Тороид. Производство электротехнической продукции
(49831) 4-66-21
(925) 790-73-23
toroid2011@mail.ru

Главная Продукция и услуги Статьи Полезная информация Сертификаты Награды Отзывы Контакты

Продукция и услуги

Безруких П.П.
Ветроэнергетика

Справочное и методическое пособие

Москва
2010

УДК 621.47
ББК 31.63

Безруких П.П. Ветроэнергетика. (Справочное и методическое пособие). Москва, ИД «ЭНЕРГИЯ», 2010.

В книге рассмотрено современное состояние ветроэнергетики мира, динамика и перспективы ее развития. Изложены теоретические основы ветроэнергетики. Приведены основные особенности режимов работы ВЭУ и ВЭС. Приведены описания конструкций различных типов ВЭУ и схемы главных соединений ВЭУ и ВЭС. Даны текущие и перспективные оценки удельной стоимости установленной мощности и вырабатываемой электрической энергии и их зависимость от различных факторов.

Подробно проанализированы и оценены виды воздействия ВЭУ на среду обитания человека, по сравнению с электростанциями на различных видах органического топлива. Даны ответы на часто возникающие вопросы по различным разделам ветроэнергетики. В книге содержится большой справочный материал по технико-экономическим характеристикам современных ВЭУ малой и большой мощности.

Книга рассчитана на широкий круг читателей от сельских электриков до экономистов и экологов, проектировщиков ВЭС.


© Безруких П.П., 2010
© ИД "ЭНЕРГИЯ", 2010

Содержание книги
Ветроэнергетика

Предисловие

Глава I. Этапы развития
1.1. От древности до XIX века
1.2. Развитие ветроэнергетики за период: XIX век — 80е годы - XX века
1.3. Ветроэнергетика конца XX века - начала XXI века

Глава 2. Основы ветроэнергетики
2.1. Ветер, как явление природы
2.2. Ветер, как энергетический ресурс
2.2.1 Климатологические характеристики ветровой энергии
2.2.2 Энергетические характеристики ветра
2.2.3 Распределение ресурсов ветровой энергии по федеральным округам Российской Федерации

Глава 3. Энергетические характеристики и элементы конструкций ветроустановок
3.1 Классификация ветроустановок
3.2 Основы теории ветроэнергетических установок
3.3 Мощность и энергия вырабатываемые ветроустановкой
3.4 Элементы конструкции ветроустановок
3.5 Главные схемы электрических соединений ВЭУ
3.5.1 Схемы сетевых ВЭУ
3.5.2 Схемы электрических соединений ВЭС
3.5.3 Ветро дизельные системы
3.5.4 Малые ветроустановки и их использование

Глава 4. Экономика ветроэнергетики
4.1 Капитальные вложения
4.2 Себестоимость производства электроэнергии
4.3 Способ предварительной оценки срока окупаемости ВЭС

Глава 5. Ветроустановка и окружающая среда
5.1 Постановка задачи
5.2 Среда обитания человека
5.3 Негативные факторы влияния ВЭС на среду обитания человека и их оценка
5.4 Экологические преимущества ветроэнергетики
5.4.1 Общая оценка
5.4.2 Определение объемов предотвращения загрязнения среды обитания человека вредными выбросами
5.4.3 Использование воды
5.4.4. Потребность в земле
5.5. Заключение

Глава 6. Ветроэнергетика в вопросах и ответах
6.1. Ветроэнергетика и энергетика
6.2. Ветроэнергетика и промышленность
6.3. Ветроэнергетика и экономика
6.4. Ветроэнергетика - селу
6.5. Ветроэнергетика и среда обитания человека (экология)
6.6. Ветроэнергетика и ее влияние на социальные условия жизни населения

