупность способов получения энергии при использовании возобновляемых источников энергии. В основном к возобновляемым источникам энергии относятся природные неисчерпаемые ресурсы: электромагнитное излучение Солнца, кинетическая энергия ветра, движение воды в реках, морях и океанах, тепловая энергия горячих источников энергии, например вулканов, гейзеров и др. Данная отрасль является перспективной по нескольким причинам:

1) при выработке энергии за счет перечисленных ранее источников наносится минимальный вред окружающей среде;

2) многие виды альтернативной энергетики используют источники, количество которых не имеет ограничения.

Одним из наиболее распространенных альтернативных источников энергии является ветер1 [1-3]. В связи с неравномерностью нагрева земной поверхности и воздушных масс за счет солнечной энергии возникает перемещение воздушных масс: нагретый воздух, имеющий меньшую плотность, перемещается как в вертикальном, так и горизонтальном направлениях.

Постоянные перемещения воздушных масс непосредственно в горизонтальном направлении — и есть ветер, который обладает кинетической энергией. С помощью специализированных установок запасы данной энергии можно преобразовать в механическую [1, 3]. Созданием подобных устройств и занимаются проектировщики ветроустановок.

1 ГОСТ Р 51237-98. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения.

Рис. 1. Потребление энергии Fig. 1. Power consumption

МЕТОДЫ

Ветродвигатели работают за счет аэродинамических сил, возникающих на лопастях ветроколеса при набегании на них воздушного потока [1, 4-6]. Так же, как и на крыльях самолета, на лопастях ветроколеса возникают подъемная сила и сила сопротивления поверхности. Подъемная сила создает вращающий момент на ветроколесе.

Для того чтобы более результативно использовать энергию ветра, лопастям ветроколеса придают аэродинамический профиль [4, 7].

На рис. 2 видно, что лопасти располагаются под углом по отношению к направлению ветра. Такой угол называется углом атаки. Важно понимать, что при одинаковом исполнении лопастей максимальная мощность ветродвигателя практически не зависит от количества лопастей. Это объясняется тем, что с уменьшением числа лопастей уменьшается вращающий момент, но одновременно увеличиваются обороты ветроколеса. Поэтому многолопастные конструкции достигают своей максимальной мощности при скорости ветра 8-10 м/с, при более высоких скоростях ветрах мощность не увеличивается. Малолопастные (быстроходные) ветроустановки рассчитаны на скорость ветра 15-18 м/с.

Ветроустановки могут быть классифицированы по многим признакам [4, 5, 8-11]. Одним из основных таких признаков является ориентация оси вращения установки относительно ветрового потока.

Ветроустановки с горизонтальной осью вращения получили наибольшее распространение [6, 7]. Они бывают как тихоходные (многолопастные или парусные), так и быстроходные (двух- или трехлопастные).

Быстроходные ветроустановки следует выбирать для местности со среднегодовой скоростью ветра от 7 м/с и выше. В районах, где скорость ветра более низкая, предпочтительно устанавливать тихоходные ветряки.

На территории России в большинстве случаев наиболее применимы тихоходные ветроустановки [8, 12-14].

Самые лучшие из них — парусные ВЭУ (рис. 3). Эта установка начинает вырабатывать электричество уже при скорости ветра от 2,5 м/с. Оригинальная конструкция ветроколеса позволяет обходиться без флюгера или других устройств ориентирования на ветер [11, 13].

Лопасти Вал от лопастей Коробка скоростей Вал от генератора

Энергия Генератор (Q Датчик

9

т

Поворотный механизм Передача энергии к трансформатору

КГ

V •

Рис. 2. Устройство ветрогенератора Fig. 2. Wind generator device

Рис. 3. Ветроустановки с горизонтальной осью вращения Рис. 4. Ветроустановки с вертикальной осью вращения Fig. 3. Horizontal axis wind turbines Fig. 4. Vertical axis wind turbines

Ветроустановки с вертикальной осью вращения (рис. 4) менее популярны, но вполне заслуживают отдельного внимания. В некоторых случаях они более актуальны. Вертикальные ВЭУ также бывают быстроходные и тихоходные.

Классический пример вертикального тихоходного ветряка — это ветроустановка карусельного типа.

Еще один тип вертикально осевых установок — ортогональные [14-16]. Основная особенность таких установок — необходимость принудительного запуска. Лопасти этой конструкции имеют профиль такой же, как у крыла самолета, который должен сначала разбежаться до того, как опереться на подъемную силу крыла. В случае с ортогональной ветроустановкой ее сначала необходимо раскрутить до необходимой скорости для того, чтобы она перешла в режим генерации.

Существуют ортогональные ветрогенераторы и с горизонтальной осью вращения [11, 17].

Кроме того, можно выделить несколько основных способов передачи мощности ветра потребителю (электрогенератор):

1) механическая передача — передача крутящего момента от вращающихся лопастей к потребителю производится через общую ось вращения (либо механической системы мультипликаторов). Данная схема является наиболее распространенной за счет своей простоты и большого показателя КПД, который может достигать 0,85…0,95. Недостатком же является необходимость использования мультипликатора и передача колебаний с лопастей ВЭУ на вал потребителя [18, 19];

2) гидравлическая передача — может иметь различные конструктивные модификации, однако зачастую представляет из себя совокупность механической передачи с небольшим передаточным отношением и гидропередачи;

3) пневматическая передача — основана на принципе работы разделенной гидропередачи — энергия к потребителю передается в виде потенциальной энергии перепада давления воздуха в пневмотрассе;

4) аэродинамическая передача, которой обычно называют схему с расположением небольших вторичных ветродвигателей на концах лопастей основного ветроколеса. Вторичные ветродвигатели обтекаются потоком, имеющим гораздо большую скорость по сравнению со скоростью атмосферного ветра.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

Необходимо подчеркнуть, что ветроэнергетика обладает большим потенциалом развития во всем мире, и в России в частности [1, 3, 20-22]. Это связано с огромной территорией страны, в том числе, во-первых, с различными климатическими зонами (рис. 5), а во-вторых, с отсутствием централизованного электроснабжения по причине больших расстояний между населенными пунктами [23, 24]. Именно в силу второго пункта наиболее актуально для России применение автономных ветровых электростанций.

Экономически выгодна установка ветроэлектрических станций: ветротурбин, объединенных групп (рис. 6). Их мощность колеблется от сотен киловатт до сотен мегаватт. Ветроустановки большой мощности не предназначены для автономной работы или работы параллельно друг с другом.

Хорошими ветровыми условиями в России обладают следующие субъекты Российской Федерации [23, 25]: Архангельская, Астраханская, Волгоградская, Калининградская, Камчатская, Ленинградская, Магаданская, Мурманская, Новосибирская, Пермская, Ростовская, Сахалинская, Тюменская области, Краснодарский, Приморский, Хабаровский края, Дагестан, Калмыкия, Карелия, Коми, Ненецкий автономный округ, Хакасия, Чукотка, Якутия, Ямало-Ненецкий автономный округ.

Важно отметить, что благодаря применению ветроэнергетических установок появляется возможность сделать окружающую среду чистой, так как ветрогенераторы компенсируют выброс углекислого газа, связанный с его производством, установкой и утилизацией уже за первые 3-9 месяцев работы [7, 13, 26-28]. Это означает, что в последующие 20 лет энергия будет чистой. Учеными подсчитано, что к 2020 году ветроэнергетика позволит человечеству сократить выбросы СО2 на миллиард тонн в год [22, 29, 30].

Рис. 5. Ветровая карта России Fig. 5. Wind Map of Russia

Savonius VAWT Рис. 6. Виды ветроустановок Fig. 6. Types of wind turbines

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании вышесказанного можно сделать следующие положения о ветровой энергетике: 1) использование энергии ветра позволит сократить выбросы углекислого газа;

2) при грамотном планировании работы по выработке энергии ветра можно увеличить объем получаемой энергии до 30 % мирового электричества;

3) ветровая энергия является наиболее доступной альтернативной энергией;

4) ветрогенератор компенсирует выброс углекислого газа, связанный с его производством.

ЛИТЕРАТУРА

1. Янсон Р.А. Ветроустановки / под ред. М.И. Осштова. М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 36 с.

2. Андреева Е.В. Ветроустановка для зон средних географических широт с умеренно-континентальным климатом // Инженерно-техническое обеспечение АПК. Реферативный журнал. 2005. № 1. С. 25.

3. Кончаков Е.И., Грибков С.В., Долгорук В.М. Безопасная ветроустановка // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. 2005. № 3 (23). С. 66-67.

4. Жарков С.В. Ветроустановка с наклонной осью // Тяжелое машиностроение. 2007. № 10. С. 6-9.

5. Серебряков Р.А. Ветроустановка с вихревым преобразователем потоков сплошной среды // Евразийский союз ученых. 2016. № 1-2 (22). С. 122-129.

6. Кочкорова М.Б., Белекова Б.Т., Белеков Б. Т. Расчет идеального ветряка // Вестник Жалал-Абадского государственного университета. 2018. № 1 (36). С. 65-71.

7. Елистратов В.В. Возобновляемая энергетика. 3-е изд., доп. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2016. 421 с.

8. Серебряков Р.А., Доржиев С.С., Базарова Е.Г. Современное состояние, проблемы и перспективы развития ветроэнергетики // Вестник ВИЭСХ. 2018. № 1 (30). С. 89-96.

9. Вийтович О.И. Новые источники электроэнергии // Аспирант. Приложение к журналу Вестник Забайкальского государственного университета. 2010. № 2 (8). С. 107-111.

10. Суравков И.А., Лаурин Д.В., Гусакова М.А., Гусева А.М. Оценка экологического и энергетического потенциала применения ветроэнергетики в России // Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности и экологии : сб. науч. тр. и мат. III Междунар. науч.-практ. конф. с науч. шк. для мол. Тверь : Тверской государственный технический университет, 2017. С. 327-330.

11. Грозных В.А. Проблемы надежности электроснабжения от ветроэнергетических установок // Главный энергетик. 2017. № 8. С. 67-75.

12. Синеглазов В.М., Швалюк И.С. Classification of vertical-axis wind power plants with rotary Blades // Електрошка та системи управлшня. 2017. № 3 (53). С. 84-87. DOI: 10.18372/1990-5548.53.12147

13. Лукашин П.С., Мельникова В.Г., Стрижак С.В., Щеглов Г.А. Методика решения задач аэроупругости для лопасти ветроустановки с использованием СПО. Труды ИСП РАН, 2017. Т. 29. Вып. 6. C. 253-270. DOI: 10.15514/ ISPRAS2017-29(6)-16

14. АуесжановД.С., Орынбаев С.А. Функционирование систем регулирования и оптимального управления параметрами ВЭУ малой мощности // Знание. 2018. № 1-1 (53). С. 21-25.

15. Лятхер В.М. Ортогональные ветроустановки с высокими КПД и мощностью // International Scientific Journal Life and Ecology. 2017. № 1-2 (7-8). С. 39-40.

16. Гильманова А.А., Нафиков И.Р. Разработка установки альтернативного источника энергии // Агроинженер-ная наука XXI века : сб. науч. тр. региональной науч.-практ. конф. Казань : Казанский государственный аграрный университет, 2018. С. 65-68.

17. Сушков С.Л., Рудаков А.И. Анализ ветроэнергетической электроустановки парусного типа // Интеллектуальный и научный потенциал XXI века : сб. мат. Междунар. (заоч.) науч.-практ. конф. Нефтекамск : Научно-издательский центр «Мир науки», 2017. С. 86-88. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29201500

18. Чудинов Д.М., Боева А.С., Бобина Н.С., Сокур Е.Г. Уровень развития ветроэнергетики в мире // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2017. № 2 (7). С. 34-39.

19. Валентей О.А., Артамонова Е.Ю., Шепелев А.О. Основные типы ветроустановок // Актуальные вопросы энергетики : мат. Междунар. науч.-практ. конф. Омск : Омский государственный технический университет, 2017. С. 111-114.

20. Верзилин А.А., Немова А.А. Ветровая энергетика и ее перспективы // Современные технологии в мировом научном пространстве : сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. : в 6 ч. Ч. 3. Уфа : АЭТЕРНА, 2017. С. 44-47.

21. Грибков С.В. Современное состояние малой ветроэнергетики // Новое в российской электроэнергетике. М. : Информационное агентство «Энерго-пресс», 2017. № 7. С. 58-74.

22. ДенисовР.С., Елистратов В.В., ГзенгерШ. Ветроэнергетика в России: возможности, барьеры и перспективы развития // Научно-технические ведомости СПбПУ Естественные и инженерные науки. 2017. Т. 23. № 2. С. 17-27. DOI: 10.18721/JEST.230202

23. Ким Ю.М., Кузнецова С.Э., Мустапинова Ю.Б. Альтернативная энергетика будущего // Труды Университета. 2016. № 3 (64). С. 92-95.

24. Чабанный А.А. Ветроэнергетические установки-преобразователи энергии // Молодежь в науке: новые аргументы : сб. науч. работ V междунар. молодежного конкурса. Липецк : Научное партнерство «Аргумент», 2016. С. 223-228.

25. Проценко П.П., Астахов В.А. Использования ветрогенерирующей установки в условиях Амурской области // Энерго- и ресурсосбережение в теплоэнергетике и социальной сфере : мат. Междунар. науч.-техн. конф. студ., асп., уч. Челябинск : Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет), 2016. № 4 (1). С. 197-200.

26. Абдимуратов Ж.С., Темирбаева Н. Ы., Нарымбетов М.С. Энергообеспечение сельского хозяйства от возобновляемых источников энергии // Вестник Кыргызского национального аграрного университета им. К.И. Скрябина. 2014. № 2 (31). С. 214-217.

