Как устроен ветрогенератор: ≋ Принцип работы ветрогенератора • Устройство, конструкция ветроэлектростанции

Как устроен ветрогенератор: ≋ Принцип работы ветрогенератора • Устройство, конструкция ветроэлектростанции

Содержание

принцип работы необычного ветряка будущего

Ветроэнергетика прочно заняла свою нишу среди других способов производства электроэнергии. Доля произведенного промышленными ветрогенераторами электротока от общего количества потребляемой энергии, например, в Дании, составляет 36%. Возможности этого метода еще не изучены полностью, а обилие новых разработок, постоянно появляющихся и демонстрируемых конструкторами, говорит о перспективности этого направления.

Слишком заманчиво производить энергию из ветра, который достается совершенно бесплатно и в неограниченном количестве. Энергия есть, ее много, надо только суметь получить.

Ветряки необычных конструкций

Согласно расчетным данным, максимально возможный КПД ветрогенератора составляет 59,3%. Причина этого кроется в особенностях конструкции ветряков и в большом количестве потерь на трение, передачу вращения и прочих тонких эффектах, в сумме отбирающих половину (а то и больше) эффективности устройств. Ограниченные возможности существующих ныне ветрогенераторов стали причиной активного поиска более удачных конструкций, работающих на иных принципах и способных к более интенсивному приему энергии ветра.

Наиболее привлекательна идея отказаться от привычных лопастей и пойти по пути использования более простых конструкций. Это позволит снизить расходы на производство и обслуживание, увеличит срок службы, снизит уровень шума и опасность для птиц и животных. Разработки, уже имеющиеся в этом направлении, сулят большие перспективы в случае их широкого распространения.

Ветрогенератор без лопастей

Безлопастные ветрогенераторы разрабатываются уже довольно давно, но дальше предложенных проектов пока дело не заходило. Наконец, испанская компания Vortex представила полноценную рабочую конструкцию ветротурбины, полностью лишенной лопастей.

Вариант, предложенный Vortex, вызвал немалый интерес среди представителей научных и деловых кругов. Учитывая скептицизм, который принято испытывать по отношению к различным «непонятным» конструкциям, подобное отношение наглядно демонстрирует наличие проблемы и существование серьезной заинтересованности в ее решении.

Существуют и другие безлопастные конструкции, например, парусные ветряки, не имеющие вращающихся частей, а использующие силу давления ветра на сплошное полотно. Поток, взаимодействующий с парусом, используется полностью, но велики потери при передаче энергии на систему поршней, от которых приводится во вращение генератор. Кроме того, сильный порыв ветра создает большую нагрузку на полотно, что создает угрозу разрушения или опрокидывания мачты с ветряком.

Все имеющиеся до сего времени варианты конструкции безлопастных ветрогенераторов имели общий недостаток — они использовали для производства энергии обычные тихоходные генераторы, нуждающиеся во вращении. Поэтому любая разработка имела один и тот же проблемный узел — участок преобразования полученной энергии во вращательное движение.

Специалисты Vortex, похоже, нащупали способ решения проблемы, отказавшись от традиционных генераторов.

Как устроены безлопастные ветряки?

Конструкция, которую вынесли на суд общественности инженеры Vortex, по их заверениям, имеет большую эффективность, экономичность, экологическую чистоту. Внешне устройство выглядит необычно и несколько футуристически — ветряк представляет собой вытянутый конус, установленный на вершину.

Определить на вид предназначение такого сооружения невозможно, если заранее не иметь о нем никакого представления. При работе никакого вращения нет, устройство лишь слегка раскачивается под действием ветра. Компания планирует начинать массовое производство с небольших моделей, имеющих вес 10 кг, высоту 3 м и развивающих мощность 100 Вт. Параллельно разработана более солидная установка на 4 кВт, имеющая 13 м высоты и вес 100 кг.

В ближайшее время предстоит тестовый запуск станции из 100 столбов, которые будут обеспечивать электроэнергией 300 частных домов в Шотландии. В планах компании проект создания мегаваттной установки, способной обеспечивать энергией серьезные количества потребителей в масштабе больших городов, крупных промышленных предприятий. Проект получил широкую поддержку экологических организаций и общественных движений.

Принцип работы

Действие генератора основано на образовании воздушных завихрений, которые создаются при обтекании потоками ветра цилиндрических препятствий. Конусообразная форма устройства способствует раскачиванию, чувствительность к нарушению равновесия является важным показателем работы ветряка.

Образующиеся вихри создают достаточно сильную вибрацию, приводящую в движение всю конструкцию столба, на изменение положения реагируют чувствительные магниты, создающие сильное поле. Эффект образования завихрений, создающих цепочки возмущений потока, известен уже более 100 лет. Он впервые описан и рассчитан Теодором фон Карманом в 1912 году, но на пользу его никто не пытался обратить.

Воздушные завихрения, использованные в основе конструкции, до сих пор считались вредными паразитными проявлениями. Их влияние способно к серьезным воздействиям на конструкцию, что наглядно продемонстрировал мост Такома-Нарроуз в Америке, который разрушился из-за таких колебаний. Подобных примеров, приведших к сильной раскачке мостовых конструкций, можно привести достаточно много. Ветрогенератор, предложенный компанией Vortex, является первой попыткой направить эти силы на пользу.

Испытания, проведенные специалистами, показали, что наилучшие показатели достигаются при использовании нескольких установок, расположенных неподалеку друг от друга. Колебания, инициированные первым столбом, улавливаются второй конструкцией, усиливаются и направляются дальше — нарастающей. Такая способность натолкнула конструкторов на мысль о необходимости использовать не отдельные устройства, а комплекты, дающие сильный эффект, производящие большее количество энергии.

Ветрогенераторы будущего

Усиленные исследования в области безлопастных конструкций дают основания предполагать рост производства подобных изделий. Существующие уже сегодня разработки сулят большие перспективы этому направлению, поскольку экономичность и эффективность таких моделей даже на стадии макетирования намного превышают показатели сегодняшних промышленных образцов.

Исследователи, конструкторы не хотят мириться с недоступностью дармовой, неисчерпаемой энергии ветра, использование которой позволяет отказаться от опасных или вредных для окружающей природы атомных или гидроэлектростанций.

Возможности ветрогенераторов пока не могут полностью решить проблему, но, по мере появления более успешных разработок, неминуемо начнут понемногу занимать место отработавших свой срок службы нынешних энергетических гигантов. Такой процесс будет плавным, резкого перехода не будет, поэтому каких-либо неудобств или потерь никто не почувствует.

Создание бесшумных, не имеющих вращающихся частей установок значительно снизит их себестоимость, что отразится на цене конечного продукта — электроэнергии, увеличит ее доступность, позволит всем без исключения пользоваться энергией ветра.

Рекомендуемые товары

Принцип работы ветрогенератора — видео и обзор.

Выходная мощность ветровых электростанций может достигать 3000 Вт и более.
Данные установки идеальны для применения в отдаленных районах. Их используют для электроснабжения дачных домиков, туристических лагерей, домов отдыха, парусных лодок и других сооружений.

Ветрогенераторы можно использовать для питания небольших бытовых приборов и электроинструментов, а также для зарядки аккумуляторов. Почти на каждой ферме в отдаленных районах вы можете встретить ветровую установку. Их обычно строят в районах, где преобладает ветреная погода.

Ветровые электростанции не оказывают вредного влияния на экологию, являются экономически выгодным вложением и надежными для электроснабжения различных объектов. Главное достоинство ветряных установок – использование неисчерпаемого источника энергии. Не секрет, что принцип работы ветрогенератора заключается в преобразовании кинетической энергии ветра в электрическую.

Этот способ выработки электричества не приводит к образованию побочных продуктов, и, следовательно, к загрязнению окружающей среды. Также, вам не придется тратиться на топливо, так как вращения их подвижной части обеспечивается ветром.

Как работает турбина ветрогенератора?

