Вітрова гребля. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Вітрова гребля. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

Коментарі до статті

Пристрій та принцип роботи. Вітрова гребля (див. рисунок) являє собою систему радіально розташованих, звужених у напрямку до силової установки вітроводів 1, утворених радіально або тангенціально розташованими щодо вітроколеса 2 перегородками 3, які являють собою лісопосадки.

Вітрова гребля

Використання як перегородок лісопосадок дозволяє значно скоротити витрати на зведення вітрової греблі і, зрештою, знизити собівартість виробленої електроенергії.

Пристрій діє в такий спосіб. Вітровий потік проходить через вітроводи, утворені лісопосадками, і концентрується на лопатях вітроколеса. При цьому, згідно з відомим принципом Бернуллі, вітровий потік пришвидшується, внаслідок чого силова установка виробляє більшу потужність. Подібно до того, як гребля ГЕС збирає на лопатях турбіни енергію водяного потоку, так і вітрова гребля збирає на лопатях вітроколеса енергію повітряних потоків.

Вітроводи можуть бути різної довжини. Оскільки максимальний ККД силової установки можливий за певного діапазону швидкостей вітру, бажано звузити цей діапазон. Це можливе на стадії концентрації вітру. Середньорічна швидкість вітру різна у різних напрямках. Якщо встановити довжину вітроводів обернено пропорційної середньої швидкості вітру в даному напрямку, то вітровий потік буде більш рівномірним. Таким чином, досягається вищий ККД вітрової установки. У місцевостях із вираженою спрямованістю вітрів (бризи, горнодолинні вітри, мусони) вітрова гребля може складатися з 1-2 вітроводів.

Техніко-економічні переваги

1. Пропонована вітрова гребля варта виробництва електроенергії у промислових масштабах. Промислове виробництво електроенергії пов'язане із низкою проблем. Вочевидь, що максимально отримувана потужність осі вітроколеса пропорційна площі перерізу повітряного потоку, захоплюваного вітроколесом при обертанні, тобто. квадрат радіус вітроколеса. Таким чином, промислове виробництво електроенергії можливе для вітроелектричної установки з великим діаметром вітроколеса. Але існують суто фізичні обмеження розмір вітроколеса. До того ж вітроелектрична установка з великим вітроколесом і високою вежею - споруда дорога в будівництві та експлуатації. Чим більший розмір вітроколеса, тим нижча межа інтервалу робочих швидкостей вітру, тобто. при слабкому вітрі вітроколесо не обертається. Таким чином, простої вітродвигуна через слабкі вітри для великих вітроколес значно більші. Заміна великого вітроколеса на комплекс середніх розмірів вітроколеса + вітрова гребель практично усуває зазначені проблеми, чим значно підвищує ефективність ВЕС.

2. Вітрову греблю виконують над вигляді штучних споруд, а вигляді деревних насаджень. Дане рішення дозволяє знизити витрати на виробництво та експлуатацію ветроплотини на порядок. Територія, яку займає вітрова гребля, залишається відкритою для використання в сільському господарстві. Якщо в якості деревних насаджень використовувати тополь (приріст для деяких сортів 2-3 м на рік), то можна розраховувати на корисний ефект вже через 5-6 років, що цілком можна порівняти за часом з будівництвом штучних споруд подібних розмірів. При відповідному догляді за насадженнями (полив, внесення добрив, стимуляторів росту) корисного ефекту можна досягти значно раніше.

3. Пропонована вітрова гребля дозволяє збільшити потужність ВЕС. Зроблені нами попередні розрахунки показують, що вітрова гребля радіусом 150 м дає збільшення потужності в 5-7 разів. Якщо використовувати її в комплексі з вітроколесом радіусом 20 м, рівним висоті насаджень (таких розмірів вітроколесо зазвичай має потужність 50 кВт і вартість близько $50000), то потужність вітроколеса збільшиться і становитиме близько 300 кВт, що рівнозначно вітроколесу вартістю $300000. Вже звичайна прикидка показує, що ціна електроенергії буде приблизно в 6 разів нижче стандартної, і вітрова енергія стане більш конкурентною.