27. Дайчман Р.А. Эффективность выбора современных ветрогенераторов // Апробация. 2015. № 12 (39). С. 24-26.

28. Serebryakov R.A., Dorjev S.S., Bazarova E.G. Problems and prospects of wind energy development // Modern Science. 2016. No. 9. Pp. 9-17.

29. Миллер Р.Ф. Способ повышения эффективности работы ветродвигателя // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. 2014. № 8 (126). С. 35-38.

30. Карташова А.А., Гарипов Н.Л., Малолетков П.А., Ильин В.К., Новиков В.Ф. Сравнение нестандартных конструкций ветроэнергетических установок // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2014. № 1 (20). С. 7-15.

REFERENCES

1. Janson R.A. Vetroustanovki [Wind turbines]. Moscow, Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2007. 36 p. (In Russian)

2. Andreeva E.V. Vetroustanovka dlya zon srednikh geograficheskikh shirot s umerenno-kontinental’nym klimatom [Wind turbine for zones of middle geographic latitudes with a temperate continental climate]. Inzhenerno-tekhnicheskoe obes -pechenieAPK. Referativnyy zhurnal [Engineering and Technical Support of the Agroindustrial Complex. Review Journal]. 2005. No. 1. P. 25. (In Russian)

3. Konchakov E.I., Gribkov S.V, Dolgoruk V.M. Bezopasnaya vetroustanovka [Save wind turbine]. Mezhdunarodnyy nauchnyy zhurnalAl ‘ternativnaya energetika i ekologiya [International Scholarly journal Alternative Energy and Ecology] . 2005. No. 3 (23). Pp. 66-67. (In Russian)

4. Zharkov S.V. Vetroustanovka s naklonnoy os’yu [Wind turbine with an inclined axis]. Tyazheloe mashinostroenie [Russian Journal of Heavy Machinery]. 2007. No. 10. Pp. 6-9. (In Russian)

5. Serebryakov R.A. Vetroustanovka s vikhrevym preobrazovatelem potokov sploshnoy sredy [Wind turbine with the vortex converter continuum]. Evraziyskiy soyuz uchenykh [Eurasian Union of Scientists]. 2016. No. 1-2 (22). Pp. 122-129. (In Russian)

6. Kochkorova M.B., Belekova B.T., Belekov B.T. Raschet ideal’nogo vetryaka [Calculation of the ideal wind]. Vestnik Zhalal-Abadskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of Jalal-Abad State University]. 2018. No. 1 (36). Pp. 65-71. (In Russian)

7. Elistratov VV Vozobnovlyaemaya energetika [Renewable Energy]. 3rd ed., suppl. Saint Petersburg, Izd-vo Politehn. un-ta, 2016. 421 p. (In Russian)

8. Serebryakov R.A., Dorzhiev S.S., Bazarova E.G. Sovremennoe sostoyanie, problemy i perspektivy razvitiya vetro-energetiki [State of the art, problems and prospects of wind energy development]. Vestnik VIESKh [Viesh Institute’ Herald]. 2018. No. 1 (30). Pp. 89-96. (In Russian)

9. Vijtovich O.I. Novye istochniki elektroenergii [New resources of electrical power]. Aspirant. Prilozhenie kzhurnalu Vestnik Zabaykal ‘skogo gosudarstvennogo universiteta [Graduate student. Supplement to the journal Bulletin of Transbaikal State University]. 2010. No. 2 (8). Pp. 107-111. (In Russian)

10. Suravkov I.A., Laurin D.V., Gusakova M.A., Guseva A.M. Otsenka ekologicheskogo i energeticheskogo potentsiala primeneniya vetroenergetiki v Rossii [The assessment of the environmental and energy potential the use of wind energy in Russia]. Aktual’nyeproblemy bezopasnosti zhiznedeyatel’nosti i ekologii: sbornik nauchnykh trudov i materialov IIIMezh-dunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s nauchnoy shkoloy dlya molodezhi [Current Problems of Life Safety and Ecology : Collection of Scientific Papers and Materials of the III International Scientific Practical Conference with a scientific school for young people]. Tver, Tverskoy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet, 2017. Pp. 327-330. (In Russian)

11. Groznyh VA. Problemy nadezhnosti elektrosnabzheniya ot vetroenergeticheskikh ustanovok [Problems of reliability of power supplyfrom wind power installations]. Glavnyy energetic [Chief Power Engineer]. 2017. No. 8. Pp. 67-75. (In Russian)

12. Sineglazov V.M., Shvaljuk I.S. Classification of vertical-axis wind power plants with rotary Blades. Elektronika ta sistemi upravlinnya [Electronics and Control Systems]. 2017. No. 3. Pp. 84-87. DOI: 10.18372/1990-5548.53.12147

13. Lukashin P.S., Melnikova VG., Strijhak S.V., Shcheglov G.A. Metodika resheniya zadach aerouprugosti dlya lo-pasti vetroustanovki s ispol’zovaniem SPO [The method of solving aeroelasticity problems for wind blade using open source software]. Trudy ISP RAN [Proc. ISP RAS]. 2017. Vol. 29. Issue 6. Pp. 253-270. DOI: 10.15514/ISPRAS2017-29(6)-16 (In Russian)

14. Aueszhanov D.S., Orynbaev S.A. Funktsionirovanie sistem regulirovaniya i optimal’nogo upravleniya parametrami VEU maloy moshchnosti [The functioning of the control systems and optimal control parameters of wind energy installations of low power]. Znanie [Knowledge]. 2018. No. 1-1 (53). Pp. 21-25. (In Russian)

15. Ljather V.M. Ortogonal’nye vetroustanovki s vysokimi KPD i moshchnost’yu [Orthogonal units to use energy of flows with the highest efficiency and power]. International Scientific Journal Life and Ecology. 2017. No. 1-2 (7-8). Pp. 39-40. (In Russian)

16. Gilmanova A.A., Nafikov I.R. Razrabotka ustanovki al’ternativnogo istochnika energii [Development of analternative energy source]. Agroinzhenernaya nauka XXI veka : sbornik nauchnye trudy regional’noy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Agro-engineering Science of the XXI Century : Proceedings of the regional scientific-practical conference]. Kazan, Kazan State Agrarian University, 2018. Pp. 65-68. (In Russian)

17. Sushkov S.L., Rudakov A.I. Analiz vetroenergeticheskoy elektroustanovki parusnogo tipa [Analysis of wind power station electric installation of sailing type]. Intellektual’nyy i nauchnyy potentsial XXI veka : sbornik materialov Mezh-dunarodnoy (zaochnoy) nauchno-prakticheskoy konferentsii [The Intellectual and Scientific Potential of the XXI Century : a collection of materials of the International (correspondence) scientific-practical conference. ]. Neftekamsk, Nauchno-izdatel’skiy tsentr «Mir nauki», 2017. Pp. 86-88. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29201500 (In Russian)

18. Chudinov D.M., Boeva A.S., Bobina N.S., Sokur E.G. Uroven’ razvitiya vetroenergetiki v mire [Development of wind energy in the world]. Gradostroitel’stvo. Infrastruktura. Kommunikatsii [Town planning. Infrastructure. Communications]. 2017. No. 2 (7). Pp. 34-39. (In Russian)

19. Valentey O.A., Artamonova E.Yu., Shepelev A.O. Osnovnye tipy vetroustanovok [Main types of windways]. Aktual’nye voprosy energetiki : materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Actual issues of energy: materials of the International Scientific and Practical Conference]. Omsk, Omskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy univer-sitet, 2017. Pp. 111-114. (In Russian)

20. Verzilin A.A., Nemova A.A. Vetrovaya energetika i ee perspektivy [Wind energy and its perspectives]. Sovremennye tekhnologii v mirovom nauchnom prostranstve : sbornik statey Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Modern technologies in the global scientific space: a collection of states of the International Scientific and Practical Conference]. 6 parts. Part 3. Ufa, AETERNA Publ., 2017. Pp. 44-47. (In Russian)

21. Gribkov S.V. Sovremennoe sostoyanie maloy vetroenergetiki [The current state of small wind power]. Novoe v ros-siyskoy elektroenergetike [New in the Russian electric power industry]. Moscow, Information Agency «Energy Press», 2017. No. 7. Pp. 58-74. (In Russian)

22. Denisov R.S., Elistratov V.V, Gsaenger S. Vetroenergetika v Rossii: vozmozhnosti, bar’ery i perspektivy razvitiya [Wind power in Russia: opportunities, barriers and prospects]. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPbPU. Estestvennye i inzhenernye nauki [St. Petersburg polytechnic university journal of engineering sciences and technology]. 2017. No. 23 (2). Pp. 17-27. DOI: 10.18721/JEST.230202 (In Russian)

23. Kim Yu.M., Kuznecova S.E., Mustapinova Ju.B. Al’ternativnaya energetika budushchego [Alternative energy of the future]. Trudy Universiteta [Proceedings of the University]. 2016. No. 3 (64). Pp. 92-95. (In Russian)

24. Chabannyj A.A. Vetroenergeticheskie ustanovki-preobrazovateli energii [Wind power plants-converters of energy]. Molodezh’ v nauke: novye argumenty : sbornik nauchnykh rabot V mezhdunarodnogo molodezhnogo konkursa [Youth in science: new arguments : collection of scientific papers of the V International Youth Competition]. Lipetsk, Nauchnoe part-nerstvo «Argument», 2016. Pp. 223-228. (In Russian)

25. Procenko P.P., Astahov VA. Ispol’zovaniya vetrogeneriruyushchey ustanovki v usloviyakh Amurskoy oblasti [Use of wind-generating installation in the conditions of the Amur region]. Energo- i resursosberezhenie v teploenerge-tike i sotsial’noy sfere : materialy Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii studentov, aspirantov, uchenykh [Energy and resource saving in heat and power engineering and social sphere : materials of the International scientific and technical conference of students, graduate students, scientists]. Chelyabinsk, Yuzhno-Ural’skiy gosudarstvennyy universitet (natsional’nyy issledovatel’skiy universitet), 2016. No. 4 (1). Pp. 197-200. (In Russian)

26. Abdimuratov Zh.S., Temirbaeva N.Y., Narymbetov M.S. Energoobespechenie sel’skogo khozyaystva ot vozob-novlyaemykh istochnikov energii [Energy supply of agriculture from renewable energy sources]. Vestnik Kyrgyzskogo natsional’nogo agrarnogo universiteta im. K.I. Skryabina [Bulletin of the Kyrgyz National Agrarian University. K.I. Scria-bin]. 2014. No. 2 (31). Pp. 214-217. (In Russian)

27. Daychman R.A. Effektivnost’ vybora sovremennykh vetrogeneratorov [Efficiency of the choice of modern wind generators]. Aprobatsiya [Approbation]. 2015. No. 12 (39). Pp. 24-26. (In Russian)

28. Serebryakov R.A., Dorjev S.S., Bazarova E.G. Problems and prospects of wind energy development. Modern Science. 2016. No. 9. Pp. 9-17.

29. Miller R.F. Sposob povysheniya effektivnosti raboty vetrodvigatelya [A method to increase performance of the wind motor]. Energosberezhenie. Energetika. Energoaudit [Energy saving. Power engineering. Energy audit]. 2014. No. 8 (126). Pp. 35-38. (In Russian)

30. Kartashova A.A., Garipov N.L., Maloletkov P. A., Ilin VK., Novikov V.F. Sravnenie nestandartnykh konstruktsiy vetroenergeticheskikh ustanovok [Comparing nonstandart constructions of wind-power installations]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta [Bulletin of Kazan State Energy University]. 2014. No. 1 (20). Pp. 7-15. (In Russian)

Поступила в редакцию 10 декабря 2018 г. Принята в доработанном виде 16 января 2019 г. Одобрена для публикации 12 февраля 2019 г.

Received December 10, 2018.

Adopted in final form on January 16, 2019.

Approved for publication February 12, 2019.

Об авторах: Грибач Юлия Сергеевна — инженер учебно-научно-производственной лаборатории по аэродинамическим и аэроакустическим испытаниям строительных конструкций, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, [email protected];

Егорычев Олег Олегович — научный сотрудник учебно-научно-производственной лаборатории по аэродинамическим и аэроакустическим испытаниям строительных конструкций, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, [email protected];

Кургузова Евгения Вадимовна — студентка, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, [email protected].

About the authors: Julia Sergeevna Gribach — engineer, Educational Research and Production Laboratory of Aerodynamic and Aeroacoustic Tests of Buildng Construction (UNPL AAISK), Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), 129337, Moscow, Yaroslavskoe shosse, 26, Russian Federation, [email protected];

Oleg Olegovich Egorychev — researcher, Educational Research and Production Laboratory of Aerodynamic and Aeroacoustic Tests of Buildng Construction (UNPL AAISK), Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), 129337, Moscow, Yaroslavskoe shosse, 26, Russian Federation, olegoleg92@gmail. com;

Evgenia Vadimovna Kurguzova — student, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), 129337, Moscow, Yaroslavskoe shosse, 26, Russian Federation, [email protected].