Принцип работы ветрогенератора подобен функционированию турбин самолета. Отличие лишь в том, что лопасти ветряка вращаются на месте под воздействием порывов ветра. Ввиду своего гигантского размера, они эффективно поглощают энергию ветра, которая затем преобразуется в электричество.

Лопасти винта имеют специальную форму, позволяющую им с легкостью реагировать на движение воздушных масс. Потоки проходящего воздуха заставляют винт вращаться, причем вам может показаться, что скорость вращения довольно мала. Но затем, с помощью передаточных механизмов, вращение винта приводит в движение шестерни меньшего размера, скорость которых уже заметно выше.

Данные приспособления разгоняют вал привода до частоты оборотов, достаточной для успешного завершения преобразования энергии ветра в электричество.

Для получения наибольшей электрической мощности на выходе генератора, винты ветряков устанавливаются на максимально возможной высоте. Лопасти винтов обычно достигают 70 м. или 230 футов в диаметре, что в 30 раз превышает размах крыльев орла.

Большой размер и охват лопастей делает возможным многократное преумножение силы ветра. Поэтому, даже легкий порыв, захваченный внешний краем винта, может привести последний в движение.

Видео: принцип работы ветрогенератора (ветряка)

Плюсы и минусы ветрогенераторов

Преимущества ветряков

Прежде чем приобрести подобный генератор, требуется взвесить все плюсы и минусы покупки. Достоинств у данных устройств больше, чем недостатков.

  • Основным преимуществом является их безопасность с точки зрения экологии. Это возможно благодаря тому, что использование энергии ветра не ведет к образованию побочных продуктов и выхлопных газов. Данные вещества обычно образуются при сжигании топлива и выбрасываются в атмосферу, нанося непоправимый вред здоровью людей и животных, проживающих в близлежащих районах.
  • Еще одним аргументом в пользу данных установок является то, что вам не придётся платить за топливо. То есть, все затраты связаны только с приобретением генератора. Это немалые затраты, но они в скором времени окупаются, ведь вам больше не нужно платить за потребляемую из сети электроэнергию.

Недостатки ветрогенераторов

  • Основным недостатком ветрогенераторов является то, что этим возобновляемым источником невозможно управлять как многими современными ресурсами. Поэтому, количество вырабатываемой электроэнергии каждый день может быть различным. Если же энергии от ветряка вам недостаточно, то вы вынуждены использовать резервный источник питания, работающий на ископаемом топливе.
  • Кроме того, ветровые установки занимают довольно большую площадь, причем для достижения необходимого эффекта они должны быть размещены на возвышенности.
  • Прежде чем приобрести ветрогенераторы, обязательно согласуйте это с вашими соседями. Это необходимо, так как работа этих устройств может сопровождаться телевизионными помехами и высоким уровнем шума.
  • Также, известны случаи обращения за медицинской помощью людей, проживающих вблизи рассматриваемых установок. Это заболевание получило название «синдром ветровых турбин». Человек, страдающий этим синдромом, испытывает частые головные боли и другие недомогания, связанные с длительным воздействием низкочастотных вибраций и шумов.
  • Довольно неприятным фактором также является и то, что множество птиц и летучих мышей часто погибает при столкновении с лопастями винтов генераторов.

Мегаконструкции. Самые большие ветрогенераторы / Хабр

Siemens SWT-7.0-154

Кто говорил, что ветряки не способны конкурировать по мощности с атомными электростанциями? Посмотрите на самую большую в мире ветроэлектрическую установку Siemens SWT-7.0-154. С площадью ометания 18 600 м² этот гигант в одиночку генерирует максимальную мощность 7 МВт при скорости ветра 13-15 м/с. Несколько сотен таких ветряков — и вот вам атомная электростанция.

SWT-7.0-154 — это флагманская модель компании Siemens. В её названии зашифрованы генерируемая мощность (7 МВт) и диаметр ротора с лопастями (154 м). Она пришла на смену предыдущему флагману SWT-6.0-154, от которого практически не отличается по техническим спецификациям, но оснащён более мощными магнитами. Более сильное магнитное поле позволяет генерировать больше электроэнергии при том же диаметре. Другими словами, в этой ВЭН параметр снимаемой мощности с квадратного метра площади ометания выше примерно на 16,7%.

Ветрогенератор включается в работу на минимальной скорости ветра 3-5 м/с, а генерируемая мощность поступательно растёт до максимальной 7 МВт при скорости ветра 13-15 м/с. При достижении скорости ветра 25 м/с генерация прекращается.

Казалось бы, на таких скоростях ветра лопасти ВЭУ должны вращаться быстро, но это совершенно не так. На самом деле они вращаются неторопливо и степенно, делая всего 5-11 оборотов в минуту. То есть полный оборот три лопасти совершают примерно за 5-12 секунд, в зависимости от скорости ветра.

Более сильное магнитное поле в новой модели означает также и то, что эту турбину труднее раскрутить. Для достижения той же скорости вращения 5-11 оборотов в минуту и максимальной генерируемой мощности (7 МВт вместо 6 МВт) этой турбине требуется повышенная скорость ветра: 13-15 м/с вместо 12-14 м/с. Соответственно, и начальная скорость ветрогенерации у неё выше. Вот почему данная модель-гигант наиболее оптимально подходит для размещения на территориях с относительно сильными ветрами, лучше всего в море.

Внутри турбины нет редуктора (коробки передач) — здесь работает система прямого привода, подключенная к синхронному генератору переменного тока с постоянными магнитами. Поскольку скорость генератора определяет напряжение и частоту тока, то «грязный переменный ток» преобразуется в постоянный ток, а затем преобразуется обратно в переменный ток перед подачей в сеть.

В последние годы в области ветряной энергетики происходит очень быстрый научно-технический прогресс. Буквально каждый год появляются новые модели ВЭУ большей мощности и эффективности. Большие и маленькие, рассчитанные на целые посёлки или отдельные дома, на большую скорость ветра в море или на среднюю скорость ветра над крышей частного дома.

Например, мировой рекорд по максимальной генерируемой мощности принадлежит вовсе не Siemens, а другой турбине ещё одного немецкого производителя Enercon E126, которая выдаёт до 7,58 МВт. На видео показан процесс установки такой турбины.

Высота стойки Enercon E126 — 135 м, диаметр ротора — 126 м, общая высота вместе с лопастями — 198 м. Общий вес фундамента турбины — 2500 тонн, а самого ветрогенератора — 2800 тонн. Только электрогенератор весит 220 тонн, а ротор вместе с лопастями — 364 тонны. Общий вес всей конструкции со всеми деталями — 6000 тонн. Первая установка подобного типа была установлена около немецкого Эмдена в 2007 году, хотя в той модификации максимальная мощность была меньше.

Впрочем, ветрогенераторы-гиганты — довольно дорогое удовольствие. Один такой ветряк на 7 МВт обойдётся в $14 млн вместе с установкой, если заказывать все работы у сертифицированных немецких специалистов. Конечно, если освоить производство в своей стране, благо металла хватает, то стоимость вполне можно снизить в несколько раз. Кто знает, может такой гигантский проект национальной стройки занял бы население страны и помог выбраться из экономического кризиса.

Одна из самых последних строящихся в Восточной Европе атомных станций — Белорусская АЭС — получит два энергоблока с реакторами ВВЭР-1200 мощностью по 1200 МВт. Казалось бы, несколько сотен ветряков Siemens сравнятся с атомной электростанцией. Стоимость строительства примерно одинаковая, зато «топливо» бесплатное. Что интересно, Белорусскую АЭС как раз строят в районе, где

по климатическим данным за 1962-2000 годы

почти самая высокая среднегодовая скорость ветра в Беларуси. Но в реальности эта «самая большая» среднегодовая скорость ветра — всего лишь около 4 м/c (на высоте 10 м), чего едва хватит для запуска ВЭУ на минимальной мощности.