Приложения
Постановление Совета Министров СССР
Развитие морских (оффшорных) ветростанций в странах Европы
Ветроэнергетические ресурсы о. Харлов, Мурманской области
Ветроэнергетические ресурсы п. Мезень, Архангельской области
Компоновка оборудования ветроустановки фирмы Wind World Технические характеристики ВЭУ мощностью свыше 100 кВт
Технико-экономические характеристики ветроустановок Германии в 2002 году
Технические данные ветроустановок Европейских производителей в 1993-2000 годах
Технико-экономические характеристики зарубежных ВЭУ малой мощности
Технико-экономические характеристики ВЭУ малой мощности отечественных производителей
Обобщенные шумовые данные ветроустановок средней мощности
Требования к шуму по СН 2.2.4/2.1.8.562-96.
К вопросу об устойчивости ветроустановок к штормовому ветру
Наиболее употребляемые термины ветровой энергетики на английском, немецком и русском языках
Список использованной литературы

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящую книгу можно назвать пособием для тех руководителей и специалистов разного уровня органов управления субъектов Российской Федерации, а также общественных деятелей, которые в условиях дефицита топлива и бюджетных средств заняты поиском решений проблемы надежного энергоснабжения и потребителей на подведомственных территориях, в первую очередь находящихся в зонах децентрализованного энергоснабжения, а также в зонах дефицитных энергосистем, подверженных ограничительным и/или аварийным отключениям.

Она является также пособием для предпринимателей, фермеров и любых частных лиц, которые ищут самостоятельно пути снижения расходов на оплату электроэнергии и обеспечения бесперебойного энергоснабжения своих предприятий.

Книга полезна людям, занимающимся сезонными работами (геологи, рыбаки, охотники, скотоводы, огородники и т.п.), живущими, как правило, без радио, телевидения и электрического освещения, а также всем, кто интересуется использованием энергии ветра.

Вместе с тем автором предпринята попытка сделать книгу учебным пособием для студентов, специализирующихся в области использования возобновляемых источников энергии, а также проектировщиков ветростанций. В связи с этим в книгу включены основные формулы по ветроэнергетики, а также большой справочный материал по современным зарубежным и отечественным ветроустановкам.

Книга написана, в основном на базе изучения опыта строительства и эксплуатации ветроустановок и ветростанций за рубежом (по этой причине все стоимостные данные приводятся в долларах или евро), а также анализа всего, что делается в России по этой проблеме.

Книга является вторым дополненным и переработанным изданием книги «Использование энергии ветра. Техника, экономика, экология», изданным в издательстве «Колос» в 2008 году. В первое издание не вошел значительный справочный материал, касающийся технических характеристик ветроэнергетических установок большой мощности. В настоящее издание этот материал включен и может быть использован при курсовом и дипломном проектировании. Приведены данные о состоянии ветроэнергетики в странах мира за период 1980 - 2008 годы. Имеются существенные дополнения и по другим главам книги.

Автор выражает глубокую благодарность В.Н.Пузакову, оказавшему большую помощь в сборе материалов и подготовке рукописи к изданию.

Автор

ГЛАВА 1. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ

1.1. От древности до конца XIX века

Энергия ветра использовалась человеком с древнейших времён. Сначала в мореплавании вплоть до появления паровой машины, заменившей паруса на судах.

Но и ветроэнергетика имеет многовековую историю. По данным М.В. Колодина и Я.И. Шефтера первые простейшие ветродвигатели применяли в глубокой древности в Египте и Китае. В Египте около г. Александрия до сих пор сохранились остатки каменных ветряных мельниц, барабанного типа с вертикальной осью вращения, построенные еще во 2-1 веках до н.э. В 7 веке н.э. в Персии (Иране) были построены более совершенные конструкции - крыльчатые с горизонтальной осью вращения. Несколько позднее, видимо в 8-9 веках ветряные мельницы появились в Западной Европе и на Руси. Начиная с 13 века ветродвигатели получили широкое распространение в Галандии, Дании, Англии и России для подъёма воды, размола зерна и в качестве привода различных станков и механизмов. По другим данным (D.J. de Renzo) в XI в. ветряные мельницы широко использовались на Ближнем Востоке п попали в Европу в XIII в. при возвращении крестоносцев.