Энергия ветра. Альтернативные источники энергии Univolts. Поставщик решений энергосбережения и технологий

	Ammonit Gesellschaft für Messtechnik GmbH С самого начала, Ammonit был один из пионеров в области профессионального измерения ветров. Сегодня, Ammonit — лидер в развитии и производстве метеорологических систем измерения. Он устанавливает признанные во всем мире стандарты. Регистраторы данных компании Ammonit используются во всем мире для того, чтобы снимать измерения ветра и контролировать работу ветряных фермы. Продукция данной комании доволно обширна, начиная от компьютеров для оправления места установки мельницы до регистраторов данных для полного измерения показателей турбин ветра. Для того, чтобы объединить измерения устройств в системы SCADA используемые для  контроля ветряных ферм, как стандарт во всех регистраторах данных, используется протокол MODBUS. Вся продукция сертифицирована согласно DIN EN ISO 9001:2000.
	CUBE Engineering GmbH Независимая, международная инжиниринговая компания, работающая в сфере ветряной энергии. Осуществила планирование и установку 7 700 ветряных турбин с отдачей приблизительно 9 000 МВТ за 17 лет. Основные клиенты — проект разработчики, компании энергоснабжения, производства по всему миру. Возможны как небольшие проекты и экспериментальные системы (до 10 кВт), так и масштабные проекты (до 180 МВТ)!
	Gesellschaft für Handel und Finanz GmbH С 1985, GHF вложил капитал 2.5 миллиарда ЕВРО в развивающиеся рынки. С 1997 года, более чем 720 миллионов ЕВРО было инвестировано в силу ветра с 315 установками и выходной мощностью почти 510 мВт. Группа GHF — является лидер немецкого рынка в обеспечении функционирования и управления ветряных ферм. Также GHF организует инвестирование. Области специализации: построение концепции, основное планирование, обеспечение недвижимым имуществом, процедуры одобрения, написание проекта, финансирование, строительство и сборка, ввод в действие, поставка под ключ, управление, продажа готовых ветряных ферм.
	GE Wind Energy GmbH Дженерал Электрик Энергия является вторым по величине в мире поставщиком технологий для электростанции, обслуживающих энергетических компаний и систем управления энергией. В 2008, это подразделение Дженерал Электрик Энергия, которая размещается в Атланте (США), достигло товарооборота почти 22 миллиарда долларов США. Дженерал Электрик Энергия разрабатывает и ветряные турбины в Германии, Испании, Китае, Канаде и США. Диапазон продукции Дженерал Электрик Энергия охватывает турбины с номинальными выходом от 1 500 кВт до 3 600 кВт и дополнен поддержкой, которая может начинаться от проектной разработки до обеспечения бесперебойной работы и обслуживания ветряной турбины. К декабрю 2008, Дженерал Электрик Энергия создала и/или разработала более чем 10 000 ветряных турбин во всем мире с выходом  в общей сложности более чем 9 900 МВТ.
	Prowind GmbH Главный офис компании PROWIND  располагается Osnabrueck  (Германия). Компания спроектировала, профинансировала и создала больше чем 16 ветряных ферм и 3 предприятия по производству биогаза с 2000 года. Как компания, предоставляющая полный комплекс услуг, PROWIND  обеспечивает проектное планирование, разработку, финансирование и постройку, а так же техническое и операционное управление для клиентов  и партнеров. Основной деятельностью компании остается создание электричества энергии ветра, хотя производство  энергии посредством фотовольтаики является  новым успешным направление деятельности компании. PROWIND  развивает солнечный парки в Испании и Италии, и ветряные фермы в Ирландии, Англии, Франции, Румынии, Канаде, Бразилии и Австралии, и осуществляет получение более чем 1 000 мВт.
	Wilh. Lambrecht GmbH LAMBRECHT разрабатывает, производит и продает профессиональные метеорологические измерительные приборы. Инновации, функциональные возможности, качество и длинное сроки службы продукции принесли компании успех. Датчики и системы LAMBRECHT используются в 150 стран. В течение многих лет, метеорологические службы, производители ветряных турбин, представители правительств и многие другие доверяли экспертам LAMBRECHT. LAMBRECHT придумал новый, модульный датчик, который был спроектирован со всеми требованиями ветряной промышленности. С ее сериями датчиков: Basic, Industry, Professional, LAMBRECHT может поставлять совершенный датчик ветра для любых систем ветряных турбин и любых климатических условий.
	Vestas Central Europe Группа Vestas, размещенная в Randers (Дания), является ведущим в мире производителем ветряных турбин. Ее главные виды деятельности — производство, продажа, маркетинг и обслуживание систем генерации электричества из ветра. С многолетним опытом в этой области Vestas поспособствовала созданию энергии ветра, конкурентоспособной сегодня. Vestas появился в Германии в октябре 1983, когда она устанавила первую ветряную турбину V15, со выходной мощностью 55 кВт, на побережье Северного моря Шлезвиг-Гольштейна. С тех пор, Vestas Deutschland, находящаяся в Husum, установила более чем 35 000 ветряных турбин во всем мире.

Энергия ветра и солнца вытесняет уголь, но не так быстро, как хотелось бы

Согласно данным аналитического центра Ember, с 2015 года доля солнечной и ветровой энергии в мировой энергетике увеличилась вдвое. В настоящее время она составляет около 10 % всего объёма вырабатываемой энергии, приближаясь к уровню атомных электростанций.

Альтернативные источники энергии постепенно вытесняют уголь, производство которого снизилось в первой половине 2020 года на рекордные 8,3 % по сравнению с тем же периодом 2019 года. По данным Ember, на долю энергии ветра и солнца пришлось 30 % этого сокращения, в то время как большая часть спада произошла из-за пандемии коронавируса, повлекшей за собой снижение спроса на электроэнергию.

Исследование Ember охватывает 48 стран, на которые приходится 83 % мирового производства электроэнергии. По количеству электроэнергии, вырабатываемой за счёт ветра и солнца, сейчас лидируют Великобритания и ЕС. В настоящее время на эти альтернативные источники энергии в Германии приходится 42 % энергопотребления, в Великобритании — 33 % и 21 % в ЕС.

Это гораздо выше по сравнению с тремя главным «загрязнителями» атмосферы углеродом в мире: Китаем, США и Индией. В Китае и Индии ветровая и солнечная энергетика вырабатывает примерно десятую часть всей электроэнергии. Причём на долю Китая приходится более половины всей угольной энергетики в мире.

В США около 12 % всего объёма электроэнергии получают от солнечных и ветряных ферм. Согласно прогнозу, опубликованному ранее на этой неделе Управлением энергетической информации США, возобновляемые источники энергии будут самым быстрорастущим источником производства электроэнергии в этом году. В апреле 2019 года общий объём энергии в США, вырабатываемой из «зелёных» источников, впервые превысил долю угля, благодаря чему прошлый год стал рекордным для возобновляемых источников энергии. Согласно данным Reuters, по итогам 2020 года, как ожидается, доля возобновляемых источников энергии и атомной энергии в структуре электроэнергетики США превысит долю угля.

Все это обнадеживает, но до достижения цели, указанной в Парижском климатическом соглашении от 2015 года, по предотвращению нагрева планеты более чем на 1,5°С по сравнению с доиндустриальным уровнем, предстоит пройти ещё долгий путь. Чтобы достичь этой цели, необходимо сокращать потребление угля на 13 % ежегодно в течение следующих 10 лет, а выбросы углекислого газа должны практически исчезнуть к 2050 году.

«Тот факт, что во время глобальной пандемии выработка угля упала всего лишь на 8 %, показывает, насколько мы всё ещё далеки от реализации задачи, — отметил Дэйв Джонс (Dave Jones), старший аналитик Ember. — У нас есть решение, оно работает, но это происходит недостаточно быстро».

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Источник энергии — ветер — Bellona.

ru

Photo: www.nukri.org

Централизованное электроснабжение и обслуживание малых и удаленных друг от друга потребителей в большинстве случаев связано с высокими затратами, а денег, как известно, никогда не бывает много. Альтернативой ему могут и должны стать дешевые, надежные и экологически чистые источники — ветряные энергетические установки (ВЭУ).

Однако, не смотря на то, что уже давно существуют развитые технологии для производства электроэнергии с помощью ветряных установок, рынок, связанный с использованием энергии ветра развивается очень медленно.

Во-первых, очень низок уровень информированности населения о возможности использования ВЭУ в качестве источника энергии. Во-вторых, совершенно отсутствуют законодательные и нормативные акты по применение возобновляемых источников энергии, в том числе ВЭУ.

Photo: intelcenter.com.ua

В США поддержка осуществляется на федеральном и местном (штат, город) уровнях. Штаты Нью-Йорк, Висконсин, Мичиган и Пенсильвания используют механизмы государственной закупки возобновляемой электроэнергии как средство стимулирования и поддержки источников чистой энергии. В штате Нью-Йорк государственная закупка чистой энергии может составить к 2010 году — 20%.В Пенсильвании государственная закупка уже в течение нескольких лет составляет 5%. Существует система государственных доплат за выработанную ВЭУ энергию (1,5 цента за кВт.ч).

В Австралии на каждый выработанный на возобновляемых источниках энергии МВт выдается сертификат. По итогам финансового года за каждый отсутствующий сертификат взимается штраф в размере около $21.

Принятым в Германии законом об использовании возобновляемых источников энергии в течение первых пяти лет эксплуатации предусмотрена фиксированная стоимость энергии, отпускаемой ВЭС потребителю на уровне около 0,09 евро/кВт.ч. Величина квот на возобновляемую энергию в Великобритании составляет 3% от годового объема и возрастет до 10% к 2010 г.

Для поддержки начинаний в области альтернативной энергетики в Индии создано министерство нетрадиционных источников энергии. При нем организован фонд субсидирования и выдачи кредитов для строительства объектов ВИЭ. Кредит выдается на 6 лет с освобождением от выплаты процентов на 1 год. Для объектов ветроэнергетики введены такие льготы: освобождение от налога на прибыль на первые 5 лет после сооружения, разрешение на списание 100% стоимости ВЭС через год эксплуатации, гарантированная стоимость продажи энергии, вырабатываемой ВЭС, в размере $0,07-0,08/кВт.ч.

В странах с достаточно развитой ветроэнергетикой принят ряд мер, стимулирующих работы в этом направлении. В Германии, США, Испании, Индии, Нидерландах, Англии существуют налоговые льготы на производство оборудования и создание ВЭС, государственные и региональные инвестиции в создание новых типов оборудования и создание ВЭС, государственные гарантии для инвесторов.

В России закон о возобновляемых источниках энергии, как мы помним, до сих пор не принят.

Интернет-издание о высоких технологиях

Альтернативные источники энергии становятся выгодными

Альтернативная энергетика шагнула далеко вперед — то, что еще вчера казалось фантастикой, сегодня стало объективной реальностью. Рост спроса на альтернативные источники энергии вызван уже не только заботой об экологии того или иного региона, но и экономической выгодой.

Согласно недавнему заявлению одного из лидеров энергетического хозяйства Евросоюза, к 2010 году 10% всего потребляемого электричества будет производиться за счет возобновляемых источников энергии. Впереди всех по использованию альтернативных источников электроэнергии пока Германия. Если верить отчету местного Федерального союза энергетики и водного хозяйства (BDEW), то показатель в 10% в настоящий момент здесь почти достигнут, а в 2008 году эта цифра будет намного выше и составит более 14%. Согласно этому же отчету, альтернативные источники энергии в Германии распределились следующим образом: на долю энергии ветра приходится 6,8%, на гидроэнергетику — 3,4%. Использование энергии биомассы дает стране 3,1%. И лишь 0,5% составляют так называемые солнечные батареи или фотоэлектрические системы, если пользоваться научной терминологией.

Напомним, что к альтернативным автономным источникам электроэнергии специалисты относят, прежде всего, энергию солнца, ветра и воды. Отдельным, многоцелевым, источником энергии служит биомасса — из жидких органических отходов которой получают биогаз, являющийся, в том числе, и топливом для электрогенераторов последнего поколения.

На российском рынке представлен целый спектр решений из области альтернативной энергетики, позволяющих решать самые сложные задачи. В том числе и те, для которых раньше применялись традиционные источники автономного электропитания — газовые и дизельные установки. Благодаря энергии солнца, ветра и воды сегодня можно обеспечить электричеством небольшой коттедж и даже целый населенный пункт, организовать поиск и добычу полезных ископаемых, подъем воды из скважин, наладить ирригационные системы.

Энергия ветра

Ветроэнергетические установки являются на сегодняшний день основным способом преобразования ветровой энергии в электрическую. Ветроэнергетика активно развивается во всем мире. Установка по преобразованию энергии ветра в электрический ток выглядит, как ветровая турбина с горизонтальным валом, на котором установлено рабочее колесо с различным числом лопастей — обычно их 2-3. Многолопастные колеса применяются в малых установках, предназначенных для работы при невысоких скоростях ветра. Турбина и электрогенератор размещаются в гондоле, установленной на верху мачты. Для автономного питания используются так называемые малые ветроэнергетические установки — мощностью до 100 кВт. Сфера их применения во многом совпадает с фотопреобразователями.

Подобные ветроустановки часто работают совместно с дизельгенераторами. Активно ведутся инновационные разработки в области ветро-солнечных установок. Считается, что ветро-солнечные электрогенераторы способны обеспечить более равномерную выработку электроэнергии — при солнечной погоде ветер слабеет, а при пасмурной — наоборот, усиливается.

Энергия воды

Энергия воды используется в установках двух типов. Это, в первую очередь, приливные электростанции, чей принцип работы основан на перепаде уровней «полной» и «малой» воды во время прилива и отлива. Основное их преимущество состоит в том, что выработка электроэнергии носит предсказуемый плановый характер и практически не зависит от изменений погоды. Вторым типом «водных» электростанций являются речные. Автономные источники электропитания, в основном, устанавливаются на малых реках.

В последние годы достигнут значительный технический прогресс в разработке автономных гидроагрегатов, в том числе и в России. Новейшее оборудование полностью автоматизировано и не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала, а также отличается повышенным сроком службы в сравнении с традиционными источниками электроэнергии — ресурс работы подобных установок до 40 лет. Помимо использования малых рек, одной из инноваций применения автономных гидроэлектростанций является их установка в питьевых водопроводах и технологических водотоках предприятий, на промышленных и канализационных стоках. Автономные гидроэлектростанции обычно устанавливают вместо гасителей давления. 

Энергия биомассы

Под биомассой понимаются все органические вещества растительного и животного происхождения. Энергия, содержащаяся в биомассе, может конвертироваться в технически удобные виды топлива или энергии несколькими путями. С помощью получения растительных углеводородов, к примеру, можно получить рапсовое масло, добавляемое к дизельному топливу. Термохимическая обработка (прямое сжигание, пиролиз, газификация, сжижение, фест-пиролиз) дает прямую конверсию в топливо. И третий путь, применяемый исключительно к жидкой биомассе, — биотехнологическая конверсия. На выходе можно получить низкоатомные спирты, жирные кислоты и биогаз.

Среди биохимических технологий переработки жидких органических отходов наиболее широкое применение во многих странах мира получила технология анаэробного (в отсутствии атмосферного кислорода) разложения органического сырья с получением биогаза, состоящего на 55-60 % из метана. Вырабатываемый биогаз используется не только в качестве топлива для электрогенераторов последнего поколения, но и в двигателях внутреннего сгорания — для производства электрической и механической энергии.

Энергия солнца

Бытует мнение, что солнечная энергия может эффективно использоваться только в южных странах, а Россия после распада Советского Союза является скорее северной страной, где солнечного излучения недостаточно и использовать его нецелесообразно. Но с момента появления первой солнечной батареи (1954 год) прошло более полувека, с тех пор сделано множество открытий в этой области, технология заметно усовершенствовалась. Последние исследования и разработки специалистов Института высоких температур Российской академии наук (ИВТ РАН) показали, что использовать фотоэлектрические источники питания в России можно и нужно. Плюсы использования солнечных батарей очевидны. Прежде всего, для запуска солнечной батареи не нужны дополнительные источники электроэнергии: чтобы солнечная батарея начала функционировать, достаточно только солнечного излучения. Кроме того, а отличие от дизельгенераторных установок топливо для солнечной батареи неиссякаемо. Во всяком случае, пока светит солнце! Фотоэлектрические установки удобны для транспортировки и монтажа, так как имеют малый вес. Специалисты также отмечают надежность современных солнечных батарей, способных работать очень долго практически в любых климатических зонах.

Фотоэлектрические автономные источники питания обычно состоят из целого ряда солнечных батарей, расположенных на плоскости. Если раньше солнечные батареи имели весьма низкий КПД, то некоторое время назад разрабочикам удалось существенно увеличить показатели благодаря использованию двух- и трехслойных элементов. Электрический ток возникает при попадании солнечных лучей на фотоэлементы — в фотоэлектрическом генераторе. Наиболее эффективны генераторы, основанные на возбуждении электродвижущей силы (ЭДС) на границе между проводником и светочувствительным полупроводником или между разнородными проводниками. Наибольшее распространение получили солнечные фотоэлектрические установки на основе кремния трех видов: монокристаллического (наиболее высокий кпд), поликристаллического и аморфного.

По мнению большинства специалистов, за альтернативным энергоснабжением — будущее не только автономных источников энергоснабжения, но и всей энергетики. По мере появления новых технологических решений, использование подобных установок будет все шире применяться во всем мире. В том числе и в России. Ведь уже сейчас основным мотивом использования альтернативных источников питания является не экологическое обоснование, а экономический фактор. В самое ближайшее время следует ожидать появления множества инноваций в области комбинированных решений — ветро-фотоэлектрических, дизель-ветровых и дизель-фотоэлектрических автономных энергоустановок. Работы в этом направлении активно ведутся.

Андрей Егоров

Альтернативные источники энергии: почему они нужны всем

МОСКВА, 19 дек — ПРАЙМ. Использовать возобновляемые источники энергии (ВИЭ) человечество стало раньше, чем научилось добывать уголь, нефть и газ. Однако со временем потребление энергии росло — человеку индустриального общества требовалось уже в 100 раз больше энергии, чем в первобытную эпоху. И тогда обеспечить стабильную поставку таких мощностей стало возможным благодаря сжиганию ископаемого топлива. 

Сейчас человечество снова задумалось об использовании альтернативных источников энергии, так как запасы нефти и газа исчерпаемы, а их использование наносит большой вред окружающей среде, но уже на совершенно другом уровне. Ведь перемолоть муку на ветряной мельнице или обеспечить электроэнергией целый город с помощью ветрогенераторов — задачи разного масштаба. 

К основным видам ВИЭ сегодня относят гидроэнергетику, ветроэнергетику, гелиоэнергетику. В некоторых местах можно развивать волновую и геотермальную энергетику.

САМЫЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ВИЭ

Гидроэнергетика — самый распространенный способ добычи энергии из неисчерпаемого источника, теоретический потенциал которого оценивается в 30-40 ТВт·ч в год. Для ее работы необходимо построить плотину, разместить турбины, которые будет крутить вода. Явным преимуществом является стабильность выработки энергии и возможность ее контролировать, изменяя скорость потока воды. Среди недостатков — резкое изменение уровня воды в искусственных водохранилищах, нарушение нерестового цикла рыб и снижение количества кислорода в воде, что вредит флоре и фауне водоема.

Хитрости бизнеса. Как офшоры помогают компаниям экономить на налогах

 

Еще один перспективный источник — ветроэнергетика. Для добычи энергии таким способом необходимо установить специальные турбины, которые будет вращать ветер, за счет чего будет вырабатываться электричество. Ветряные турбины легко и дешево обслуживать, они не занимают много места, вращаются на высоте от 100 м, то есть, под ними можно, например, вести сельскохозяйственную деятельность. 

Иногда ветроэлектростанции (ВЭС) строят прямо в море. Такой проект в 2017 году разработали Дания, Нидерланды и Германия. Они собираются к 2050 году соорудить в море остров площадью 6 кв. км и разместить на нем турбины. Планируется, что такая станция сможет вырабатывать до 30 ГВт·ч в год энергии, а в перспективе — до 100 ГВт·ч в год.  

Однако у этого источника дешевой и чистой энергии есть несколько существенных недостатков — нестабильность и зависимость от места размещения. Ветер дует не везде и не всегда. А в местах, где ветер дует часто и с большой силой, как правило, не располагаются населенные пункты. Это повышает расходы на строительство линий электропередач и транспортировку энергии. Поэтому ветроэнергетика хороша именно как дополнительный источник энергии.

Альтернатива ВЭС — солнечные электростанции (СЭС), которые могут работать по нескольким принципам. В одном случае с помощью сфокусированных солнечных лучей нагревают резервуар с водой (температура пара в нем может доходить до 7000С), в другом — используются фотобатареи. Второй тип гораздо проще соорудить, устанавливать фотоэлементы можно практически везде, а стоимость их продолжает снижаться с развитием технологии производства. 

Что такое валютные войны и зачем их ведут

Главными недостатками СЭС является большая зависимость от места расположения, времени суток и сезона. Например, станция не будет вырабатывать энергию ночью, значительно меньше — в зимнее время года. Полностью обеспечить себя электричеством с помощью СЭС могут даже не все африканские страны. Поэтому солнечная энергетика на данном этапе тоже может служить только в качестве вспомогательного источника. 

КАК ИСПОЛЬЗУЮТ ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

В волновой энергетике используются специальные модули, которые качаются на волнах и таким образом приводят в действие специальные поршни. Потенциал этого вида ВИЭ оценивают более чем в 2 ТВт·ч в год. Волновые электростанции защищают берега и набережные от разрушения, уменьшают воздействие на опоры и мосты. При правильной установке они не вредят окружающей среде, к тому же практически незаметны в море.

Среди недостатков — нестабильность (то есть станция вырабатывает меньше энергии во время штиля), шум, незаметность для водного транспорта, из-за чего необходимо дополнительно устанавливать сигнальные элементы. 

В некоторых местах устанавливают геотермальные станции (ГеоТЭС). Общий потенциал геотермальной энергии оценивается в 47 ТВт·ч в год, что соответствует выработке примерно 50 тысяч АЭС, но сейчас технологии позволяют получить доступ только к 2% от него — 840 ГВт·ч в год. Чтобы это сделать, роют две скважины, по одной из них подается вода, которая, нагреваясь от тепла земли, превращается в пар. Затем пар по трубе направляется в турбины. На разных этапах происходит его очистка от примесей. 

Главное преимущество геотермальной энергетики — стабильность, которую не могут обеспечить многие ВИЭ, и компактность, что удобно для районов со сложным рельефом. С другой стороны, вода, которая проходит через скважины, несет большое количество тяжелых металлов и других вредных веществ. При неправильной эксплуатации станции или при возникновении чрезвычайной ситуации, попадание в атмосферу и в почву этих веществ, может привести к экологической катастрофе локального масштаба. 

Кроме того, стоимость энергии ГеоТЭС выше, чем у ВЭС и СЭС, а мощность довольно невысокая.

Основная проблема практически всех перечисленных выше источников заключается в их нестабильности. Современные аккумуляторы не позволяют накапливать такое количество энергии, чтобы без потерь мощности использовать ее в ночное время или во время штиля. Один из вариантов — во время пиковых нагрузок поднимать воду в верхнюю часть водохранилища и потом во время затишья использовать ее для выработки энергии на ГЭС. 

Зарабатываем и делимся: популярно о дивидендах

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ В РОССИИ И В МИРЕ

На данный момент использование ВИЭ активно развивается в Европе, где страны вынуждены закупать топливо для работы традиционных электростанций. Но, по мнению некоторых экспертов, в развитии альтернативной энергетики заинтересованы и государства, чья экономика зависит от экспорта нефти и газа. Ведь если в некоторых регионах использовать ВИЭ вместо газа, это топливное сырье можно будет отправить на экспорт. 

Тем не менее, в России этот сектор энергетики развивается очень медленно. По данным аналитической компании Enerdata, в Норвегии около 97% электроэнергии добывается из альтернативных источников с учетом гидроэнергетики, около 80% — в Новой Зеландии и Бразилии. В Европе 30-40% энергии ВИЭ вырабатывается в Германии, Италии, Испании и Великобритании. В России этот показатель составляет всего 17,2%, из них доля СЭС и ВЭС — менее 1%.

Альтернативные источники энергии — Энергетика и промышленность России — № 3 (31) март 2003 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 3 (31) март 2003 года

На пороге ХХI века человек все чаще и чаще стал задумываться о том, что станет основой его существования в новой эре. Энергия была и остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможность создавать различные материалы, является одним из главных факторов при разработке новых технологий. Попросту говоря, без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать. Homo Sapiens прошел путь от первого костра до атомных электростанций, освоил добычу основных традиционных энергетических ресурсов — угля, нефти и газа, научился использовать энергию рек, освоил «мирный атом», но все активнее обсуждаются вопросы использования новых нетрадиционных, альтернативных видов энергии. По оценкам специалистов, мировые ресурсы угля составляют 15, а по неофициальным данным 30 триллионов тонн, нефти — 300 миллиардов тонн, газа — 220 триллионов кубометров. Разведанные запасы угля составляют 1685 миллиардов тонн, нефти — 137 миллиардов тонн, газа — 142 триллионов кубометров. Почему же наблюдается тенденция к освоению альтернативных видов энергии, при таких, казалось бы, внушительных цифрах, при том, что в последние годы в шельфовых зонах морей открыты огромные запасы нефти и газа? Есть несколько ответов на этот вопрос. Во-первых, непрерывный рост промышленности как основного «клиента» энергетической отрасли. Существует точка зрения, что при нынешней ситуации запасов угля хватит примерно на 270 лет, нефти на 35-40 лет, газа на 50 лет. Во-вторых, необходимость значительных финансовых затрат на разведку новых месторождений, так как часто эти работы связаны с организацией глубокого бурения (в частности, в морских условиях) и другими сложными и наукоемкими технологиями. И, в третьих, экологические проблемы, связанные с добычей энергетических ресурсов. Склады нефтепродуктов и окружающие их территории подчас напоминают «города мертвых», а кадры кинохроники о плавающих в нефтяной пленке морских птицах и животных тревожат не только Greenpeace.

В настоящее время выдвигаются множество различных идей и предложений по использованию всевозможных возобнавляемых видов энергии. Разработка некоторых проектов еще только начинается. Так, существуют предложения по использованию энергии разложения атомных частиц, искусственных смерчей и даже энергии молнии. Проводятся эксперименты по использованию «биоэнергетики», например, энергии парного молока для обогрева коровников.

Но существуют и «традиционные» виды альтернативной энергии. Это энергия Солнца и ветра, энергия морских волн, приливов и отливов. Есть проекты преобразования в электроэнергию газа, выделяющегося на мусорных свалках, а также из навоза на звероводческих фермах. Основным видом «бесплатной» неиссякаемой энергии по справедливости считается Солнце. В Солнце сосредоточено 99, 886% всей массы Cолнечной системы. Солнце ежесекундно излучает энергию в тысячи миллиардов раз большую, чем при ядерном взрыве 1 кг U235 .

Солнце — неисчерпаемый источник энергии — ежесекундно дает Земле 80 тысяч миллиардов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Нужно только уметь пользоваться им. Например, Тибет — самая близкая к Солнцу часть нашей планеты — по праву считает солнечную энергию своим богатством. На-сегодня в Тибетском автономном районе Китая построено уже более пятидесяти тысяч гелиопечей. Солнечной энергией отапливаются жилые помещения площадью 150 тысяч квадратных метров, созданы гелиотеплицы общей площадью миллион квадратных метров.

Хотя солнечная энергия и бесплатна, получение электричества из нее не всегда достаточно дешево. Поэтому специалисты непрерывно стремятся усовершенствовать солнечные элементы и сделать их эффективнее. Новый рекорд в этом отношении принадлежит Центру прогрессивных технологий компании «Боинг». Созданный там солнечный элемент преобразует в электроэнергию 37 процентов попавшего на него солнечного света.