Перед установкой следует сверяться с годовой картой ветров в районе дислокации с данными средней удельной мощности ветрового потока на высоте 100 м и выше. Хорошо бы составить такие карты для всей территории страны, чтобы найти места наиболее оптимального строительства ВЭУ. Нужно иметь в виду, что скорость ветра сильно зависит от высоты, что хорошо известно жителям высотных домов. В обычных прогнозах погоды по ТВ сообщают скорость ветра на высоте 10 м над землёй, а для ветровой турбины следует измерять скорость на высоте 100-150 м, где ветры гораздо сильнее.

Так что наиболее оптимально такие гиганты подходят для установки в море, в нескольких километрах от побережья, на большой высоте. Например, если установить такие установки вдоль северного побережья России с шагом 200 метров, то максимальная мощность массива составит 690,3 ГВт (побережье Северного Ледовитого океана составляет 19724,1 км). Скорость ветра там должна быть приемлемая, только при заливке фундаментов придётся иметь дело с вечной мерзлотой.

Правда, по стабильности работы ВЭУ никогда не сравнятся с АЭС или ГЭС. Здесь энергетикам приходится постоянно следить за прогнозом погоды, потому что генерируемая мощность напрямую зависит от скорости ветра. Ветер должен быть не слишком сильным и не слишком слабым. Хорошо, если в среднем ВЭУ будут выдавать хотя бы треть от максимальной мощности.

Никита Забелин записал и сыграл трек у ветрогенераторов в поддержку Greenpeace

Новость

27/09/2021

читать и обсуждать наши новости в телеграме

читайте наши новости в телеграме

Никита Забелин — один из главных диджеев и техно-продюсеров России, основатель и резидент лейбла Resonance Moscow, преподаватель в MMS (музыкальное отделение Высшей британской школы дизайна) записал новый трек и исполнил его у ветрогенераторов в Ульяновской области.

Новый трек Никита создал в поддержку проекта российского отделения Greenpeace по переходу на зелёную и климатически-дружественную энергию. Композиция войдёт в документальный фильм Greenpeace о возобновляемой энергетике. 

Никита Забелин: «Я музыкант. Но в первую очередь я человек, который ответственно относится к своей жизни и к жизни других на этой планете. Я решил написать музыку для проекта, чтобы привлечь внимание к проблеме климатических изменений. Когда я думал об идее трека, то размышлял на тему человека и природы, стихии, разума и того, как они могут сосуществовать. Ветер олицетворяет свободу, а музыка — это свобода для человека. Для меня этот символизм очень важен, потому что я свободный человек. А ещё элементом выступления станет то, что вся используемая моими приборами энергия будет чистой и питаться от солнечных батарей».

  • Фото © Слава Замыслов
  • Фото © Слава Замыслов
  • Фото © Слава Замыслов

Трек был исполнен на фоне ветрогенераторов в Ульяновской области неслучайно. Климатическая команда российского офиса Greenpeace только вернулась из экспедиции по регионам России, где выясняла, насколько наша страна готова к переходу на зелёную энергетику. Всего месяц назад Гринпис опубликовал нашумевший рейтинг регионов, который широко обсуждался в СМИ — и теперь мы проверяем, насколько обещания местных властей соответствуют действительности.

Ульяновская область — это первый регион России, где появился промышленный ветропарк, завод по производству лопастей для ветрогенераторов и предприятия, которые развивают возобновляемую энергетику для собственных нужд. Также здесь есть больница, полностью оборудованная солнечными панелями.

Скоро мы продолжим экспедицию по регионам, но нам очень нужна ваша помощь.

климат

энергетика

Основы ветроэнергетики. Как работает ветрогенератор?

Энергия ветра является одной из форм солнечной энергии. Ветры появляются из-за неравномерного прогрева атмосферы солнцем, неровностей земной поверхности и вращения Земли. Направление потоков ветра изменяется в зависимости от рельефа земной поверхности, наличия водоемов и растительного покрова.
Ветогенераторы используют это движение воздуха и преобразуют его в механическую энергию, а затем в электричество. В этой статье будет кратко затронут вопрос о том, как работает ветрогенератор, а также вопросы о достоинствах и недостатках ветроэнергетики.

Люди начали использовать энергию ветра несколько столетий назад, когда появились ветряные мельницы, которые качали воду, мололи зерно или выполняли другие функции. Сегодняшний ветрогенератор является весьма продвинутой версией ветряной мельницы. Большинство ветровых турбин имеют три лопасти, закрепленные на вершине стальной башни — мачты. Вестрогенератор высотой в 25 м может снабжать электричеством жилой дом, ветрогенератор высотой в 80 м может обеспечивать электричеством сотни домов.

Как работает ветрогенератор?

При прохождении ветра через турбину, лопасти за счет кинетической энергии ветра начинают вращаться. Это приводит во вращение внутренний вал, который соединен с редуктором, увеличивающим скорость вращения и подключенным к генератору, который осуществляет выработку электроэнергии. Чаще всего ветряные турбины состоят из стальной полой мачты, высота которой может достигать 100 м, ротора турбины, лопастей, оси генератора, редуктора, генератора, инвертора и аккумулятора. Часто ветрогенераторы оснащаются оборудованием оценки и автоматического поворота в направлении ветра, а также могут изменять угол или «шаг» лопастей для оптимизации использования энергии.

Типы ветрогенераторов

Современные ветровые турбины делятся на две основные группы;

  • с горизонтальной осью вращения, как в традиционных ветряных мельницах, используемых для откачки воды;
  • с вертикальной осью вращения, это роторные и лопастные конструкции Дарье.

Большинство современных ветрогенераторов имеют горизонтальную ось вращения турбины.

Обычно они состоят из:

  • мачты полой внутри, сделанной из металла или бетона;
  • гондолы, которая крепится наверху мачты и в которой находятся валы, редуктор, генератор, котроллер и тормоз;
  • ротора, в который входят лопасти и ступица;
  • низкоскоростного вала, который приводится в движение ротором;
  • высокоскоростного вала, который подсоединен к генератору;
  • редуктора, которые механически соединяет низкоскоростной и высокоскоростной вал, увеличивая скорость вращения последнего;
  • генератора, который вырабатывает электроэнергию;
  • контроллера, который управляет работой ветрогенератора;
  • флюгера, который определяет направление ветра и ориентирует турбину в необходимом направлении;
  • анемометра, который определяет скорость ветра и передает данные контроллеру;
  • тормоза, для остановки ротора в критических ситуациях.

Преимущества и недостатки ветроэнергетики

Возобновляемый источник энергии

Энергия ветра является общедоступным, возобновляемым ресурсом, поэтому независимо от того, сколько ее используется сегодня, в будущем она по-прежнему будет доступна. Энергия ветра является также источником относительно чистого электричества — ветряные электростанции не выделяют загрязняющих воздух веществ или парниковых газов.

Стоимость

Даже при том, что стоимость энергии ветра резко сократилась за последние 10 лет, ее использование требует более значительных первоначальных инвестиций, чем приобретение генераторов, работающих на ископаемом топливе. Около 80% стоимости составляет техника, с подготовкой площадки и установкой. Тем не менее, если сравнивать использование ветрогенератора и установки, работающей на ископаемом топливе, в течение всего срока эксплуатации, то ветроэнергетическая установка становится гораздо более конкурентоспособной, поскольку для нее не требуется приобретение топлива, а эксплуатационные расходы сведены к минимуму.

Воздействие на окружающую среду

Хотя ветряные электростанции влияют на окружающую среду не так значительно, как электростанции, работающие на ископаемом топливе, они все же создают некоторые проблемы. Их лопасти создают шум, визуально они могут портить ландшафт, о них разбиваются птицы и летучие мыши. Большинство из этих проблем решаются в той или иной мере за счет различных технологий и разумного размещения электростанций.

Другие проблемы, связанные с ветрогенераторами

Основная проблема, связанная с использованием энергии ветра, заключается в том, что ветер дует не всегда, когда требуется электричество, в некоторых местностях ветра дуют очень слабо, так что там не выгодно использовать ветрогенераторы. Ветер нельзя хранить, как бензин (хотя электроэнергию, полученную за счет ветра, можно хранить при помощи аккумуляторных батарей). Местности с сильными ветрами часто бывают не очень удобны для заселения. Наконец, ветроэнергетические установки могут создавать проблемы для других способов эксплуатации земли. Ветряные турбины могут мешать выпасу скота или занимать место под посевы.

Автор: Анастасия Литвинова

(Просмотрели14 176 | Посмотрели сегодня 1 )

как устроен бизнес, чем занимается компания и какие перспективы имеет

Михаил Городилов

зарабатывает на инвестициях

Профиль автора

General Electric — американский промышленный конгломерат. Это очень диверсифицированный бизнес с активами в таких отраслях, как авиастроение, машиностроение, энергетика. Но компания сильно зависит от ситуации в промышленности, и у нее есть целый ворох проблем, связанных с конъюнктурой в отраслях, где она работает.

Что тут происходит

Читатели давно просили нас начать разбирать отчетность и фундамент бизнеса американских эмитентов. Сделать обзор General Electric предложил наш читатель Alex Freeman в комментариях к обзору NXP. Предлагайте в комментариях компании, разбор которых вам хотелось бы прочитать.

На чем зарабатывают

Выручка состоит из продажи оборудования и услуг, основные деньги приносит промышленный бизнес. Рассмотрим деятельность компании по сегментам.

Инвестиции — это не сложно

Пройдите наш бесплатный курс по инвестициям для новичков. Быстрые и нескучные уроки о том, как вкладывать с умом, когда все вокруг без ума.

Погнали!

Генерация энергии. Маржа сегмента — 2,1% от выручки. В газовой отрасли GE делает газовые турбины и занимается их обслуживанием. Для отрасли энергетики GE делает бойлеры, паровые турбины, генераторы, системы контроля качества воздуха, разнообразное оборудование: для промышленности, нефтегазовых и энергетических компаний.

Возобновляемая энергия. Маржа сегмента пока отрицательная, −4,3%. Компания занимается проектированием, строительством и обслуживанием гидроэлектростанций, ветрогенераторов, электросетей, а еще обслуживает предприятия в сфере ЖКХ, нефтегазовой добычи.

Авиация. Маржа сегмента — 20,7% от выручки. В этой категории компания занимается производством и обслуживанием авиадвигателей. У GE есть клиенты как в гражданской авиации, так и в военной.

Здравоохранение. Маржа сегмента — 19,5% от выручки. Компания оказывает услуги системе здравоохранения. Это производство и обслуживание медицинского оборудования вроде устройств для томографии, УЗИ, рентгена, устройств для анестезии и проведения операций, оборудования для лабораторных испытаний и диагностики. Также компания консультирует медицинские предприятия в сфере повышения эффективности управления.

Лизинг и финансовые операции (GE Capital). Сегмент убыточен: его итоговая маржа составляет −0,5%. Это финансовые продукты и услуги для клиентов компании типа страхования и андеррайтинга. В основном выручку составляет лизинг самолетов (56,32%) и страхование (33,33%), остальное дают услуги по финансированию клиентов компании в сфере промышленности и энергетики, а также финансирование операций самой GE.

Что такое андеррайтинг, статья в Википедии

Большую часть выручки компания делает за пределами США.

Выручка и прибыль за последние 12 месяцев в миллиардах долларов. Итоговая маржа в процентах от выручки. Источник: Macrotrends

Нелетная погода

Коронавирусный карантин сильно ударил по самым маржинальным бизнесам компании — авиационному и медицинскому.

На авиационный бизнес сильно повлияло снижение количества полетов. А вот показатели медицинского бизнеса испортило нарушение нормального режима работы больниц, из-за которого многие операции и процедуры отложили на неопределенный срок.

В этом году убытки компании все равно оказались меньше, чем в 2019, и она даже вышла на прибыль по итогам 2020. Но это произошло потому, что в 2019 у GE были большие траты и издержки, связанные со списанием стоимости многих активов.

В этом году авиационному подразделению GE не стоит ждать повышения спроса со стороны гражданской авиации. По GE и так сильно ударила история с проблемными Боингами, а коронакризис грозится убить этот бизнес. Ну или не убить, но значительно испортить — к показателям производства допандемической эпохи отрасль вернется нескоро.

Не добавляет оптимизма в этом отношении и торговая война между США и ЕС: обе стороны обвиняют друг друга в субсидировании своих авиапроизводителей в обход правил ВТО и навесили пошлин. Американцы наложили на самолеты французского Airbus пошлины 10%, а европейские регуляторы будут брать 15% за импорт американских самолетов Boeing в Европу. Это, конечно, не улучшает ситуацию с GE: она активно работает с Boeing и стремится развивать поставки Airbus.

Может быть, Boeing скоро начнет делать новые самолеты и загрузит GE заказами. А может, и не начнет. В любом случае поводов для оптимизма здесь мало, поэтому лучше быть морально готовыми к худшему.

Облачно, возможны осадки в виде дивидендов

Но не все так плохо. У бизнеса GE в сфере ветряной энергии не самые слабые перспективы. Отрасли генерации электричества из ветра пророчат великие перспективы: стоимость генерации энергии снижается и это будет стимулировать спрос.

Источник: Axios Источник: IEA

Источник: Axios Источник: IEA

Впрочем, сегмент возобновляемой энергетики у GE пока генерирует убытки. Но я думаю, что GE все равно перепадут какие-то бонусы благодаря тому, что она крупный игрок в сфере чистой энергетики. Скорее всего, основным бонусом здесь будет именно облегчение доступа к финансированию: возможно, помешанные на экологии инвесторы будут накачивать акции компании за правильную идеологическую ориентацию без оглядки на прибыльность этого направления.

Энергетический бизнес компании в четвертом квартале 2020 года может получить ускорение. Фабрики в США загружены, что наверняка создает спрос на генерацию электричества в больших объемах.

Медицинский бизнес компании не внушает мне безоблачной уверенности. Больницы в США и во всем мире заполняются новыми коронавирусными больными, и может получиться так, что в текущем квартале многие пациенты также будут откладывать важные процедуры и операции.

Конечно, пандемия генерирует спрос на производство GE аппаратов искусственной вентиляции легких, но доходы от этого не покроют потери компании от падения спроса на другие ее товары и услуги в сфере медицины.

Все это важно учитывать, потому что GE платит дивиденды — 4 цента на акцию, что с текущей ценой акций 9,57 $ дает 0,41% годовых. На дивиденды у компании уходит примерно 137 млн долларов в квартал. Согласно последнему отчету, у GE задолженностей на 219,52 млрд долларов. Компания и раньше резала дивиденды без оглядки на инвесторов и может это повторить.

История дивидендных выплат General ElectricXLSX, 22 КБ

Правда, у GE довольно неплохие запасы: 39,162 млрд долларов на счетах и плюс к этому 27,712 млрд долларов задолженностей контрагентов.

Но дивиденды не приоритет для компании. А если GE снова их порежет, то акции могут сильно упасть: произойдет массовый исход дивидендных инвесторов.

На это можно возразить, что дивидендная доходность GE невелика и там мало дивидендных инвесторов. Но я бы не стал недооценивать человеческий фактор, поэтому есть вероятность того, что в этих акциях засело множество любителей пассивного дохода.

Резюме

GE — небезынтересный эмитент. Но самые маржинальные сегменты бизнеса компании под ударом, и в случае повторения истории с глобальным карантином компания сильно пострадает. Поэтому если и инвестировать в эти акции, то только с опаской и пониманием того, что есть большие риски принудительно стать в них долгосрочным инвестором.

Устройство ветрогенератора, принцип работы ветровой турбины

Устроиство ветрогенератора

  1. Лопасти турбины.
  2. Ротор.
  3. Направление вращения лопастей.
  4. Демпфер.
  5. Ведущая ось.
  6. Механизм вращения лопастей.
  7. Электрогенератор.
  8. Контроллер вращения.
  9. Анемоскоп и датчик ветра .
  10. Хвостовик Анемоскопа.
  11. Гондола.
  12. Ось электрогенератора.
  13. Механизм вращения турбины.
  14. Двигатель вращения.
  15. Мачта.

Ветровые электростанции

Одним из перспективных направлений развития возобновляемой энергетики является ветроэнергетика. Использование энергии ветра не только помогает решить многие проблемы энергоснабжения удаленных объектов и загородных домов и получить независимость от местных энергоснабжающих организаций.

Поставив на своём участке хотя бы небольшой ветрогенератор вместо дизель- или бензоэлектростанции, вы внесете свой вклад в дело сохранения природы, сокращения выбросов вредных и парниковых газов и предотвращения изменения климата.

Даже если вы подключены к сети централизованного электроснабжения, использование энергии ветра для ваших нужд тоже будет полезно природе, потому что сети получают электроэнергию сжигая уголь, мазут или газ, или даже на атомных станциях.

Для небольшого загородного дома при наличии среднегодовой скорости ветра более 4 м/с достаточно ветроустановки (ВЭС) мощностью:

  • Около 500 Вт для покрытия базовых потребностей в электроэнергии — освещение, телевизор, связь, радио, другая маломощная нагузка;
  • От 1,5 до 5 кВт для электроснабжения почти полностью потребителей в типом загородном доме, включая стиральную машину, холодильник, компьютеры и т.п. В периоды сильного и продолжительного ветра излишки вырабатываемой электроэнергии могут использоваться для отопления помещений.

В настоящее время мы предлагаем следующие ветроэлектрические установки:

  • Маломощная ВЭС мощностью 200-600 Вт для дачных участков;
  • ВЭС мощностью 1000 — 10000 Вт для котеджей, частных домов;
  • ВЭС мощностью 10 кВт — 100 Вт для промышленного использования;
  • Ветросолнечная гибдридная установка.

Вы можете заказать ветроэлектрические установки для включения в состав системы электроснабжения на базе возобновляемых источников энергии в нашей компании.

В состав Вашей системы также будет необходимо включить аккумуляторные батареи и, если Вы планируете подключать нагрузку переменного тока, инвертор ы). Также очень рекомендуется использовать в системах электроснабжения на базе возобновляемых источников энергии энергоэффективную нагрузку.

Принцип работы автономных ветряков

Автономные ветрогенераторы состоят из генератора, хвостовика, мачты, контроллера, инвертора и аккумуляторной батареи. У классических ветровых установок – 3 лопасти, закреплённых на роторе. Вращаясь ротор генератора создаёт трёхфазный переменный ток, который передаётся на контроллер, далее ток преобразуется в постоянное напряжение и подаётся на аккумуляторную батарею. Ток проходя по аккумуляторам одновременно и подзаряжает их и использует АКБ как проводники электричества. Далее ток подаётся на инвертор, где приводиться в наши привычные показатели: переменный однофазный ток 220В, 50 Гц. Если потребление небольшое то сгенерированного электричества хватает для электроприборов и освещения, если тока с ветряка мало и не хватает — то недостаток покрывается за счёт аккумуляторов. Такой же принцип в автомобилях: когда мы едем, генератор в машине заряжает аккумуляторы и снабжает электричеством все приборы в машине, когда машина останавливается, то аккумулированный ток идёт из АКБ. Ничего сверхсложного в ветряках нет, в них используются все те изобретения которые мы постоянно используем каждый день, не подозревая об этом.

Ветрогенераторы современных конструкций позволяют использовать экономически эффективно энергию ветра. С помощью ветрогенераторов сегодня можно не только поставлять электроэнергию в «сеть» но и решать задачи электроснабжения локальных или островных объектов любой мощности.

Компания ALTAL GRUP осуществляет весь спектр работ по осуществлению ветроэнергетических проектов.

Сила ветра в баллах по шкале Бофорта и морское волнение
















Баллы Словесное обозначение силы ветра Скорость ветра, м/с Скорость ветра км/ч Действие ветра
на суше на море (баллы, волнение, характеристика, высота и длина волны)
0 Штиль 0-0,2 Менее 1 Полное отсутствие ветра. Дым поднимается вертикально, листья деревьев неподвижны. 0. Волнение отсутствует
Зеркально гладкое море
1 Тихий 0,3-1,5 2-5 Дым отклоняется от вертикального направления, листья деревьев неподвижны 1. Слабое волнение.
На море лёгкая рябь, пены на гребнях нет. Высота волн 0,1 м, длина — 0,3м.
2 Легкий 1,6-3,3 6-11 Ветер чувствуется лицом, листья временами слабо шелестят, флюгер начинает двигаться, 2. Слабое волнение
Гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными. На море короткие волны высотой 0,3 м. и длиной — 1-2м.
3 Слабый 3,4-5,4 12-19 Листья и тонкие ветки деревьев с листвой непрерывно колеблются, колышутся лёгкие флаги. Дым как бы слизывается с верхушки трубы (при скорости более 4 м/сек). 3. Легкое волнение
Короткие, хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют стекловидную пену, изредка образуются маленькие белые барашки. Средняя высота волн 0,6-1 м, длина — 6м.
4 Умеренный 5,5-7,9 20-28 Ветер поднимает пыль, бумажки. Качаются тонкие ветви деревьев и без листвы. Дым перемешивается в воздухе, теряя форму. Это лучший ветер для работы ветродвигателя 4.Умеренное волнение
Волны удлинённые, белые барашки видны во многих местах. Высота волн 1-1,5 м, длина — 15 м
5 Свежий 8,0-10,7 29-38 Качаются ветки и тонкие стволы деревьев, ветер чувствуется рукой. Вытягивает большие флаги. Свистит в ушах. 4.Неспокойное море
Хорошо развитые в длину, но не очень крупные волны, повсюду видны белые барашки (в отдельных случаях образуются брызги). Высота волн 1,5-2 м, длина — 30 м
6 Сильный 10,8-13,8 39-49 Качаются толстые сучья деревьев, тонкие деревья гнутся, гудят телеграфные провода, зонтики используются с трудом 5.Крупное волнение
Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные площади. Образуется водяная пыль. Высота волн — 2-3 м, длина — 50 м
7 Крепкий 13,9-17,1 50-61 Качаются стволы деревьев, гнутся большие ветки, трудно идти против ветра. 6.Сильное волнение
Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру. Высота волн до 3-5 м, длина — 70 м
8 Очень
крепкий
17,2-20,7 62-74 Ломаются тонкие и сухие сучья деревьев, говорить на ветру нельзя, идти против ветра очень трудно. 7. Очень сильное волнение
Умеренно высокие, длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по направлению ветра. Высота волн 5-7 м, длина — 100 м
9 Шторм 20,8-24,4 75-88 Гнутся большие деревья, ломает большие ветки. Ветер срывает черепицу с крыш 8.Очень сильное волнение
Высокие волны. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн начинают опрокидываться и рассыпаться в брызги, которые ухудшают видимость. Высота волн — 7-8 м, длина — 150 м
10 Сильный
шторм
24,5-28,4 89-102 На суше бывает редко. Значительные разрушения строений, ветер валит деревья и вырывает их с корнем 8.Очень сильное волнение
Очень высокие волны с длинными загибающимися вниз гребнями. Образующаяся пена выдувается ветром большими хлопьями в виде густых белых полос. Поверхность моря белая от пены. Сильный грохот волн подобен ударам. Видимость плохая. Высота — 8-11 м, длина — 200 м
11 Жестокий
шторм
28,5-32,6 103-117 Наблюдается очень редко. Сопровождается большими разрушениями на значительных пространствах. 9. Исключительно высокие волны.
Суда небольшого и среднего размера временами скрываются из вида. Море всё покрыто длинными белыми хлопьями пены, располагающимися по ветру. Края волн повсюду сдуваются в пену. Видимость плохая. Высота — 11м, длина 250м
12 Ураган >32,6 Более 117 Опустошительные разрушения. Отдельные порывы ветра достигают скорости 50—60 м/сек. Ураган может случиться перед сильной грозой 9. Исключительное волнение
Воздух наполнен пеной и брызгами. Море всё покрыто полосами пены. Очень плохая видимость. Высота волн >11м, длина — 300м.

Схемы работы ветрогенератора

Приводим всего лишь некоторые примеры схем работы ветрогенераторных систем с потребителем. В каждом случае составляется индивидуальный проект, который способен решить поставленную перед нами задачу.

Автономное обеспечение объекта(с аккумуляторами).Объект питается только от ветроэнергетической установки

Ветрогенератор (с аккумуляторами) и коммутация с сетью.

АВР позволяет переключить питание объекта при отсутствии ветра и полном разряде аккумуляторов на электросеть. Эта же схема может использоваться и наоборот – ветрогенератор, как резервный источник питания. В этом случае АВР переключает вас на аккумуляторные батареи ветрогенератора при потери питания от электросети.

Основы ветроэнергетики | NREL

Ветер возникает, когда поверхность земли неравномерно нагревается солнцем. Энергия ветра
можно использовать для выработки электроэнергии.

Ветряные турбины

Ветряные турбины, как и ветряные мельницы, устанавливаются на башне, чтобы улавливать как можно больше энергии.
На высоте 100 футов (30 метров) и более они могут воспользоваться более быстрым
и менее бурный ветер.Турбины улавливают энергию ветра своим пропеллером.
лезвия. Обычно на валу устанавливаются две или три лопасти, образующие ротор .

Лезвие действует как крыло самолета. Когда дует ветер, карман низкого давления
воздух образуется на подветренной стороне лопасти. Затем воздушный карман низкого давления вытягивает
лезвие к нему, заставляя ротор вращаться. Это называется лифт .Сила подъема на самом деле намного сильнее, чем сила ветра, направленная против ветра.
передняя сторона клинка, которая называется , драг . Комбинация подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться, как пропеллер, и
вращающийся вал вращает генератор, чтобы вырабатывать электричество.

Исследования ветроэнергетики

NREL в основном проводятся в кампусе Флэтайронс, отдельном месте недалеко от Боулдера, Колорадо.

Ветряные турбины коммунального назначения на ветряной электростанции Сидар-Крик в Гровере, штат Колорадо. Фото Денниса Шредера / NREL

Плавающая морская ветряная турбина VolturnUS с полупогружной плавучей ветроэнергетической установкой
Платформа, Университет штата Мэн, часть консорциума DeepCWind. Фотография из Университета штата Мэн

Наземная ветроэнергетика

Ветровые турбины могут использоваться как автономные приложения или их можно подключать к
электросети или даже в сочетании с фотоэлектрической системой (солнечными элементами).Для
коммунальные (мегаваттные) источники энергии ветра, большое количество ветряных турбин
обычно строятся близко друг к другу, образуя ветряную электростанцию ​​ , также называемую ветровой электростанцией . Некоторые поставщики электроэнергии сегодня используют ветряные электростанции для снабжения электроэнергией своих потребителей.

Автономные ветряные турбины обычно используются для перекачки воды или связи.
Однако домовладельцы, фермеры и владельцы ранчо в ветреных районах также могут использовать ветряные турбины.
как способ сократить свои счета за электричество.

Распределенная энергия ветра

Малые ветровые системы также обладают потенциалом в качестве распределенных энергоресурсов. Распространено
энергоресурсы относятся к множеству небольших модульных технологий производства энергии.
которые могут быть объединены для улучшения работы системы подачи электроэнергии.
Для получения дополнительной информации о распределенном ветре посетите Отдел ветроэнергетических технологий Министерства энергетики США.

Морская ветроэнергетика

Оффшорная ветроэнергетика — относительно новая отрасль в США. Америки
первая оффшорная ветряная электростанция, расположенная в Род-Айленде, у побережья острова Блок,
был запущен в декабре 2016 года. В отчете Wind Vision Министерства энергетики США показано, что к 2050 году морской ветер будет доступен во всех прибрежных регионах по всей стране.

Дополнительные ресурсы

Для получения дополнительной информации о ветровой энергии посетите следующие ресурсы:

Основы ветроэнергетики
Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США

Карты и данные по ветроэнергетике
DOE’s WINDExchange

Как работают ветряные турбины
U.S. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики.

Малые ветроэнергетические системы
Программа энергосбережения Министерства энергетики США

Американская ассоциация ветроэнергетики

Energy Kids Wind Basics
Управление энергетической информации США Energy Kids

Как работает энергия ветра

Современные ветряные турбины — это эволюция традиционных ветряных мельниц.А
собрание ветряных турбин в одном месте называется ветром
ферма.

Современная ветряная турбина состоит из четырех основных частей:

  • фундамент
  • башня
  • гондола
  • лезвие в сборе

Турбина установлена ​​на железобетонном фундаменте , размеры которого зависят от размера турбины. Фундамент — это прочная конструкция, предназначенная для того, чтобы турбина выдерживала очень сильный ветер.Он всегда находится ниже уровня земли и не виден после завершения строительства.

Башни обычно строятся из стальных труб, хотя некоторые турбины имеют решетчатые башни (больше похожие на пилон для передачи электроэнергии).

Стальные башни обычно окрашивают в светлый цвет, используя своего рода неотражающую краску. Это поможет им лучше слиться с фоном.

Гондола — это большой корпус наверху башни. Он содержит генератор и другие важные компоненты, такие как редуктор и оборудование управления.

Анемометр и флюгер, которые соответственно измеряют скорость и направление ветра, расположены на верхней части гондолы.

Большинство ветряных турбин имеют три лопасти или (реже) две лопасти, которые вращаются вокруг центральной ступицы на горизонтальной оси. Лезвия изготавливаются из различных материалов, таких как стекловолокно, углеродное волокно или древесный ламинат.

Турбина с длинными лопастями может улавливать больше энергии ветра и, следовательно, вырабатывать больше электроэнергии, чем турбина с более короткими лопастями.

Производство электроэнергии

Ветряные турбины вырабатывают электроэнергию, используя естественную энергию ветра. Лопасти ветряной турбины похожи на крыло самолета: когда воздух проходит мимо лопасти, он вызывает подъемную силу, которая создает вращающую силу.

Вращающиеся лопасти вращают вал внутри гондолы, который входит в коробку передач. Коробка передач увеличивает скорость вращения генератора, который использует магнитные поля для преобразования энергии вращения в электрическую.В некоторых турбинах используется технология прямого привода, которая соединяет вращающуюся ступицу непосредственно с генератором. Электроэнергия от генератора поступает по кабелям к трансформатору, а затем на подстанцию ​​ветряной электростанции, где преобразуется в напряжение, подходящее для энергосистемы или местной сети. Электросеть или местная сеть передает электроэнергию в дома и на предприятия.

В ветряных турбинах используются анемометр и флюгер наверху гондолы для определения наилучшего положения турбины. Когда ветер меняет направление, двигатели поворачивают гондолу и лопасти вместе с ней лицом против ветра (это движение называется рысканием).Лопасти также имеют «наклон» или угол, чтобы гарантировать, что от ветра извлекается оптимальная мощность.

Как работает ветряная турбина: энергия ветра: возобновляемые источники энергии

Энергия ветра включает преобразование энергии ветра в электричество с помощью ветряных турбин. Ветряная турбина обычно имеет три лопасти, похожие на пропеллеры, которые называются роторами . Ротор прикреплен к высокой башне. В среднем высота ветряных башен в жилых районах составляет около 20 метров. Причина, по которой башня такая высокая, заключается в том, что ветер сильнее, чем выше от земли, и меньше ударов.

Турбины с вертикальной и горизонтальной осью, используемые для выработки электроэнергии в жилых домах

Ветер возникает в результате атмосферных изменений: изменения температуры и давления заставляют воздух перемещаться по поверхности земли. Все это запускается солнцем. Таким образом, энергия ветра — это еще одна форма солнечной энергии.

Ветряная турбина улавливает ветер, который затем производит возобновляемый источник энергии. Ветер заставляет вращаться ротор; когда ротор вращается, движение лопастей приводит в действие генератор, который вырабатывает энергию.Движение лопастей при повороте составляет кинетической энергии. Именно эту силу мы преобразуем в электричество.

Как электричество производится из турбин?

Энергия ветра преобразуется в электричество с помощью магнитов, проходящих мимо неподвижных катушек проволоки, известных как статор . Когда магниты проходят через статор, происходит выработка электроэнергии переменного тока. Затем он преобразуется в электричество постоянного тока. Он может заряжать батареи, которые хранят электрическую энергию, или могут питаться от сетевого инвертора для подачи энергии в электрическую сеть.

Преимущества энергии ветра

Энергия ветра — это чистый источник энергии, на который мы можем положиться в долгосрочном будущем. Ветряная турбина производит надежную, экономичную и экологически чистую энергию. Это доступный, чистый и экологичный. Одной ветряной турбины может хватить для выработки энергии в домашнем хозяйстве.

Поскольку ветер является экологически чистым и возобновляемым источником энергии, турбины вырабатывают энергию без использования ископаемого топлива. То есть без образования парниковых газов, радиоактивных или токсичных отходов.

Сколько стоит энергия ветра?

Сегодня этот возобновляемый источник энергии является одним из наиболее экономически эффективных вариантов. Фактически, это самая дешевая из всех крупномасштабных альтернатив на рынке. Только в 2018 году ветряные электростанции Австралии произвели примерно 33,5 процента от общего объема чистой энергии в стране, создав 71,5 процента электроэнергии страны.

Из-за такой доступности стоимость ветровой энергии продолжает оставаться надежным и стабильным вариантом для Австралии.Короче говоря, отдельная турбина стоит от 7 000 до 20 000 долларов за установку, в зависимости от конкретного типа.

Турбинная установка

Вы можете установить ветряные турбины на собственности, на лодках или караванах. Будет ли это жизнеспособным, полностью зависит от количества ветровых ресурсов, имеющихся в вашем районе. Первое, что вам нужно сделать, это узнать среднюю скорость в вашем районе. Хотя использование свободно доступных данных дает представление, самый надежный метод — это чтение с вашего сайта.

Средняя скорость ветра должна быть выше 5 м / с (18 км в час), чтобы установка ветряной турбины была целесообразной. Идеальные места для установки ветряных турбин:

  • в сельской местности,
  • на фермах или
  • на побережье

В основном в любом месте вдали от населенных пунктов. Чем больше построек вокруг объекта, тем меньше ветра. Установка ветряной турбины — большая работа, требующая времени. Это может быть очень рентабельным способом выработки энергии, если средняя скорость ветра достаточно высока.

Подходит ли вам ветровая энергия, поскольку является возобновляемым источником энергии?

В большинстве загородных жилых домов солнечные батареи — лучший выбор, чем ветряные турбины. Узнайте больше о ветровой энергии и солнечной энергии или прочитайте наше руководство: Подходит ли вам ветровая энергия?

Alliant Kids — Энергия ветра

Энергия ветра существует уже давно. Вы, наверное, видели ветряные мельницы на фермах. Когда ветер вращает лопасти ветряной мельницы, он вращает турбину внутри небольшого генератора для производства электроэнергии, как угольная электростанция.

Ветряная мельница на ферме может производить лишь небольшое количество электроэнергии, достаточное для питания нескольких сельскохозяйственных машин. Чтобы производить электричество, достаточное для обслуживания большого количества людей, коммунальные предприятия строят ветряные электростанции с большим количеством ветряных турбин.

Ветряные электростанции строятся на плоских открытых площадках, где ветер дует не менее 14 миль в час.

Они точно большие!

Ветровые турбины, используемые для крупных ветряных электростанций, бывают разных размеров, но обычно имеют ширину около 13 футов в основании и от 230 до 265 футов в высоту в центре.С одной из лопастей в вертикальном положении общая высота составляет примерно 406 футов, как на изображении, изображенном здесь, на ветряной электростанции Cedar Ridge в округе Фон-дю-Лак, штат Висконсин.

Сколько ветряных турбин нужно для ветряной электростанции?

Ветряные электростанции могут иметь от пяти до 150 ветровых турбин. Одна из крупнейших ветряных электростанций в США находится в Альтамонт-Пасс, Калифорния. В нем установлено более 4800 ветряных турбин.

Alliant Energy владеет и управляет тремя ветряными электростанциями в Айове, Миннесоте и Висконсине.В дополнение к ветряным электростанциям, принадлежащим Alliant Energy, мы также закупаем более 600 мегаватт энергии у других ветряных электростанций на территории нашей зоны обслуживания.

Как работает ветряк

Ветряная турбина работает противоположно вентилятору. Вместо того, чтобы использовать электричество для производства ветра, турбина использует ветер для производства электричества.

Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, который соединяется с генератором и производит электричество. Электроэнергия направляется по линиям передачи и распределения на подстанцию, затем в дома, предприятия и школы.

Сделайте свои собственные ветряные гаджеты!

Теперь, когда вы прочитали о ветроэнергетике, вы можете сделать свои собственные ветряные устройства дома.

Возобновляемая энергия

360-градусное видео: Ветряная турбина внутри и снаружи

Что такое энергия ветра, как она работает и каковы ее преимущества?

Как генерируется ветер? Солнечное излучение не влияет на поверхность земли одинаково: некоторые области теплее других, и в этих областях воздух, который весит меньше, имеет тенденцию подниматься, создавая области с низким давлением, в то время как в более холодных областях воздух опускается и весит больше, создавая высокие области давления. Разница в давлении заставляет воздух двигаться и создает ветер, элемент настолько мощный, что его можно использовать для выработки энергии.

ЧТО ТАКОЕ ВЕТРОВАЯ ЭНЕРГИЯ

Энергия ветра — это энергия, получаемая от силы ветра. Как? Через ветряную турбину, которая преобразует кинетическую энергию воздушных потоков в электрическую. Энергия в основном извлекается с помощью ротора, который преобразует кинетическую энергию в механическую энергию, и с помощью генератора, который преобразует эту механическую энергию в электрическую.Мы говорим о возобновляемых, эффективных, зрелых и безопасных источниках энергии, которые являются ключом к энергетическому переходу и декарбонизации экономики.

КАК РАБОТАЕТ ВЕТРА. ХАРАКТЕРИСТИКИ

Как мы уже упоминали, чтобы использовать кинетическую энергию ветра и преобразовать ее в электрическую, необходимо использовать ветряную турбину. Оптимальное использование этих гигантов (обычно они имеют высоту от 80 до 120 метров) зависит от силы ветра. По этой причине ветряных электростанций, которые объединяют большое количество ветряных турбин и позволяют получать эту энергию в больших количествах, должны быть созданы в местах, где преобладают ветреные условия.

Ветровые турбины должны быть ориентированы по направлению ветра, что осуществляется с помощью лопасти на гондоле. Оттуда сила воздушных потоков приведет в движение три основные части ветряной турбины:

  • Ротор: , состоящий из трех лопастей и втулки, которая соединяет их вместе, его функция заключается в захвате силу ветра и преобразовать ее в механическую энергию вращения.
  • Множитель: соединен с двигателем посредством вала, его функция заключается в увеличении скорости вращения с 30 оборотов в минуту (об / мин) до 1500 об / мин.
  • Генератор: этот элемент отвечает за преобразование механической энергии вращения в электрическую.

Каждая из ветряных турбин, составляющих ветряную электростанцию, соединена вместе подземными кабелями, по которым электричество подается на трансформаторную подстанцию. Оттуда он транспортируется в дома, на фабрики или школы, среди других получателей, через распределительные сети различных электроэнергетических компаний.

Информация и факты об энергии ветра

Ветер — это движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления.На самом деле ветер существует потому, что Солнце неравномерно нагревает поверхность Земли. Когда горячий воздух поднимается, более холодный воздух заполняет пустоту. Пока светит солнце, будет дуть ветер. А ветер издавна служил источником энергии для людей.

Древние мореплаватели ловили ветер парусами. Когда-то фермеры использовали ветряные мельницы для измельчения зерна и перекачивания воды. Сегодня все больше и больше ветряных турбин выжимают из ветра электричество. За последнее десятилетие использование ветряных турбин увеличивалось более чем на 25 процентов в год.Тем не менее, он обеспечивает лишь небольшую часть мировой энергии.

Погода на нашей планете может быть очень суровой — от волн тепла и града до тайфунов и торнадо. Узнайте, что заставляет природу высвободить свою ярость.

Как это работает

Большая часть энергии ветра поступает от турбин, которые могут достигать высоты 20-этажного здания и иметь три лопасти длиной 200 футов (60 метров). Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, соединенный с генератором, вырабатывающим электричество.

Самые большие ветряные турбины вырабатывают достаточно электроэнергии в год (около 12 мегаватт-часов) для снабжения около 600 домов в США. Ветряные электростанции имеют десятки, а иногда и сотни таких турбин, выстроенных вместе в особенно ветреных местах. Небольшие турбины, установленные на заднем дворе, могут производить достаточно электроэнергии для одного дома или небольшого предприятия.

Быстро развивающаяся ветроэнергетика

Ветер — это чистый источник возобновляемой энергии, не вызывающий загрязнения воздуха и воды. А поскольку ветер здесь бесплатный, эксплуатационные расходы после установки турбины практически равны нулю.Массовое производство и технический прогресс удешевляют турбины, и многие правительства предлагают налоговые льготы, чтобы стимулировать развитие ветроэнергетики.

К недостаткам относятся жалобы местных жителей на уродливые и шумные ветряные турбины. Медленно вращающиеся лезвия также могут убивать птиц и летучих мышей, но не так много, как автомобили, линии электропередач и высотные здания. Ветер тоже переменчив: если он не дует, электричество не вырабатывается.

Тем не менее, ветроэнергетика процветает.Благодаря глобальным усилиям по борьбе с изменением климата, таким как Парижское соглашение, возобновляемая энергия переживает бум роста, при этом энергия ветра лидирует. С 2000 по 2015 год совокупная ветровая мощность во всем мире увеличилась с 17 000 мегаватт до более чем 430 000 мегаватт. В 2015 году Китай также обогнал ЕС по количеству установленных ветряных турбин и продолжает лидировать в установке.

Отраслевые эксперты прогнозируют, что при сохранении таких темпов роста к 2050 году одна треть мировых потребностей в электроэнергии будет удовлетворяться за счет энергии ветра.

Как работает энергия ветра | Союз неравнодушных ученых

Будущее ветроэнергетики

В условиях все более конкурентоспособных цен, растущей озабоченности по поводу окружающей среды и призывов к снижению зависимости от иностранных источников энергии, сильное будущее для ветроэнергетики кажется несомненным. Глобальный совет по ветроэнергетике прогнозирует, что к 2017 году глобальная мощность ветроэнергетики достигнет 536 000 МВт, что почти вдвое больше, чем сейчас, при этом рост особенно сосредоточен в Азии и Европе [23]. Турбины становятся все больше и сложнее: наземные турбины теперь обычно в диапазоне 1-2 МВт, а морские турбины в диапазоне 3-5 МВт.Следующими рубежами ветроэнергетики являются глубоководные оффшорные и наземные системы, способные работать при более низких скоростях ветра. Оба технологических достижения дадут большие возможности для новых разработок.

Как и в любой другой отрасли, которая переживает стремительный рост, время от времени будут возникать проблемы. Как и большая часть экономики США, финансовый кризис нанес тяжелый удар по ветроэнергетике, замедляя финансирование новых проектов и препятствуя прогрессу растущей отрасли производства ветроэнергетики США.Есть также опасения по поводу столкновений с видами птиц и летучих мышей в некоторых местах. А проблема «не у меня на заднем дворе» (NIMBY) продолжает замедлять развитие в некоторых регионах. Но новые производственные мощности, тщательное размещение и методы управления, а также более глубокое понимание общественностью значительных и разнообразных преимуществ энергии ветра помогут преодолеть эти препятствия. (См. Также: Воздействие энергии ветра на окружающую среду.)

Комплексное исследование, проведенное Министерством энергетики США в 2008 году, показало, что расширение ветроэнергетики до 20 процентов к 2030 году возможно, доступно и не повлияет на надежность электроснабжения страны.Помимо демонстрации того, что это возможно, по оценкам специалистов, достижение этой цели позволит создать более 500 000 новых рабочих мест в США, сократить выбросы в результате глобального потепления на 825 миллионов метрических тонн в год (около 20 процентов) и сэкономить 4 триллиона галлонов воды [24]. К этому списку преимуществ можно добавить значительное улучшение качества воздуха и воды для будущих поколений и гораздо меньшую уязвимость к колебаниям цен на ископаемое топливо. Хотя для достижения этого уровня потребуются решительные национальные усилия, энергия ветра более чем готова к решению этой задачи.

Артикул:

[1] Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC). Global Wind Report 2012.

[2] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). 2013. Лучший источник энергии ветра для нового поколения в 2012 году; Американская ветроэнергетика установила новый рекорд — 13 124 МВт.

[3] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). 2013. В настоящее время ветряная энергия в США вырабатывает более 10 процентов электроэнергии в девяти штатах.

[4] Союз неравнодушных ученых (UCS). 2013. Активизация использования возобновляемых источников энергии: энергия, на которую можно рассчитывать.

[5] Энтони Лопес, Билли Робертс, Донна Хеймиллер, Нейт Блэр и Джан Порро. 2012. Технические возможности возобновляемых источников энергии США: анализ на основе ГИС. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.

[6] Энтони Лопес, Билли Робертс, Донна Хеймиллер, Нейт Блэр и Джан Порро. 2012. Технические возможности возобновляемых источников энергии США: анализ на основе ГИС. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.

[7] Арчер, К.Л. и М.З. Якобсен. 2003. Пространственное и временное распределение ветра в США и энергии ветра на высоте 80 м, полученное по измерениям.Журнал геофизических исследований 108, DOI: 10.1029 / 2002JD002076,2003.

[8] Грэм Ричард, Майкл. Enercon E-126: Самая большая ветряная турбина в мире (на данный момент).

[9] Xcel Energy. Отчет о корпоративной ответственности за 2011 год. 2011 г. и прогнозируемый портфель возобновляемых источников энергии на 2018 г. в мегаваттах (МВт).

[10] Hargreaves, S. 2012. Уровень энергии ветра в Колорадо достигает 57%. CNNMoney, 6 августа.
Лафлин, Т. 2012. Побитый рекорд. Миннеаполис, Миннесота: Xcel Energy.

[11] Савин, Джанет.2009. Рост ветроэнергетики в 2008 году превышает средние 10-летние темпы роста. Институт Worldwatch.

[12] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). Анатомия ветряной турбины.

[13] Министерство энергетики США, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии. 2009.> 20 процентов энергии ветра к 2030 году: увеличение доли энергии ветра в электроснабжении США.

[14] Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC). Global Wind Report 2012.

[15] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA).2013. Статистика отрасли.

[16] Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC). Global Wind Report 2012.

[17] Министерство энергетики США, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии. 2009. 20 процентов энергии ветра к 2030 году: увеличение доли энергии ветра в электроснабжении США.

[18] Фредриксон и Байрон Ло, П.А. Американский закон о восстановлении и реинвестициях 2009 г. — положения

о ветроэнергетике

[19] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). 2013. Конгресс продлевает налоговые льготы по ветроэнергетике для проектов, которые начинаются в 2013 году.

[20] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). 2013. Рыночный отчет AWEA USwind industry за четвертый квартал 2012 года.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *