English
infoНовый формат использования альтернативного источника энергии – ветра
Общество пользуется ветровой энергией на протяжении тысячелетий. Первый известный факт ее применения зафиксирован в 5000 г. до н. э., когда люди научились использовать паруса для навигации по реке Нил. Персы использовали ветряные мельницы, прообразы нынешних ветрогенераторов, за 400 – 900 лет до нашей эры в целях подачи воды и для молотьбы зерна. Возможно, ветряные мельницы были изобретены в Китае за 1000 лет до нашей эры, но самые ранние письмена сообщают о 1219 году.
Крестьяне использовали парусные ветряные мельницы для выкачивания воды, для сельскохозяйственных культур и скота.
Многие усовершенствования мельницы произвели голландцы, используя их в первую очередь для откачивания излишков воды с затопленных земель. Еще в 1390 году была создана «A multi-story tower» представлявшая из себя мельницу, с отдельными этажами для молотьбы зерна, снимания плевел, хранения зерна и самое нижние помещение – жилое – для мельника и его семьи. Этот вид ветрогенераторов был до того популярен, что только в Англии их было около 1000.
Развитие
Но на совершенствования мельницы до современного вида ветрогенератора, появлению турбинных лопаток понадобилось почти 500 лет. К тому времени использование ветряной энергии распространилось, начиная от лесопиления, до обработки пряностей, табака, какао, красок и красителей.
Ветряная мельница была доработана в США в конце 19 века, некоторые конструкции того периода используются и по сей день. Тяжелые, неэффективные деревянные лопасти были заменены легкими и быстрым стальными лезвиями, около 1870 штук для одной мельницы.
На протяжении следующего столетия, в США было построено около 6 миллионов ветрогенераторов (ветряных мельниц), в целях организации водопоя скота и снабжения домов водой. Первые крупные мельницы для производства электричества строит компания "American multi-blade design", основанная в 1888 году. Изначально ветровые установки вырабатывали по 12 киловатт, но после модернизации ветряными турбинами, производительность увеличилась до 70 – 100 кВт.
Современность ветроэнергетики
Сегодня, что энергия ветра является одним из перспективных источников энергии, который может служить альтернативой использования полезных ископаемых для добычи электроэнергии. Общемировой потенциал энергии ветра превышает 10000 мегаватт, что составляет примерно 16 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. Такие показатели обеспечиваются современными технологиями в области ветроэнергетики.
Последние инновации и будущее
На гибком валу расположены лопасти ветрогенератора, и подобно флюгеру, ветряк "следует" за ветром. За счет большого количества лопаток, в разы возрастает мощность установки.
Вариант реализации ветрогенератора по схеме "вода – воздух" и дирижабль .
Тростниковая схема ветрогенератора. Существуют подобные прототипы ветряков – Selsam, которые производят 6000 Вт при скорости ветра примерно 20 м/c – это в шесть раз больше произведенной энергии по сравнению с таким же количеством монороторных ветротурбин.
Оригинальная схема ветрогенератора. Возможность использовать энергию ветра удаленно.
Вот пейзажи морских берегов будущего, как видите они утыканы ветрогенераторами.
Один из примеров реализации ветрогенератора.
Для справки, увеличение скорости ветра при поднятии установки на высоту:
Для оценки применяется расчетная формула:
V / Vo = (H / Ho)aV = Vo * (H / Ho)a
где:
Vo и Ho – известные значения скорости ветра (м/с) на исходной высоте (м);
Н – запланированная высота (м);
V – определяемая скорость ветра (м/с);
a – эмпирический показатель степени 0.14.Например:
скорость ветра Vo=5 м/с на высоте Ho=2 м.
Тогда прогнозируемая скорость ветра V на новой высоте H=10 м равна:
V = 5 х ( 10 / 2)0.14 = 6.26 м/с.
Как видно, в основу будущей ветроэнергетики и ветрогенераторов , для получения большей мощности, берется принцип максимального использования потенциала ветра: увеличении количества лопастей и поднятие ветроколеса на максимально возможную высоту.
Статья взята с сайта konstryktorov.net