Это достижение стало возможным, с одной стороны, благодаря использованию двухслойной конструкции. Верхний слой — из арсенаида галлия. Он поглощает излучение видимой части спектра. Нижний слой — из антимонида галлия и предназначен улавливать инфракрасное излучение, которое обычно теряется. С другой стороны, высокая эффективность достигается благодаря специальному покрытию, преломляющему свет и фокусирующему его на активные области солнечной ячейки.

Компактная передвижная электростанция сконструирована германским инженером Хербертом Бойерманом. При собственном весе 500 кг она имеет мощность 4 КВт, иначе говоря, способна полностью обеспечить электротоком достаточной мощности загородное жилье. Это довольно хитроумный агрегат, где энергию вырабатывают сразу два устройства — ветрогенератор нового типа и комплект солнечных панелей. Первый оснащен тремя полусферами, которые (в отличие от обычного ветрового колеса) вращаются при малейшем движении воздуха, второй — автоматикой, аккуратно ориентирующей солярные элементы на светило. Добытая энергия накапливается в аккумуляторном блоке, а тот стабильно снабжает током потребителей.

Глядя вперед, в те времена, когда штат Калифорния будет нуждаться в удобных станциях для подзарядки электробатарей, «Южнокалифорнийская компания Эдисон» планирует начать испытание специальной автостанции для машин, работающих на солнечной энергии, которая в конечном счете должна стать обычной заправочной станцией со множеством парковочных мест и различными магазинами. Солнечные панели на крыше станции, расположенной в городе Даймонд-Баре, обеспечат энергию для зарядки электромобилей в течение всего рабочего дня даже зимой. А излишек, получаемый от этих панелей, будет использоваться для нужд самой автостанции. Ожидается, что к 2000 году на дорогах Калифорнии появится около 200000 электромобилей. Возможно, и нам стоит подумать об использовании солнечной энергии в широких масштабах. В частности, в Крыму с его «солнцеобильностью».

На первый взгляд ветер кажется одним из самых доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца он может «работать» зимой и летом, днем и ночью, на севере и на юге. Но ветер — это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала «месторождения» ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда «размазана» по огромным территориям. Основные параметры ветра — скорость и направление — меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее «надежным», чем Солнце. Таким образом, встают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Во-первых, это возможность «ловить» кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом. Существуют интересные разработки по созданию принципиально новых механизмов для преобразования энергии ветра в электрическую. Одна из таких установок (патент РФ № 1783144, см. рис) порождает искусственный сверхураган внутри себя при скорости ветра в 5 м/с!

В последнее время в некоторых странах снова обратили внимание на те проекты, которые были отвергнуты ранее как малоперспективные. Так, в частности, в 1982 г. британское правительство отменило государственное финансирование тех электростанций, которые используют энергию моря: часть таких исследований прекратилась, часть продолжалась при явно недостаточных ассигнованиях от Европейской комиссии и некоторых промышленных фирм и компаний. Причиной отказа в государственной поддержке называлась недостаточная эффективность способов получения «морского» электричества по сравнению с другими его источниками, в частности — атомными.

В мая 1988 г. в этой технической политике произошел переворот. Министерство торговли и промышленности Великобритании прислушалось к мнению своего главного советника по энергетике Т. Торпа (T. Thorpe), который сообщил, что три из шести имеющихся в стране экспериментальных установок усовершенствованы и ныне стоимость 1 КВт/ч на них составляет менее 6 пенсов, а это ниже минимального уровня конкурентоспособности на открытом рынке. Цена «морской» электроэнергии с 1987 г. снизилась вдесятеро.

Наиболее совершенен проект «Кивающая утка», предложенный конструктором С. Солтером (S. Salter; Эдинбургский университет, Шотландия). Поплавки, покачиваемые волнами, дают энергию стоимостью всего 2,6 пенса за 1 КВтч, что лишь незначительно выше стоимости электроэнергии, которая вырабатывается новейшими электростанциями, сжигающими газ (в Британии это — 2,5 пенса), и заметно ниже, чем дают АЭС (около 4,5 пенса за 1 КВтч).

Следует заметить, что использование источников альтернативных, возобновляемых видов энергии может достаточно эффективно снизить процент выбросов в атмосферу вредных веществ, то есть в какой-то степени решить одну из важных экологических проблем. Энергия моря может с полным основанием быть причисленной к таким источникам.

Энергия малых рек также в ряде случаев может стать источником электроэнергии. Возможно, для использования этого источника необходимы специфические условия (например, речки с сильным течением), но в ряде мест его, где обычное электроснабжение невыгодно, установка мини-ГЭС могла бы решить множество локальных проблем. Бесплотинные ГЭС для речек и речушек уже существуют (см. фото 3). Этот двухметровый агрегат есть не что иное, как бесплотинная ГЭС мощностью в 0,5 КВт. В комплекте с аккумулятором она обеспечит энергией крестьянское хозяйство или геологическую экспедицию, отгонное пастбище или небольшую мастерскую… Была бы поблизости речушка!

Роторная установка диаметром 300 мм и весом всего 60 кг выводится на стремнину, притапливается на придонную «лыжу» и тросами закрепляется с двух берегов. Остальное — дело техники: мультипликатор вращает автомобильный генератор постоянного тока напряжением 14 вольт, и энергия аккумулируется.

Бесплотинная мини-ГЭС успешно зарекомендовала себя на речках Горного Алтая, доработана до уровня опытного образца.

Одним из наиболее необычных видов использования отходов человеческой деятельности является получение электроэнергии из мусора. Проблема городских свалок стала одной из наиболее актуальных проблем современных мегаполисов. Но, оказывается, их можно еще использовать для производства электроэнергии. Во всяком случае именно так поступили в США, в штате Пенсильвания. Когда построенная для сжигания мусора и одновременной выработки электроэнергии для 15000 домов печь стала получать недостаточно топлива, было решено восполнить его мусором с уже закрытых свалок. Вырабатываемая из мусора энергия приносит округу около $ 4000 прибыли еженедельно. Но главное объем закрытых свалок сократился на 78%.

Разлагаясь на свалках, мусор выделяет газ, 50-55 % которого приходится на метан, а 45-50% — на углекислый газ и около одного процента — на другие соединения. Если раньше выделяемый газ просто отравлял воздух, то теперь в США его начинают использовать в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания с целью выработки электроэнергии. Только в мая 1993 года 114 электростанций, работающих на газе от свалок, произвели 344 мегаджоуля электроэнергии. Самая крупная из них, в городе Уиттиер, производит за год 50 мегаджоулей. Станция мощностью 12 мегаватт способна удовлетворить потребность в электроэнергии жителей 20 тысяч домов. По подсчетам специалистов, газа на свалках США хватит для работы небольших станций на 30-50 лет. Не стоит ли и нам задуматься над проблемой вторичного использования мусора? При наличии эффективной технологии мы могли бы сократить количество мусорных «курганов», а заодно значительно пополнить и восполнить запасы энергии, благо «дефицита сырья» для ее производства не предвидится.

Казалось бы, что может быть неприятнее навоза? Много проблем связано с загрязнением водоемов отходами звероводческих хозяйств. Большие количества органического вещества, попадающие в водоемы, способствуют их старению.

Известно, что теплоцентрали — активные загрязнители окружающей среды, свинофермы и коровники — тоже. Однако из этих двух зол можно составить нечто хорошее. Именно это произошло в английском городе Пиделхинтоне, где разработана технология переработки навоза свиней в электроэнергию. Отходы идут по трубопроводу на электростанцию, где в специальном реакторе подвергаются биологической переработке. Образующийся газ используется для получения электроэнергии, а переработанные бактериями отходы — для удобрения. Перерабатывая 70 тонн навоза ежедневно, можно получить 40 киловатт.

Кроме замены традиционных источников энергии альтернативными, существуют проекты по созданию экологически чистых и сбалансированных городов и деревень будущего. Основой для их создания будут служить применение экономичных материалов, а также оптимальный режим использования энергии, который смогут поддерживать с помощью компьютерных программ.

Хранителем домашнего очага и незримым существом в доме, по старинным поверьям, служит теплый домовой. Техническую помощь ему в скандинавских странах, в первую очередь в Швеции, оказывает теперь программно управляемая бытовая теплоцентраль «Аквае 47 ОД». Разработанная шведской фирмой «Электро стандард», эта установка довольствуется скромным местом, скажем, площадью кухни.

Тепловые насосы и узел нагрева воды вмонтированы в нее еще на заводе-изготовителе. Принцип экономного вторичного обогрева таков: из использованного воздуха ванной комнаты, кухни и подсобок тепловая энергия возвращается в систему отопления традиционного типа и утилизируется водогрейным котлом. Дополнительные калории от внешних источников газа или жидкого топлива отбираются на эти цели лишь по мере необходимости. Особые клапаны в наружных стенах, снабженные противопылевым фильтром и входящие в комплект установки, обеспечивают подвод чистого воздуха и равномерную безвытяжную смену его в доме. Это достижение компьютерной теплотехники предназначено прежде всего для односемейных домов, например, для загородных коттеджей; оно сокращает наполовину обычный расход энергии.

В испанском поселке Сант-Джосеп на острове Ивиса сооружается первая в мире экологическая деревня будущего, где поселятся четыреста человек. В проекте участвуют специалисты из всех стран Европы. Чтобы оптимально использовать солнечный свет, «умные» дома сами станут регулировать внутреннюю температуру. Это позволяет как новая технология, так и сами материалы — каркас из алюминия и поликарбоната с огромными застекленными поверхностями, где циркулирует прозрачная жидкость. Получится своеобразный щит, впускающий солнечный свет, но удерживающий тепло. Температура зимой и летом будет одинаковая — 20-22 градуса. Избыток энергии поступит в термический теплонакопитель. Электроэнергию там станут вырабатывать также ветряные мельницы и солнечные батареи, избыток ее опять же сберегут огромные аккумуляторы. Биоочистная установка превратит органические отходы — мусор и сточные воды, в метан, преобразуемый затем в электричество. Структура здания гарантирует сохранность свыше 85 процентов энергии. На гигантской биоферме будут выращивать скот, рыбу, а так же овощи, фрукты и злаки.

Возможно, такие проекты пока невозможно реализовать в значительных масштабах. До серийного производства «умных» экологически чистых домов еще далеко, но уже сейчас реализация некоторых проектов (постройка мини-ГЭС, солнечных, ветровых, мусорных электростанции) вполне реальна.

Как встретишь Новый год, так его и проведешь! Перефразируя это изречение, можно сказать, что как встретишь новую эру, так ее и проведешь. Как же встретит человечество ХХI век: в дыму труб теплостанций или в шелесте «ветряков» на фоне солнечных зеркал? Будет ли оно использовать традиционные ресурсы или перейдет на источники, пополнять которые сможет сама Природа? Ответ не за горами. В любом случае человек должен помнить: какие бы природные ресурсы он ни использовал, делать это надо бережно, помня о тех, кто идет следом.

WINDExchange: слайд-шоу WINDExchange

WINDExchange распространяет достоверную информацию о развертывании энергии ветра. В рамках этих усилий команда разработала слайд-шоу, которые быстро передают факты об энергии ветра и могут быть легко переданы другим заинтересованным сторонам. Ищите новые дополнения к серии слайд-шоу в ближайшие месяцы.

Остров Блок и за его пределами: морской ветер в США

Это слайд-шоу представляет собой краткое введение в морскую ветроэнергетику в Соединенных Штатах, включая первую в стране установку у побережья Блок-Айленда, Род-Айленд. Темы включают:

• Проекты морской ветроэнергетики в разработке и технический потенциал морской ветроэнергетики в США
• Требования к строительству морского ветроэнергетического комплекса
• Примеры выгод, предоставляемых проектом Block Island
• Проблемы развития морской ветроэнергетики в США
• Примеры инвестиций Министерства энергетики США в морскую ветроэнергетику США.

Версия PowerPoint слайд-шоу Block Island and Beyond: Offshore Wind в США

Ветровые установки и радары взаимодействия

Это слайд-шоу предоставляет информацию о воздействии ветряных электростанций, взаимодействии радаров и стратегиях смягчения последствий.Темы включают:

• Характеристики радара
• Инструмент предварительной проверки и информационная служба Министерства обороны
• Федеральная межведомственная стратегия снижения радиолокационных помех для ветряных турбин
• Инструмент для публичной проверки NEXRAD Национального управления океанических и атмосферных исследований.

PowerPoint версия слайд-шоу «Взаимодействие с ветровыми установками и радаром»

Интеграция ветроэнергетики

Это слайд-шоу предоставляет информацию об интеграции энергии ветра в электросеть, в том числе:

• Примеры энергии ветра, вносящей значительный вклад в энергетические портфели по всему миру
• Страны-лидеры рынка ветроэнергетики
• Как энергия ветра может повысить надежность системы во время суровых погодных явлений
• Как улучшенные инструменты прогнозирования ветра и ветровые технологии помогают интеграции в энергосистему.

PowerPoint версия слайд-шоу «Интеграция ветроэнергетики»

Преимущества ветроэнергетики

В этом слайд-шоу показаны главные преимущества энергии ветра:

• Обеспечивает занятость, доход и экономические выгоды от использования конкурентоспособного источника энергии
• Диверсифицирует национальный энергетический портфель
• Чистый, неиссякаемый ресурс, не использующий воду
• Имеет низкие эксплуатационные расходы
• Может использоваться в различных приложениях
• Может быть интегрирован с минимальным увеличением затрат.

Версия слайд-шоу о преимуществах ветроэнергетики в формате PowerPoint

Воздействие ветровой энергии

Это слайд-шоу помогает развеять некоторые распространенные заблуждения об энергии ветра и посвящено следующим темам:

• Дикая природа
• Воздействие на здоровье человека
• Мерцание тени
• Удары радиолокационных и коммуникационных сигналов
• Визуальные воздействия.

Версия слайд-шоу «Воздействие энергии ветра» в формате PowerPoint

Распределенные ветряные постановления

Это слайд-шоу представляет собой введение в распределенные ветровые проекты и краткий обзор тем, которые следует учитывать при разработке закона о распределенной ветровой энергии:

• Ограничения по высоте турбины
• Требования к отступлению
• Звуковые стандарты
• Разрешение.

PowerPoint версия слайд-шоу Distributed Wind Ordinances

Энергия ветра и виды птиц: понимание воздействий и стратегии смягчения

Это слайд-шоу предоставляет информацию о взаимодействии птиц с развитием ветроэнергетики и стратегиях, которые помогают минимизировать и смягчить эти взаимодействия. Представленная информация включает в себя обзор:

• Рекомендуемые действия для оценки перед началом строительства
• Оценка рисков для конкретного объекта
• Меры по минимизации в течение всего срока реализации проекта.

Версия слайд-шоу «Энергия ветра и виды птиц в формате PowerPoint»

Воздействие на окружающую среду и размещение ветроэнергетических проектов

Вы здесь

Дрессированный сокол, оснащенный глобальной системой определения местоположения и системой слежения за очень высокой частотой (VHF), собирает радиолокационные данные, которые помогают ученым совершенствовать технологии обнаружения птиц на ветряных установках.

Оценка и снижение воздействия на окружающую среду

Как и все варианты энергоснабжения, энергия ветра может оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду, включая возможность сокращения, фрагментации или ухудшения среды обитания диких животных, рыб и растений.Кроме того, вращающиеся лопасти турбины могут представлять угрозу для летающих диких животных, таких как птицы и летучие мыши. Из-за потенциального воздействия, которое ветроэнергетика может оказать на дикую природу, и возможности этих проблем задерживать или препятствовать развитию ветра в областях с высококачественными ветровыми ресурсами, решение вопросов минимизации воздействия, размещения и выдачи разрешений является одним из наивысших приоритетов ветроэнергетики.

Для решения этих проблем и поддержки экологически устойчивого развития ветроэнергетики в Соединенных Штатах, WETO инвестирует в проекты, которые стремятся охарактеризовать и понять влияние ветра на дикую природу как на суше, так и на море.Кроме того, WETO инвестирует в деятельность по сбору и распространению научно обоснованных и рецензируемых исследований воздействия на окружающую среду через централизованные информационные центры, такие как Tethys. Офис также инвестирует в научные исследования, которые позволяют внедрять инновации и разрабатывать рентабельные технологии, которые могут минимизировать воздействие на дикую природу на наземных и морских ветряных электростанциях.

WETO способствует межведомственному сотрудничеству по вопросам воздействия ветровой энергии и исследованиям размещения, чтобы обеспечить эффективное управление деньгами налогоплательщиков при решении экологических проблем, связанных с использованием ветровой энергии в Соединенных Штатах.

Ниже приведены несколько примеров инвестиций WETO:

• Офис финансирует рецензируемые исследования на протяжении более 24 лет, частично в рамках сотрудничества с ветроэнергетическими и экологическими организациями, такими как Национальное координационное сотрудничество по ветроэнергетике (NWCC) и Кооператив летучих мышей и энергии ветра.
• NWCC был образован в 1994 году отделением ветроэнергетики Министерства энергетики в партнерстве с Национальной лабораторией возобновляемой энергии с целью устранения препятствий на пути развития ветроэнергетики, включая передачу энергии, рынки электроэнергии и воздействие на дикую природу.За последнее десятилетие центр внимания NWCC сместился в первую очередь на рассмотрение и распространение высококачественной информации о воздействии на окружающую среду и решениях.
• В мае 2009 года ветроэнергетическое управление Министерства энергетики США объявило о выделении почти 2 миллионов долларов грантов на исследования окружающей среды, направленных на снижение рисков для ключевых видов и местообитаний в результате развития ветроэнергетики. В одном отчете, завершенном и опубликованном в 2013 году исследователями из Университета штата Канзас в сотрудничестве с организацией Grassland Community Collaborative NWCC, было обнаружено, что развитие ветра в Канзасе не оказало сильного воздействия на популяцию и воспроизводство более крупных прерийных кур.
• С момента своего создания в 2003 г. Кооператив «Летучие мыши и ветряная энергия» участвовал в многочисленных исследованиях, финансируемых Национальной лабораторией возобновляемой энергии Министерства энергетики США, включая исследования по оценке влияния изменения скорости включения ветряных турбин (минимальная скорость ветра на котором ветряные турбины начинают вырабатывать энергию), а также использование ультразвуковых акустических сдерживающих факторов, направленных на снижение ударов летучих мышей о ветряные турбины.
• WETO также финансирует проекты исследований и разработок, которые повышают техническую готовность технологий смягчения и минимизации воздействия летучих мышей за счет возможности конкурентного финансирования.Министерство энергетики поддерживает следующие компании, университеты и организации в полевых испытаниях и оценке почти коммерческих технологий смягчения воздействия летучих мышей, которые предоставят регулирующим органам и владельцам-операторам ветряных установок жизнеспособные и экономически эффективные инструменты для снижения воздействия на летучих мышей: International, Frontier Wind, General Electric, Техасский христианский университет и Массачусетский университет.
• WETO также финансирует проекты исследований и разработок, которые повышают техническую готовность технологий смягчения и минимизации воздействия летучих мышей за счет возможности конкурентного финансирования.Министерство энергетики поддерживает следующие компании, университеты и организации в полевых испытаниях и оценке почти коммерческих технологий смягчения воздействия летучих мышей, которые предоставят регулирующим органам и владельцам-операторам ветряных установок жизнеспособные и экономически эффективные инструменты для снижения воздействия на летучих мышей: International, Frontier Wind, General Electric, Техасский христианский университет и Массачусетский университет. Информацию об обновлениях проекта и результатах тестирования по состоянию на март 2018 г. см. В веб-семинарах «Статус и результаты разработки технологий обнаружения летучих мышей и их сдерживания на ветроустановках», проводимых Национальным координационным объединением по ветроэнергетике.
• В 2016 году WETO выбрало шесть команд для улучшения технологий, которые будут защищать орлов, разделяющих воздушное пространство с ветряными турбинами. Более 3 миллионов долларов было выделено шести командам на новаторские, критически важные технологические исследования и разработки в области технологий. Исследования, поддерживаемые этим финансированием, предоставят владельцам-операторам ветряных электростанций жизнеспособные и рентабельные инструменты для снижения потенциального воздействия на орлов на ветряных электростанциях. Это важное исследование основывается на работе Министерства энергетики, направленной на использование энергии ветра и обеспечение сосуществования с дикой природой путем решения проблем размещения и защиты окружающей среды.В случае успеха исследование защитит дикую природу, а также предоставит ветроэнергетике новые инструменты для минимизации нормативных и финансовых рисков.
• WETO поддерживает исследовательскую деятельность, направленную на изучение биологических взаимодействий с морскими ветряными турбинами. При этой поддержке исследователи собирают критически важную информацию о морской жизни и активности птиц и летучих мышей в открытом море, которая влияет на развертывание морских ветроэнергетических проектов в США. Например, Научно-исследовательский институт биоразнообразия и множество его сотрудников провели крупнейшее экологическое исследование, когда-либо проводившееся в Средней Атлантике, чтобы получить подробную картину окружающей среды в среднеатлантических районах ветроэнергетики, которая будет способствовать выдаче разрешений и соблюдению экологических требований для морских ветров проекты.

WETO также работает с другими федеральными агентствами над разработкой руководящих принципов, позволяющих разработчикам выполнять законодательные, нормативные и административные требования по защите дикой природы, национальной и общественной безопасности. Например, Управление ветроэнергетических технологий работало с Министерством внутренних дел над разработкой его Руководящих указаний по наземной ветроэнергетике и Руководства по плану сохранения орла.

Оценка и уменьшение радиолокационных помех

Скриншот U. Веб-сайт базы данных S. Wind Turbine.

WETO также участвует в межведомственном партнерстве, направленном на устранение потенциального воздействия эксплуатации ветряных турбин на оборонные и гражданские радиолокационные системы. За последние несколько лет, совместно с Министерством обороны (DOD), Министерством внутренней безопасности (DHS), Федеральным управлением гражданской авиации (FAA) и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA), Управление проработало кампании межведомственных полевых испытаний и оценки (IFT & E) для характеристики воздействия ветряных турбин на существующие радары наблюдения за воздушным потоком, оценки краткосрочных методов смягчения, предлагаемых промышленностью, и сбора и анализа данных для продвижения исследований и разработки долгосрочных методов смягчения . Дополнительные сведения см. В Информационном бюллетене по снижению помех от радаров ветряных турбин.

В 2012 и 2013 годах было проведено три раунда воздушных испытаний вблизи объектов ветроэнергетики в Миннесоте и Техасе, в результате чего был подготовлен отчет и информационные бюллетени, обобщающие результаты испытаний. Министерство энергетики и его межведомственные партнеры работают над развитием этих тестов, чтобы гарантировать, что методы смягчения, которые были протестированы, могут быть использованы для снижения воздействия на радары вблизи ветряных установок.

Кроме того, база данных ветряных турбин США (которую можно просмотреть с помощью U.S. Wind Turbine Database Viewer) использовался Министерством обороны и национальной безопасности США и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований для выполнения критически важных эксплуатационных оценок воздействия ветряных турбин на радар. Эти усилия согласуются с межведомственной работой Министерства энергетики по устранению потенциального воздействия работающих ветряных турбин на оборонные и гражданские радиолокационные системы через Рабочую группу по снижению радиолокационных помех ветряных турбин.

Чтобы узнать больше о стратегии и подходах к уменьшению помех ветровому радару, посетите WINDExchange.

Воздействие на окружающую среду и ресурсы размещения

Следующие ресурсы содержат дополнительную информацию о воздействии на окружающую среду и размещении:

• Tethys: Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Министерства энергетики США разработала новую базу данных, в которой хранится богатый и разнообразный набор ресурсов о потенциальных экологических последствиях морского ветра и морских и гидрокинетических разработок. .Tethys предлагает интерактивную карту, посвященную экологическому мониторингу энергии океана и исследовательским проектам по всему миру. В новейшем дополнении к Tethys, центре «Работаем вместе над решением проблемы воздействия энергии ветра на окружающую среду» (WREN), размещаются ресурсы, посвященные исследованиям окружающей среды ветра на суше, и рассматриваются экологические проблемы, такие как взаимодействие между дикой природой и ветряными турбинами, связанное с развитием наземных и оффшорные ветроэнергетические проекты.
• Национальное координирующее сотрудничество по ветру: NWCC предоставляет информацию об исследованиях ветровой дикой природы, включая регулярные информационные бюллетени, вебинары, протоколы встреч и презентации, а также другие инструменты обмена информацией.
• Взаимодействие ветряных турбин с птицами, летучими мышами и их средой обитания: В этом ресурсе Американского института дикой природы ветра обобщается текущее состояние исследований взаимодействия ветра и дикой природы.
• Летучие мыши и ветроэнергетический кооператив (BWEC) Публикации: BWEC — это альянс государственных и федеральных агентств, частного сектора, неправительственных организаций и академических институтов, который разрабатывает решения для уменьшения воздействия ветряных турбин на летучих мышей. BWEC опубликовала несколько отчетов о своих исследованиях, таких как синтез исследований по снижению смертности от летучих мышей и оценка эффективности ультразвуковых акустических сдерживающих факторов.

Подпишитесь на информационный бюллетень Wind R&D

Получайте два раза в год обновленную информацию о деятельности WETO в области исследований и разработок.

Воздействие на окружающую среду и новости о местонахождении

Энергия ветра и окружающая среда

Ветер — источник энергии без выбросов

Ветер — возобновляемый источник энергии.В целом, использование ветра для производства энергии оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем многие другие источники энергии. Ветровые турбины не выделяют выбросов, которые могут загрязнять воздух или воду (за редким исключением), и им не требуется вода для охлаждения. Ветровые турбины могут также снизить объем производства электроэнергии из ископаемого топлива, что приведет к снижению общего загрязнения воздуха и выбросов углекислого газа.

Отдельная ветряная турбина занимает относительно небольшую площадь. Группы ветряных турбин, которые иногда называют ветряными электростанциями, расположены на открытой суше, на горных хребтах или в прибрежных водах озер или океана.

Ветряные турбины на проекте Серро-Гордо, к западу от Мейсон-Сити, Айова

Источник: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (общественное достояние)

Ветровые турбины оказывают негативное воздействие на окружающую среду

Современные ветряные турбины могут быть очень большими машинами, и они могут визуально влиять на ландшафт. Небольшое количество ветряных турбин также загорелось, и в некоторых произошла утечка смазочной жидкости, но это случается редко. Некоторым людям не нравится звук, который издают лопасти ветряных турбин, когда они вращаются на ветру. Некоторые типы ветряных турбин и ветряные проекты вызывают гибель птиц и летучих мышей. Эти смерти могут способствовать сокращению популяции видов, на которые также влияют другие антропогенные воздействия. Ветряная энергетика и правительство США изучают способы уменьшить влияние ветряных турбин на птиц и летучих мышей.

Для большинства проектов ветроэнергетики на суше требуются служебные дороги, которые увеличивают физическое воздействие на окружающую среду.Производство металлов и других материалов, используемых для изготовления компонентов ветряных турбин, оказывает воздействие на окружающую среду, и ископаемое топливо могло использоваться для производства материалов.

Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

Энергия ветра — Энергия ветра

Чистая и простая

Энергия ветра, скорее всего, скоро превзойдет гидроэлектроэнергию как наиболее распространенный возобновляемый источник энергии, используемый для производства электроэнергии в Соединенных Штатах. В 2017 году на ветроэнергетику приходилось 6.3% от общего объема производства электроэнергии в стране, что значительно выше 2,3% в 2010 году и продолжает расти.

Недавний рост ветроэнергетики в сочетании с возросшим общественным спросом на чистую энергию и снижением затрат на ее производство привел к революции чистой энергии по всей Америке. Больше энергии из устойчивых источников энергии, таких как ветер, по доступной цене? Это беспроигрышное решение для всех нас, в том числе для всей планеты!

Возьмите на себя обязательство использовать чистую возобновляемую энергию в своей жизни в соответствии с планом Green Mountain Energy.

Посмотреть планы

Что такое энергия ветра?

Энергия ветра использует естественную силу ветра для выработки электроэнергии для домов и предприятий.

Знаете ли вы, что люди тысячелетиями использовали ветер в своих интересах? Еще в 5000 году до нашей эры египтяне водили лодки по реке Нил, используя ветер. Около 200 г. до н.э. простые ветряные мельницы в Китае перекачивали воду, а ветряные мельницы с вертикальной осью помогали перемалывать зерно в Персии и на Ближнем Востоке. От голландских осушающих озер и болот в дельте реки Рейн до U.Южные фермеры перекачивают воду для сельскохозяйственных культур, рубят дрова на лесопилках и перемалывают пшеницу и кукурузу, ветряные мельницы использовались разными способами для облегчения работы и улучшения жизни.

Как ветряные турбины вырабатывают энергию ветра?

Современный аналог ветряной мельницы, ветряная турбина, может использовать энергию ветра для выработки электроэнергии.

Большинство ветряных турбин имеют три лопасти, прикрепленные к башне из стальных труб. Башни возвышаются на 100 футов или более над землей, чтобы использовать преимущества более высоких скоростей ветра с больших высот.

Вот краткая научная информация о том, как работает ветряная турбина:

• Компьютерные системы управляют направлением лопастей турбины в соответствии с направлением ветра.
• Когда дует ветер, с одной стороны лезвия образуется карман с воздухом низкого давления.
• Воздушный карман притягивает лезвие к себе, заставляя ротор вращаться. Это называется лифтом.
• Подъемная сила больше, чем сопротивление — сила, действующая на переднюю сторону отвала.
• В результате ротор вращается как пропеллер.
• Шестерни увеличивают скорость вращения ротора с примерно 18 оборотов в минуту до примерно 1800 оборотов в минуту, позволяя генератору турбины преобразовывать механическую энергию в электричество.
• Генератор отправляет электроэнергию по линиям электропередачи в энергосистему, обеспечивая электроэнергией дома и предприятия.

Несмотря на простоту внешнего вида на фоне неба, ветряные турбины обладают очень продвинутыми функциями, обеспечивающими безопасность и эффективность.Анемометр турбины непрерывно измеряет скорость ветра и передает данные контроллеру турбины, который поддерживает безопасную скорость ротора 55 миль в час или меньше. Тормоз в турбине может остановить ротор электрически, механически или гидравлически в аварийной ситуации.

Ветряные электростанции обеспечивают экологически чистую энергию во всем мире

Сегодня множество типов ветряных турбин обеспечивают людей во всем мире возобновляемой энергией:

• Малые ветряные турбины , вырабатывающие 100 киловатт (кВт) или меньше, можно найти поблизости произведенная энергия будет использоваться, например, возле домов или водонасосных станций.
• Большие ветряные турбины мощностью от 100 кВт до нескольких мегаватт сгруппированы вместе на ветряных электростанциях и могут обеспечивать энергией десятки тысяч домов.
• Морские ветряные турбины улавливают сильные и постоянные ветры у береговых линий. Над американскими прибрежными водами ветров достаточно, чтобы обеспечить более 2000 гигаватт электроэнергии, что почти вдвое превышает нынешнее потребление электроэнергии в стране.

Преимущества энергии ветра

Энергия ветра дает множество преимуществ:

• Ветер чист и полезен для земли. Энергия ветра не загрязняет окружающую среду твердыми частицами, оксидом азота, диоксидом азота или диоксидом серы, а также не вызывает смога или кислотных дождей. По оценкам Министерства энергетики США (DOE), энергия ветра может предотвратить выброс 12,3 гигатонн парниковых газов к 2050 году. Чистый воздух полезен для всех нас.
• Энергия ветра экономична. Само топливо ведь бесплатное! Соглашения о ветроэнергетике обычно предусматривают фиксированные цены на 20 лет, в то время как ценовая неопределенность связана с традиционными источниками топлива.Добавление большего количества энергии ветра в сектор электроэнергетики снижает уязвимость страны перед скачками цен и перебоями в поставках. Благодаря таким долгосрочным ценообразованию и стабильности, Министерство энергетики ожидает, что ветровая энергия сэкономит потребителям 280 миллиардов долларов к 2050 году.
• Энергия ветра приводит к созданию рабочих мест. Бюро статистики труда США прогнозирует рост числа рабочих мест ветроэнергетиков на 96% с 2016 по 2026 год, что делает эту профессию одной из самых быстрорастущих в Америке. Министерство энергетики сообщает, что к 2050 году ветровая энергия сможет обеспечить более 600 000 рабочих мест в сфере производства, установки, технического обслуживания и других связанных услуг.
• Ветер — это внутренний источник энергии. В отличие от нефти и природного газа, запасы ветра в стране неисчерпаемы, и их можно найти в изобилии над американской землей. Как нация, мы можем производить энергию ветра, не беспокоясь о росте цен на сырьевые товары, международных политических отношениях или других глобальных факторах.
• Ветер полезен для бизнеса. Устойчивое лидерство задает позитивный тон бизнесу. Согласно исследованию КСО, проведенному Cone Communications за 2017 год, 89% клиентов, вероятно, перейдут в компанию, имеющую уважительное отношение (например, работающую с чистой энергией!), При аналогичных ценах и качестве.
• Ветроэнергетика экологически безопасна. Проще говоря, ветер всегда был и всегда будет доступен. Нам всем остается только решить, насколько приоритетным для нас является производство возобновляемой энергии в Америке.

Green Mountain Energy позволяет легко выбрать 100% чистую энергию, произведенную из национальных ветряных источников. Вместе мы можем помочь изменить способ производства энергии.

Энергия вашего дома ветром от Green Mountain Energy.

ЗАПИСАТЬСЯ СЕЙЧАС

ГЛОССАРИЙ ТЕРМИНОВ

Эта страница предназначена только для общеобразовательных целей.Предлагаемые продукты Green Mountain Energy не включают все указанные возобновляемые источники.

Наши источники энергии, ветер — Национальные академии

Ветер

Энергия ветра — это косвенная форма солнечной энергии , созданная комбинацией факторов, включая неравномерное нагревание атмосферы Земли солнечным излучением, вариации топографии и вращение Земли. На протяжении всей истории люди использовали энергию ветра для приведения в движение парусных лодок, перемалывания муки из зерна и перекачивания воды.Сегодня вызванная ветром механическая энергия огромных многолопастных роторов — движущихся в воздухе кругов диаметром до 100 метров — направляется на генераторы, вырабатывающие электричество.

В 2014 году ветроэнергетика обеспечивала около 19% всей энергии, потребляемой из возобновляемых источников. Ожидается, что этот вклад будет расти, и потенциал велик: энергия ветра, доступная в Соединенных Штатах, по крайней мере на порядок больше, чем общее годовое потребление энергии в стране, хотя можно уловить лишь небольшую его часть.По состоянию на 2015 год в 40 штатах было по крайней мере несколько установленных ветроэнергетических систем, при этом наибольшая доля приходилась на Западное побережье и Средний Запад. В 2015 году энергия ветра произвела 4,7% электроэнергии Америки.

По состоянию на 2015 год в 40 штатах было по крайней мере несколько установленных ветроэнергетических систем, при этом наибольшая доля приходилась на Западное побережье и Средний Запад.

Расширение использования энергии ветра зависит от множества факторов, включая цены на ископаемое топливо, федеральные налоговые льготы, государственные программы по возобновляемым источникам энергии, технологические усовершенствования, доступ к передающим сетям и общественное мнение. Если эти факторы останутся относительно постоянными, ожидается, что к 2040 году мощность ветроэнергетики вырастет примерно на треть.

Энергия ветра, как и солнечный свет, является «бесплатным» источником. Затраты возникают при преобразовании его в электричество и интеграции этого электричества в национальную энергосистему. Однако это не приветствуется повсеместно. Многие выступают против его использования по эстетическим и экологическим причинам. Ветряные турбины (иногда сгруппированные в «ветряные электростанции», содержащие сотни турбин) могут вызывать жалобы со стороны сообществ, чья линия обзора изменилась.Современные конструкции также опасны для некоторых птиц и летучих мышей.

Но, безусловно, самым большим препятствием для более широкого использования прерывистых источников энергии является то, что в настоящее время у них нет практического и экономичного способа хранения произведенной электроэнергии, чтобы ее можно было использовать, когда это необходимо, а не когда доступно. Батарейные массивы — очевидный вариант, но они, как правило, лучше всего подходят для локального хранения относительно небольших объемов. (Хотя в городе Фэрбенкс, штат Аляска, есть огромная центральная аварийная батарея, которая может обеспечить мощность 26 мегаватт в течение 15 минут в случае отключения электричества.)

Прерывистое электричество можно использовать для перекачки воды на более высокие высоты, повышая ее потенциальную энергию. Точно так же электрическая энергия может храниться в виде тепла в изолированном помещении или использоваться для сжатия газа под землей, где давление может быть сброшено для выработки электроэнергии по запросу. Электричество из ветряных и солнечных источников можно использовать для раскрутки гигантских маховиков или использовать для производства водорода, который при необходимости можно хранить и использовать в топливных элементах. Каждый раз, когда энергия меняет форму, конечно, возникают некоторые потери, и эффективность является неотложной проблемой во всех технологиях преобразования. В настоящее время такие решения являются относительно дорогостоящими и обычно используются для обслуживания участков вне основной энергосистемы.

видов альтернативных источников энергии, которые вы можете использовать сегодня

Альтернативные источники энергии доступны не только тем, кто живет вне сети — альтернативные источники энергии сейчас составляют значительную часть энергии национальной электросети, и они доступны всем нам.

---

Что такое альтернативные источники энергии?

Альтернативная энергия относится к источникам энергии, отличным от ископаемого топлива (например, уголь, нефть и дизельное топливо), и включает все возобновляемые и ядерные источники энергии.

Хотя ядерная энергия не так вредна для окружающей среды, как ископаемое топливо, она все же не классифицируется как возобновляемый источник энергии, поскольку ядерный материал не может быть восполнен в течение жизни человека. Ядерная энергия производится с использованием таких элементов, как уран и торий, которые невозможно восполнить и которые существуют в ограниченном количестве.

В чем преимущество альтернативных энергетических технологий?

Главное преимущество альтернативных энергетических технологий в том, что они никогда не закончатся.Наши дни использования ископаемого топлива сочтены, и поэтому любые альтернативные источники энергии выгоднее традиционных. Еще одним огромным преимуществом является то, что многие из них не требуют таких же разрушительных и дорогостоящих методов извлечения, поскольку большая их часть доступна нам здесь, на поверхности.

Если вы думали о снижении зависимости от ископаемого топлива и не знаете, с чего начать, вы можете узнать, как выбрать чистую энергию, с помощью нашего удобного руководства.

Какие бывают виды альтернативной энергии?

Существует удивительное количество форм альтернативной энергии, некоторые из которых хорошо известны, в то время как другие относительно неслыханные. Их:

1. Энергия ветра: Это один из самых чистых и доступных источников энергии. Энергия ветра является экологически безопасной и не приводит к выбросам углерода в качестве побочного продукта. Он также полностью возобновляемый, так как всегда будет ветер. Источники энергии, такие как ископаемое топливо, часто колеблются в цене. Типичная ветряная электростанция покрывает свой углеродный след примерно за шесть месяцев или даже быстрее [1], что обеспечивает десятилетия энергии с нулевым уровнем выбросов, которая вытесняет энергию ископаемого топлива.
2. Солнечная энергия: Это, вероятно, наиболее известный источник альтернативной энергии, и не зря.Солнечная энергия является полностью возобновляемой, и затраты на установку могут быть возмещены за счет экономии на счетах за электроэнергию. Единственный потенциальный недостаток солнечных панелей заключается в том, что они склонны к ухудшению со временем и не являются полностью безопасными для погодных условий в странах с неустойчивыми погодными условиями.
3. Ядерная энергия: Берется из ядра атома, которое необходимо расщепить, чтобы получить свою энергию. Этот процесс называется делением. Это используется на электростанции, где стержни из ядерного материала регулируют количество произведенной электроэнергии.Чем больше стержней присутствует во время цепной реакции, тем медленнее и управляемее будет реакция. Удаление стержней позволит усилить цепную реакцию и создать больше электричества [2]. Следует ли считать ядерную энергию возобновляемой или нет — это постоянные споры.
4. Водородный газ: Это важный энергоноситель и потенциально альтернативное экологически чистое топливо с заметной долей на мировом топливном рынке. Однако сегодня газообразный водород в основном производится из ископаемого топлива, которое представляет угрозу для окружающей среды.Более устойчивая версия этого источника энергии была описана как биоводород, и есть надежда, что в будущем он будет производиться из органических, биоразлагаемых отходов.
5. Приливная энергия: Этот метод производства энергии все еще является довольно новым и пока дает лишь небольшое количество энергии, поэтому пройдет много времени, прежде чем мы увидим реальные результаты от приливной энергии.
6. Энергия биомассы: Этот вид энергии может быть в нескольких формах. Энергия биомассы может включать в себя все, от сжигания древесины до сжигания отходов, как это сейчас делают многие страны.При использовании биомассы в виде сжигаемой древесины выделяемое тепло часто эквивалентно теплу в системе центрального отопления, и связанные с этим затраты, как правило, ниже, чем в домашнем хозяйстве или здании, использующем ископаемое топливо. Однако это не зеленый источник энергии, даже если он технически возобновляемый.
7. Биотопливо: Биотопливо в чем-то похоже на биомассу, но биотопливо использует биологическое вещество (животное и растение) для создания энергии. Биотопливо является возобновляемым, когда используются растения, потому что, конечно, растения всегда можно выращивать. Однако им действительно требуется специальное оборудование для добычи, которое может косвенно способствовать увеличению выбросов, даже если биотопливо этого не делает. Биотопливо находит все большее распространение, особенно в США. По данным Министерства сельского хозяйства США, на биотопливо приходилось около 7,1 процента [3] от общего потребления топлива на транспорте, или 13,8 миллиарда галлонов в 2012 году, что соответствует статистике предыдущего года.

Каковы примеры альтернативной энергетики?

Помимо 7 источников энергии, перечисленных выше, другие альтернативные источники энергии включают геотермальную энергию, энергию волн, гидроэлектрическую энергию, солнечную тепловую энергию и даже космическую солнечную энергию.

Геотермальная энергия — это энергия, генерируемая землей и используемая, в то время как энергия волн и гидроэлектроэнергия используют силу воды. Конечно, солнечная тепловая энергия и космическая солнечная энергия — это другие способы использования солнечной энергии.

Есть ли компании, которые используют возобновляемые источники энергии для электроснабжения домов?

Да! Inspire — это экологически чистая энергетическая компания, которая предоставляет экологически чистые и устойчивые источники энергии, такие как энергия ветра, для домов по всей территории США. Запущенный в 2014 году, мы с тех пор обеспечиваем наших клиентов простой и чистой энергией.

Мы стремимся создать преобразующий умный энергетический опыт, который лучше всего подходит для наших клиентов, наших партнеров, нашей команды и, конечно же, нашей планеты! Мы поможем вам спасти планету и максимально упростить вам задачу — что может быть лучше?

Почему альтернативные виды топлива называются зеленой энергией?

Альтернативные виды топлива часто называют «зеленой» или возобновляемой энергией, но это не всегда так. Альтернативная энергия — это более широкая категория, которая включает в себя все источники энергии и процессы, не связанные с ископаемым топливом, из которых возобновляемые источники энергии являются лишь частью.

Каковы плюсы и минусы альтернативной энергетики?

Это может зависеть от конкретного источника энергии, которых много, например:

• Биомасса образуется в результате сжигания органических веществ, что является эффективным использованием отходов. Однако этот процесс требует больших площадей для свалки и может привести к загрязнению из-за сжигания этого вещества.
• Плюсы энергии ветра заключаются в том, что она экологична, ветряные турбины относительно безвредны для окружающей дикой природы и недороги в строительстве и обслуживании.
• У солнечной энергии есть те же плюсы и минусы, что и у энергии ветра: солнце всегда будет светить в разной степени каждый день. Плюсы солнечной энергии в том, что есть неограниченное количество солнечного света. Однако он полностью полагается на солнечный свет, поэтому панели производят энергию только тогда, когда светит солнце. Это делает солнечные батареи практически бесполезными в пасмурные дни, ночью или если у здания есть крыша, выходящая на запад.

У каждого отдельного источника энергии есть свои плюсы и минусы, а также переменные, которые следует принимать во внимание, такие как местоположение, климат, финансовые выгоды и, что наиболее важно, общее снижение ущерба, наносимого окружающей среде.

Рентабельна ли альтернативная энергия?

Поскольку фраза «альтернативная энергия» — это общий термин, который учитывает более 10 различных источников, это зависит от конкретного источника энергии.

Ветер — один из примеров экономичного альтернативного источника энергии. Поскольку ветряные турбины относительно дешевы в изготовлении и требуют небольшого обслуживания, поставщики энергии могут предлагать более низкие цены, поскольку их расходы меньше.

Помимо ветряных электростанций, наиболее дешевыми альтернативными источниками энергии являются солнечные.Как упоминалось ранее, всегда будет светить солнце. Конечно, в некоторые дни солнечные часы будут дольше, а в некоторых странах — чаще.

Итак, как вы можете получить эти преимущества? Вот что мы делаем — помогаем людям приобретать экологически чистую энергию. Когда вы зарегистрируетесь, мы купим сертификаты возобновляемой энергии от вашего имени и сообщим вашему поставщику энергии, что вы сделали переход.

Почему мы должны переходить на альтернативные источники энергии?

Наша зависимость от ископаемого топлива до сих пор была основной причиной ущерба окружающей среде, и постоянный ущерб от этого использования может быть остановлен, если мы переключимся на возобновляемые источники энергии, такие как ветер, солнце и гидроэнергия.

Проще говоря, если воспользоваться тем, что всегда будут солнце, вода и ветер. Если мы используем их энергию для производства электроэнергии, мы сможем снизить уровень загрязнения планеты из года в год. Таким образом, хотя термин «альтернативные источники энергии» технически включает некоторые источники, которые не являются экологически чистыми, переход на более устойчивые источники энергии серьезно поможет улучшить окружающую среду.

Готовы ли вы подписаться на чистую энергию?

Источники:
[1] https: // www.aweablog.org/the-truth-about-wind-power/
[2] https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/nuclear-energy/
[3] https://www.ers.usda.gov/ данные-продукты / us-bioenergy-statistics.aspx

14 альтернативных источников энергии, которые могут иметь значение

Растут альтернативные источники энергии

В энергетическом секторе ископаемых топлива источников были основным источником энергии из-за их относительно низкой цены. Тем не менее, наша потребность в энергии на , согласно прогнозам, в будущем на вырастет на , и мы больше не можем полагаться на конечных и , загрязняющих источников энергии.За последнее десятилетие мы увидели положительных сдвига в сторону расширения наших мощностей по возобновляемым источникам энергии как на местном, так и на глобальном уровне.

Солнечные панели, ветряные турбины, установленные на суше и на море, и гидроэлектростанции — вот некоторые из альтернативных энергетических технологий , которые будут удовлетворять наши будущие потребности в энергии . Наша зависимость от природного газа и нефти является самой большой причиной экологического ущерба, и в энергетическом секторе только ответственны за 1.7% увеличение углекислого газа в нашей атмосфере. Таким образом, альтернативные источники энергии будут в центре внимания для предотвращения дальнейшего воздействия изменения климата на нашу планету.

Согласно ежегодной статистике IRENA по возобновляемым мощностям за 2019 год, глобальные возобновляемых генерирующих мощностей достигли 2351 ГВт . Из трех альтернативных источников энергии с наибольшим процентом:

1. Гидроэнергетика составляет 1,172 ГВт , что составляет примерно половину от общей суммы.
2. Береговая и морская энергия Ветровая энергия занимает второе место с мощностью 564 ГВт.
3. Мощность солнечной энергии немного меньше — 480 ГВт, разделенных между солнечной фотоэлектрической и солнечной тепловой энергией.

Альтернативная энергия источников прогнозируется до расширение в каждом секторе к 2023 . Электроэнергетический сектор имеет наибольшую долю 30% , а на пути декарбонизации электрификация станет основным энергоносителем , большая часть которого будет производиться за счет возобновляемых источников энергии.

Отопление занимает второе место с 12%, а сектор транспорта идет последним с лишь 3,8% альтернативных источников энергии, нуждающихся в улучшении.

В приведенной ниже инфографике GreenMatch выделяет текущих и будущих альтернативных источников энергии, а также дает обзор инвестиций и будущих прогнозов на нашем пути к устойчивому будущему.

Если вы хотите использовать эту инфографику, используйте код для встраивания ниже:

Получить код для встраивания

Инвестиции в 2019 году замедляются?

В соответствии с планом реализации, установленным Парижским соглашением , совокупные инвестиции в зеленую энергию должны составить долл. США 110 трлн ., или около 2% (среднего) годового валового внутреннего продукта за этот период.

Тяга к альтернативным источникам энергии снизила затраты, особенно на солнечную энергию. Согласно отчету REN21 о состоянии возобновляемой энергетики за 2019 год, глобальные инвестиции в новые мощности достигли 288,9 млрд долларов США. , без учета гидроэнергетики свыше 50 МВт.

Правительство Китая прекратило свои схемы субсидирования , потому что солнечная энергия теперь считается доступной по цене и приводит к недостаточному развертыванию солнечной энергии в Китае. В результате цифры показывают на 11% меньше инвестиций по сравнению с 2017 годом.

Аналогичным образом, в апреле 2019 года схема льготных тарифов в Великобритании завершила действие для новых заявителей, желающих использовать альтернативную энергию.

Инвестиции Прогноз предусматривает стабилизацию и рост инвестиций для следующего обзора. До сих пор Китай является крупнейшим инвестором по странам. Снижение расходов на солнечную энергию на из-за субсидий существенно повлияло на общее количество, демонстрируя явное доминирование на рынке возобновляемых источников энергии.

Объем будущих альтернативных источников энергии

Более широкое внедрение альтернативных источников энергии зависит еще больше от эффективных возобновляемых технологий и реструктуризации электроэнергетической отрасли. С использованием возобновляемых источников энергии, производство чистой энергии возможно на уровне домашних хозяйств , с такими технологиями, как солнечные панели , тепловые насосы и котлы на биомассе.

Чтобы в полной мере использовать энергию, которая в основном зависит от погоды или от времени , нам еще предстоит придумать лучшие решения для хранения энергии .

Землепользование и рост населения

При росте численности населения заявлено на 9,7 млрд. Грн. к 2050 году , более широкое использование крупных солнечных ферм может быть не идеальным решением, поскольку они занимают много земли. Минимизация площади, занимаемой землей, имеет решающее значение, или проектирует более эффективных технологий, таких как преобразователи энергии ветра .

Энергия ветра в настоящее время является одним из наиболее важных альтернативных источников энергии в Великобритании и обеспечивает примерно 4 млн.дома. Морской ветер все еще недостаточно развит из-за дорогостоящего обслуживания и расположения в глубоких водах, но в будущем мы сможем более эффективно вырабатывать энергию из океанов и глубинных вод .

Недостатки в конструкции современных ветряных турбин ограничивают потенциал использования энергии ветра, неспособного преодолевать ветры на больших высотах. Будущие воздушные технологии могут проложить путь с гораздо более многообещающим радиусом действия от до 500 м , где ветры на сильнее .

Один из наиболее дорогостоящих проектов на ранней стадии включает получение солнечной энергии из места . Прототип состоит из оптических отражателей, фотоэлементов, преобразующих солнечный свет в энергию, и схемы, преобразующей электричество в радиочастоту. Затем встроенная антенна будет передавать энергию обратно на Землю.

В будущем этот инновационный альтернативный источник энергии сможет удовлетворить потребности в энергии нашего растущего населения без ограничений, используя постоянный солнечный свет из космоса.

Сохранение зеленой энергии

Эффективный аккумулятор жизненно важен для более широкого внедрения альтернативных источников энергии. Солнечная фотоэлектрическая энергия зависит от прямого воздействия солнца, а это означает, что значительного количества энергии идет неиспользованным или расходуется впустую из-за отсутствия встроенных солнечных батарей.

В будущем водород будет движущим источником энергии. В настоящее время большая часть производится из ископаемого топлива. Однако излишка альтернативной энергии также используется для производства газообразного водорода.Области применения разнообразны — газообразный водород можно подавать в сеть природного газа или с помощью топливных элементов для обратного преобразования в электричество. Водород можно было бы широко использовать в транспортном секторе, когда мы сможем предложить менее дорогостоящих решений для более широкого внедрения таких альтернативных источников энергии.

Водород имеет наивысшей плотности из всех видов топлива, что делает его более удобным для распределения и хранения. Его стабильный химический состав также означает, что он может удерживать энергию на лучше, чем любая другая среда.

В будущем создание инфраструктуры снабжения и хранения позволит более эффективно использовать водорода. В планы на будущее для водорода входит строительство подземной системы хранения , где излишки энергии ветра, например, могут быть преобразованы в водород посредством электролиза .

Альтернативная энергетика и инфраструктура

Наша текущая глобальная инфраструктура адаптирована только для ископаемого топлива. Строительство нового займет годы и огромного количества ресурсов.В последние годы автономных технологий, , основанных на альтернативной энергии, смогли обеспечить питание удаленных населенных пунктов, в виде мини- или местных сетей.

Полная децентрализация сети предоставит клиентам возможность продавать электроэнергию обратно в сеть, а получит контроль над необходимой и потребляемой энергии . Однако Великобритания далека от полной децентрализации из-за масштабов необходимых преобразований.

Ряд из предприятий , тем не менее, можно считать пионерами в реструктуризации вне сети в Великобритании, например, UPS и некоторые из гигантов розничной торговли и супермаркетов .

Расширение масштабов альтернативной энергетики откроет на новых рабочих места в секторе устойчивой энергетики. Рост и внедрение во всех секторах потребуют лет планирования и значительных инвестиций .

Чтобы гарантировать будущее без дальнейших выбросов парниковых газов, мы можем начать с введения дополнительных запретов, на будущие проекты по ископаемому топливу и более строгих целей по выбросам .

Написано Рамона Гошева Автор контента Рамона — автор контента в GreenMatch, уделяющий большое внимание экологическим вопросам и устойчивости.Она получила образование в области творчества и письма для СМИ, а также имеет опыт создания мероприятий и создания контента для различных сред. .