Ветроэнергетика: наращивание выработки экологически чистой энергии — развитие

ВетроэнергетикаНаша планета получает от Солнца 100000 ТВтч энергии. Из этого количества энергии лишь 1 …2% преобразуется в приземном слое Земли но высотах от 7 до 12 км в энергию движения воздушных масс, т.е. в ветер. Энергия ветра, наряду с солнечной и водной энергией, принадлежит к числу постоянно возобновляемых и, в этом смысле, вечных источников энергии, обязанных своим происхождением деятельности Солнца. Она огромна: по оценке Всемирной метеорологической организации энергия ветра составляет 170 трлн. кВтч в год.

К достоинствам ветровой энергии, прежде всего, следует отнести ее доступность, повсеместное распространение и практически неисчерпаемость ресурсов. Эту энергию не нужно добывать и транспортировать к месту потребления: ветер сам поступает к установленной на его пути ветроустановке. Эти достоинства энергии ветра человечество научилось использовать с самых древних времен — сначала в судоходстве, а затем для замены своей мускульной силы. Первые простейшие ветродвигатели начали применять в глубокой древности в Китае и Египте. Так, в Египте около города Александрии сохранились до наших дней остатки каменных ветряных мельниц барабанного типа, построенные еще во II—I веках до н.э. Дошли до наших дней и построенные персами в VII веке н.э. ветряные мельницы более совершенной конструкции (крыльчатые), появившиеся в Европе на 1,5-2 столетия позднее. Начиная с XIII века, в Западной Европе, особенно в Голландии, Дании и Англии, ветродвигатели стали широко применяться для подъема воды, размола зерна, приведения в движение различных станков.

Зарождение ветроэнергетики и ранний этап ее развития

Русский ученый Н.Е. Жуковский, разработавший в начале XX века теорию быстроходного ветродвигателя и, тем самым, заложивший научные основы построения высокопроизводительных ветродвигателей, способных эффективно использовать энергию ветра, по праву считается основоположником ветроэнергетики.
Ветроэнергетика как наука, разрабатывающая методы и средства преобразования энергии ветра в электрическую энергию, впервые несколько десятилетий своего существования развивалась крайне медленно и фактически, вплоть до 60-х годов прошлого века, носила преимущественно экспериментальный характер. В этот ранний период своего развития основные усилия в области ветроэнергетики направлялись в основном на создание и усовершенствование ВЭУ сравнительно небольшой мощности. Серийный выпуск ВЭУ с электрогенераторами мощностью до 10…20 кВт был налажен примерно в 20-х годах прошлого столетия, хотя уже в этот период предпринимались серьезные попытки создания пилотных образцов ВЭУ в несколько мегаватт. Так, например, еще в 30-х годах прошлого века один из интереснейших и наиболее перспективных проектов ВЭУ мощностью 10 МВт разработал выдающийся советский ученый Ю. Кондратюк.

Постройка этой ВЭУ была начата в 1936 г. на горе Ай-Петри в Крыму, на холме Бедене-Кыр, однако в силу разных причин так и не была завершена, до настоящего времени сохранился лишь фундамент этой установки. По проекту ВЭУ должна была иметь установленные на одной башне две силовые установки (рис.1). Каждая из этих установок снабжалась ветроколесом диаметром 80 м с тремя лопастями на одной башне, генератором трехфазного тока мощностью 5 МВт напряжением 6 кВ, а также комплексом механизмов управления и регулирования. Нижняя установка, согласно плану, должна была находиться на высоте 65 м от уровня земли, а верхняя — на высоте 158 м на вершине башни. Башня, представлявшая собой железобетонную трубу с внешним диаметром 6,5 м и заключавшая внутри себя лестницу и два лифта, в вертикальном положении удерживалась тремя растяжками, каждая из которых состояла из восьми стальных канатов. ВЭУ должна была начинать работать при скорости ветра 6 м/с, при скорости ветра 16,5 м/с она должна была развивать мощность 7 МВт, а при скорости 20,3 м/с — полную мощность в 10 МВт.