4. Довговічність вітрової греблі становить кілька десятків років, а не 20 років, як у вітроколеса.

Унікальні екологічні властивості

Екологічна дія вітрової греблі потужністю 300 кВт за 1 рік експлуатації

Виготовляється:

кисню – 8,7 т;
фітонцидів, що знищують хвороботворні;
бактерії та мікроби - 0,09 т.

Затримується:

пилу – до 1,7 т;
сірчистих сполук – 0,12 т;
хлоридів – 0,03 т;
фторидів – 0,006 т;

Поглинається вуглекислого газу – 11,22 т.

Відсутні проблеми з утилізацією відходів. Знижується кількість матеріалів, необхідних зведення вітроелектричної установки.

Результат:

Створення в степовій зоні оазів описаного вище типу, що благотворно впливає на екологію навколишнього середовища, зумовлює формування комфортного довкілля для дрібних тварин і птахів і є позитивним фактором у вирішенні проблеми охорони та відновлення рослинного та тваринного світу. Чисте повітря та гарний пейзаж благотворно діють на нервову систему людини та є своєрідною рефлексотерапією

Екологічний вплив ТЕС при виробленні тієї ж потужності за 1 рік експлуатації

Спалюється вугілля – 1314 т

Спалюється кисню - 2724 т

Попадає в атмосферу:

сажі – 13 т;
золи – 87 т;
сірчистих сполук – 77 т;
оксидів азоту - 25 т;
вуглекислого газу – 3733 т.

Утворюється твердих відходів (золи та сажі) – 175 т.

Результат:

1. Підвищується захворюваність та смертність населення.

2. Завдається шкоди флорі та фауні.

3. "Кислотні дощі", втрати у землеробстві та лісовому господарстві, забруднення водойм, шкода, що завдається будовам, мостам та іншим спорудам, що піддаються корозії від осідаючих частинок сажі та газів.

4. Зміна клімату внаслідок впливу парникового ефекту.

5. Зменшення вмісту кисню в атмосфері

Вітрова гребля та сільське господарство

1. Більша частина території, яку займає вітрова гребля, залишається відкритою для використання в сільському господарстві.

2. Вітрова гребля благотворно впливає на родючість ґрунтів:

служить потужним регулятором водяного балансу, затримуючи атмосферні опади;
формує сприятливий мікроклімат, зволожуючи та освіжаючи повітря приблизно вдвічі більше, ніж водний басейн такої ж площі;
є біотопом для птахів, які грають велику роль у знищенні комах-шкідників;
захищає ґрунти від вітрової ерозії, підвищуючи швидкість вітру на невеликій ділянці, знижує її на відстані до 1300 м за греблею.

Вітрова гребля може виконувати роль вітрозахисних смуг і використовуватись замість них.

Автори: Н.Г.Макаренко, О.М.Макаренко

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву

З'єднання лантану та водню побило рекорд надпровідності 22.09.2018

Новий прояв надпровідності вилився в різке падіння опору в лантано-водневих сполук при охолодженні до певної температури. Ефект виявився у сполуках лантану і водню, стиснутих при високому тиску.

Фізики з Університету Джорджа Вашингтона виявили, що опір падає за -13 градусів Цельсія, за температури холодного зимового дня.

Надпровідником матеріал став при тиску 2 мільйонів атмосфер, будучи стиснутим двома діамантами. Деякі зразки демонстрували надпровідність і за вищих температур (до 7 градусів).

Інші цікаві новини:

▪ Супутниковий чіп для мобільних телефонів

▪ Пластиковий електропровідний матеріал

▪ Технологія Qi для бездротового заряджання акумуляторів

▪ Пристрій вимірювання рівня стресу у рослин

▪ Ігрова миша Logitech G604 Lightspeed

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Життя чудових фізиків. Добірка статей

▪ стаття Ми орали! Крилатий вислів

▪ статья Яка домашня тварина мешкає в Афганістані лише в одному екземплярі? Детальна відповідь

▪ стаття Калина червона. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Зварювальний інвертор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Кухонний комбайн. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт