Направление ветроэнергетики (тема недели)

Технология производства электроэнергии с помощью ветра — это технология, позволяющая преобразовывать энергию ветра в электрическую энергию. Это достигается с помощью ветрогенераторов: ветер заставляет лопасти ветряной турбины вращаться, а затем ускоритель повышает скорость вращения, что позволяет генератору производить электричество. Каковы же технологии производства электроэнергии с использованием ветра и каковы перспективы их развития в будущем?
Основные характеристики производства электроэнергии с использованием ветра:
1. Высокая степень случайности ветровой энергии.
Ветровая энергия является проявлением солнечной энергии; скорость ветра сильно меняется в зависимости от температуры воздуха, атмосферного давления и других факторов. Следовательно, ветровая энергия, действующая на лопасти ветрогенератора, также является случайной и неконтролируемой. Это в свою очередь приводит к тому, что механическая мощность, поступающая в генератор, также остается неконтролируемой. 　　2. Низкая плотность энергии ветра. Из-за низкой плотности воздуха для получения значительной мощности необходимо, чтобы диаметр ветряных турбин был очень большим, что делает их крупными по размерам. 　　3. Большой момент инерции ветрогенератора  Благодаря большому диаметру ротора, а также крупным лопастям ротора, у ветрогенератора наблюдается высокий момент инерции. 　　4. Гибкое соединение между ветротурбиной и генератором Частота вращения ротора ветротурбины обычно не бывает высокой; она сильно отличается от частоты вращения генератора. Поэтому прямое соединение между ними невозможно. Для передачи движения используется коробка передач с определенным коэффициентом увеличения скорости. Благодаря этому жесткость соединения между генератором и ветротурбиной снижается; другими словами, между ними существует гибкое соединение. 　　5. Выбор генераторов ветроэнергетических установок В настоящее время в отечественных системах ветроэнергетики используются асинхронные генераторы, которые подключаются непосредственно к сети. Изменения скорости ветра приводят к изменению активной и реактивной мощности, поступающей от генераторов в сеть, что, в свою очередь, вызывает колебания напряжения на линиях сети. Чтобы преодолеть этот недостаток, а также благодаря развитию технологий электроники, в системах ветроэнергетики можно использовать генераторы с переменным возбуждением, что позволяет повысить динамические и статические характеристики таких систем. 　　Современные технологии производства электроэнергии с использованием ветра. Современная система производства электроэнергии от ветра состоит из ветрогенераторов, устройств управления, устройств для измерения и отображения данных. Ветрогенераторы состоят из ветряных турбин и генераторов, которые обеспечивают преобразование энергии. Способы работы ветрогенераторов включают автономную работу, работу в сети и совместную работу. С точки зрения способов управления мощностью выхода ветрогенератора, в настоящее время используются два основных метода: один — это управление с фиксированным углом атаки лопастей, другой — управление с изменяемым углом атаки. В настоящее время во всем мире широко используются следующие технологии производства электроэнергии с помощью ветра:
1. Технология ветрогенераторов с фиксированным углом атаки лопастей и регулировкой состояния застоя.
Основной принцип этой технологии заключается в использовании свойств застоя самой формы лопастей: когда скорость ветра превышает нормативную, угол действия потока воздуха увеличивается до уровня, при котором возникает застой; это приводит к образованию вихрей на поверхности лопастей, что снижает эффективность работы генератора. Таким образом достигается ограничение мощности выработки. Преимуществами этой технологии являются надежность регулирования и простота управления. Недостатками же являются большие нагрузки на основные компоненты, такие как лопасти, а также изменение мощности выработки в зависимости от скорости ветра. Эта технология в основном применяется в небольших и средних ветрогенераторах мощностью несколько сотен киловатт. 　　2. Технология ветрогенераторов с регулируемым углом атаки лопастей Ветрогенераторы с регулируемым углом атаки используют механизмы регулировки угла, чтобы изменять угол наклона лопастей в зависимости от скорости ветра. Это позволяет контролировать количество энергии, получаемой от ветра. При скорости ветра, меньшей за номинальную, такие генераторы функционируют как обычные ветрогенераторы с фиксированным углом атаки. Когда скорость ветра превышает номинальное значение, вступает в действие механизм регулировки угла атаки, что позволяет поддерживать выходную мощность генератора в допустимых пределах. У ветрогенераторов с регулируемым углом атаки скорость запуска ниже, чем у генераторов с фиксированным углом атаки, а ударные нагрузки на передаточные механизмы при остановке генератора значительно меньше. 　　3. Технология активной регулировки угла наклона лопастей ветрогенератора Эта технология представляет собой сочетание двух предыдущих технологий. Ее основная особенность заключается в том, что угол наклона лопастей изменяется в зависимости от условий работы, что позволяет ветрогенератору функционировать с оптимальными параметрами в любых условиях. При рабочей скорости ветра, соответствующей номинальной, достигается высокая эффективность генерации электроэнергии. При работе при скоростях ветра, превышающих номинальные, ветрогенератор не перегружается, поэтому не требуется генератор с высокой способностью к перегрузкам. Однако недостатком этой технологии является необходимость наличия довольно сложного механизма для регулировки угла наклона лопастей. Технология активной регулировки угла наклона лопастей сочетает в себе некоторые преимущества двух предыдущих технологий. Однако, по сравнению с ними, технология изменения частоты вращения при постоянной мощности является наилучшим способом регулирования. 　　Тенденция развития современных технологий производства энергии от ветра заключается в движении в направлении высоких технологий, повышенной сложности и более высокого уровня качества. Это делается с целью максимального использования ветровых ресурсов и активного развития производства энергии от ветра. Основные аспекты этого развития включают следующее: 1) перемещение мест расположения ветряных электростанций из районов с сильными ветрами в районы с более слабыми ветрами, чтобы расширить спектр доступных источников ветра. 　　2) Местоположение ветроэлектростанций смещается от суши к прибрежным районам и островам. 　　3) Местоположение ветроэлектростанций смещается от ровных территорий к более сложным. 　　4) Крупные системы вентиляторов и небольшие системы вентиляторов будут развиваться параллельно, что ещё больше усилит их взаимодополняемость. 　　5) Одновременное развитие в направлении крупномасштабной работы в сети и децентрализованной работы вне сети. 　　6) Устранение механизма увеличения скорости — бесщеточные двигатели с двойным питанием являются основным направлением развития в будущем. 　　Основными направлениями развития современных систем производства энергии от ветра являются снижение веса, повышение гибкости конструкции, прямое приведение в движение и поддержание постоянной частоты вращения. Что касается мощности отдельных установок, то в разных условиях предъявляются разные требования; однако во всех случаях стремятся к более простой конструкции, лучшей адаптивности и стабильности, снижению затрат и объема работ по техническому обслуживанию, а также к повышению эффективности.

Ответ на 1#: Стоя на Востоке, прежде всего, мы должны признать огромное значение ветроэнергетики для технологий чистой генерации электроэнергии; за последние годы она развивается стремительно. Все, наверное, знают о крупном контракте, заключенном компанией Dongfang Electric с Индией. Это свидетельствует о том, что уровень развития отрасли ветроэнергетики в нашей стране постепенно совершенствуется, и несколько крупных отечественных компаний также начинают участвовать в этой отрасли. К тому же технология прямого привода также постоянно совершенствуется. Однако отрасль ветроэнергетики все же находится на начальном этапе развития, и получение прибыли в ней будет сопровождаться чрезвычайно длительным процессом. Мощность ветрогенераторов невелика, они требуют особых условий окружающей среды, а недостаточная разработанность некоторых технологий также будет представлять собой проблему для этой отрасли. С **политической точки зрения, у этой технологии есть большие перспективы для развития. Однако по сравнению с угольной или атомной энергетикой сроки получения экономической отдачи от нее слишком длительны. К тому же незрелость соответствующих технологий неизбежно приведет к возникновению различных трудностей на этапе ее дальнейшего развития. К тому же, что касается требований к материалам и т. д., я считаю, что в настоящее время наша технология пока не позволяет создавать более крупные устройства для производства электроэнергии от ветра; можно увеличить масштабы производства только за счёт увеличения количества таких устройств. Всё это пустые слова, но сейчас условия для работы в сфере ветроэнергетики лучше, чем в обычных отраслях. Поскольку несколько энергетических групп имеют значительные рынки за рубежом, возможны проекты с постоянным пребыванием за границей, что позволяет получать более высокий доход. Только приходится постоянно находиться в таких странах, как Индия или Бангладеш. .

После катастрофы с утечкой радиации в Японии безопасность стала главным фактором при строительстве энергетических объектов. Все больше компаний инвестируют средства в проекты, связанные с использованием чистой энергии, такой как солнечная и ветровая энергия. Крупнейший в мире морской ветропарк, расположенный в Ирландском море недалеко от Барроу и Фернесса, недавно был введен в эксплуатацию. Этот проект обеспечит достаточным количеством электроэнергии 320 тысяч жителей. 102 ветряных турбины высотой 118 метров смогут производить 367 миллионов ватт электроэнергии. Электроэнергия будет передаваться на сушу по подземным оптоволоконным кабелям длиной почти 20 тысяч метров. У ветроэнергетики существует три способа работы: первый — это автономная работа, при которой небольшая ветряная турбина обеспечивает электроэнергией одну или несколько семей; она использует аккумуляторы для накопления энергии, чтобы обеспечить подачу электричества в условиях отсутствия ветра ； Во-вторых, сочетание генерации электроэнергии с ветром с другими способами производства электроэнергии (например, с использованием дизельных двигателей) для обеспечения электроэнергией определенного учреждения, деревни или острова ； В-третьих, ветроэнергетика интегрируется в обычную электросеть для поставки электроэнергии в крупные сети. Часто на одном ветропарке устанавливаются десятки или даже сотни ветрогенераторов; это является основным направлением развития ветроэнергетики. В системах ветроэнергетики двумя основными компонентами являются ветрогенератор и генератор. Ветрогенераторы развиваются в направлении технологий регулировки угла атаки лопастей, а генераторы — в направлении технологий генерации электроэнергии с изменяемой частотой при постоянной мощности. Это является тенденцией развития технологий производства электроэнергии от ветра, а также ключевыми технологиями в этой области сегодня.

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем «Стоящий на Востоке» 30.03.2012 в 08:27. В настоящее время также рассматривается вопрос о мощности ветроэнергетических установок. Слишком большая мощность ветроэнергетики может негативно повлиять на работу электросетей. Поэтому в настоящее время поощряется использование комбинации ветровой и солнечной энергии. Ещё одной идеей является использование ветроэнергии для отопления или охлаждения; данный вариант находится на стадии изучения. Однако существуют серьезные возражения против этого подхода, поскольку не поддерживается использование электричества для отопления. Но у ветроэнергетики есть свои особенности, поэтому будущее этой технологии будет зависеть от политики государства!

В настоящее время необходимо активно развивать интеллектуальные электросети; если это удастся, это может помочь решить проблему.

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем Стоящий на Востоке 31.03.2012 в 14:33. Вариантов мест для строительства немного, инвестиции велики, а электроснабжение нестабильно. Но энергия, получаемая от ветровых турбин, действительно чистая

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем «Стоящий на Востоке» 31.03.2012 в 14:34. В настоящее время Китай не обладает возможностями для масштабного развития интеллектуальных электросетей. Для их создания требуются высокие стандарты в отношении средств контроля, соединения электросетей между различными регионами, а также необходимо оказывать помощь пользователям. Все это в настоящее время представляет собой большую сложность.

Недавно я видел, что в период «12-й пятилетки» активно развивается интеллектуальная электросеть. Возможно, это тоже шанс.

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем Стоящий на Востоке 31.03.2012 в 15:55. Проблема отказов от использования энергии ветра в нашей стране становится все более серьезной. Предварительные статистические данные показывают, что в 2011 году в некоторых провинциях и городах нашей страны доля энергии, не смогшей быть получена за счёт ветроэнергетики, составила около 20%; в некоторых регионах «Трёх северов», обладающих богатыми ветровыми ресурсами, этот показатель превысил 30%. Поэтому в **отчете о работе за этот год** фраза «прекратить бездумное расширение отраслей, связанных с солнечной и ветровой энергетикой» была заменена на «предотвратить бездумное расширение производственных мощностей по производству оборудования для солнечной и ветровой энергетики». Но в настоящее время следует придерживаться неподдерживающего подхода к производству оборудования для ветроэнергетики. Следовательно, можно сказать, что в настоящее время в Китае существуют серьезные проблемы как в производстве оборудования для ветроэнергетики, так и в ее эксплуатации. Хотя перспективы развития ветроэнергетики выглядят благоприятно, необходимо разумно планировать ее развитие, чтобы обеспечить эффективное использование имеющихся ресурсов.

Пожалуйста, объясните, что означает «отказ от использования энергии ветра»?

Устанавливают ветряные турбины, чтобы получить субсидии, без разницы, есть ли ветер или нет — как только турбина установлена, можно отчитаться о достигнутых результатах

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем Стоящий на Востоке 1 апреля 2012 года в 10:29. Под термином «отказ от использования энергии ветра» или «невозможность использования энергии ветра» подразумевается ситуация, когда ресурсы ветровой энергии достаточны ночью, но в это время спрос на электроэнергию невелик. Поскольку электроэнергию нельзя хранить, использование энергии ветра не допускается, в результате чего ветряные электростанции практически не производят электроэнергию

Такое явление определенно существует! Это печаль для тех, кто работает в сфере новых источников энергии!