В средние века в Европе многие поместные права, включая и право отказа в разрешении на строительство ветряных мельниц, вынуждали арендаторов иметь площади для посева зерна около мельниц феодальных поместий. Посадки деревьев вблизи ветряных мельниц запрещались для обеспечения "свободного ветра".

В XIV в. голландцы стали ведущими в усовершенствовании конструкций ветряных мельниц и широко использовали их с этого времени для осушения болот и озер в дельте р. Рейн. Между 1608 и 1612 гг. польдер Беемстер (лольдеры - низменные места, которые предполагается осушить) находившийся на три метра ниже уровня моря, был осушен с помощью 26 ветродвигателей мощностью 37 кВт каждый.

В 1582 г. в Голландии была построена первая маслобойня, использующая энергию ветра, через 4 года - первая бумажная фабрика, которая удовлетворяла повышенные требования к бумаге, обусловленные изобретением печатной машины. В конце XVI в. появились лесопильные заводы для производства лесоматериалов, импортируемых из прибалтийских стран на которых использовались ветроустанбвки. В середине XIX в. в Голландии использовалось для различных целей около 9 тыс. ветродвигателей.

В период промышленной революции с введением паровых двигателей использование энергии ветра в Голландии пошло на убыль. В начале XX в. здесь работало только около 2,5 тыс. ветродвигателей, а к 1960 г. менее 1 тыс. из них все еще находились в рабочем состоянии.

Голландцы внесли много усовершенствований в конструкцию ветряных мельниц и, в частности, ветроколеса. В XVI в. примитивные поперечные паруса на деревянных полках уступили место парусам, закрепленным на деревянных брусках с двух сторон маха. Позже для улучшения аэродинамической формы лопасти бруски были присоединены к её задней кромке. В более современных конструкциях паруса были заменены тонким листовым металлом, использовались стальные махи и различные типы жалюзи и щитков для регулирования частоты вращения ветроколеса при больших скоростях ветра. Крупные ветряные мельницы заводского изготовления при больших скоростях ветра могли развивать мощность до 66 кВт.

1.2. Развитие ветроэнергетики за период: XIX в — 80-е годы XX века

К середине XIX в. США было построено более 6 млн. малых ветродвигателей с единичной мощностью до 0,75 кВт, которые использовались для выработки электрической энергии, подъема воды и выполнения других работ.

Для подъема воды обычно использовались ветродвигатели с цельнометаллическими ветроколесами диаметром 3,7-4,9 м, вращающимися на горизонтальном валу и снабженные хвостовым оперением для ориентации ветроколеса по направлению ветра. Вал соединяется системой передач со штангой, которая совершает возвратно-поступательные движения и приводит в действие насос, установленный у основания башни. Ветроколесо такого типа диаметром 3,7 м развивает мощность около 120 Вт при скорости ветра 6,7 м/с и может поднять 160 л/мин воды на высоту около 7 м.

ВЭУ небольшой мощности выполняются обычно с двух- или трехлопастным ветроколесом крыльчатого типа, соединенным через редуктор с генератором постоянного тока. Они снабжаются также системой аккумулирования энергии, чаще всего аккумуляторной батареей. Многие ветронасосные установки используются до настоящего времени на западе США для целей водоснабжения в некоторых отдаленных местностях. Однако большинство ВЭУ были вытеснены начиная с 1930 г. энергосистемой, обеспечившей централизованным электроснабжением большинство ферм США.

Скачать книгу "Ветроэнергетика". Москва, издательство Энергия, 2010

143502 МО, г.Истра-2, ул. Заводская, 43А. Тел. (49631) 4-66-21. E-mail: toroid2011@mail.ru