ОТ ВЕТРЯНЫХ МЕЛЬНИЦ К ВЕТРЯНЫМ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМ КАЗАХСТАНА

В настоящее время критика природного состояния указывает, что сейчас почти все электростанции, такие как: тепловая электростанции, атомная электростанция чрезвычайно шибко загрязняют почву, воду, атмосферу, растения, животных, людей таковыми веществами, как оксид углерода, сернистый ангидрид, серный ангидрид и др., какие деятельно реагируют с составными долями атмосферы и содействуют увеличению температуры на планете и творению парникового эффекта. Гидроэлектростанции и солнечные электростанции имеют очень высшую цену установки и как последствие высокую стоимость электроэнергии.

Ветряная электростанция  имеет ряд преимуществ над другими видами электростанций: режим работы - круглосуточно (минимальная скорость ветра - 2 м/с), загрязнения окружающей среды нет, стоимость покупки ветрогенератора окупается в быстрый срок, большой срок службы (до 30 лет) без дополнительного обслуживания, довольно тихий режим работы. Также стоит отметить, что ВЭС мощностью 1 МВт сокращает ежегодные выбросы в атмосферу 1800 тонн СО₂, 9 тонн SO₂, 4 тонн оксидов азота.

Все развитые страны наращивают инвестиции в другие и «зеленые» энерготехнологии. Уже к 2050 году их использование дозволит производить до 50% всей употребляемой энергии. Очевидно, что равномерно идет к собственному концу эра углеводородной экономики.

Компактная многоэтажная ветроэлектростанция.

В 2011 г. под руководством к.ф.-м.н., доцента кафедры механики КазНУ им. аль-Фараби Кунакбаева Т. предложена Компактная многоэтажная ветроэлектростанция (КМВЭС), которая имеет ряд преимуществ перед обычными ветроэлектростанциями, расположенными в один этаж на земле. КМВЭС представляет собой многоэтажную конструкцию, на этажах которой располагаются  ветротурбины различного типа. Так называемый каркас КМВЭС представляет собой сборную конструкцию, состоящую из опорных стоек - 1 различной высоты (для сглаживания неровностей поверхности земли), боковых и горизонтальных стержней круглого поперечного сечения (для лучшей обтекаемости потоком ветра) - 2, междуэтажных перекрытий – 3, на которых крепятся ветротурбины, лопасти ротора Савониуса - 4, эффективно работающие при малых скоростях ветра и служащих, в основном, для разгона основных ветротурбин при малых скоростях ветрового потока.

Преимущества компактной многоэтажной ветроэлектростанции

Отдельные ветротурбины большой мощности, занимая небольшую территорию, имеют следующие недостатки:

1) сложность конструкции;

2) большой уровень шума;

3) трудоемкость монтажа и ее ремонта.                                       

 В обычных ветроэлектростанциях используются ветротурбины меньшей мощности, но в большем количестве.

Компактная многоэтажная ветроэлектростанция (КМВЭС) имеет следующие преимущества по сравнению с обычными ветроэлектростанциями и отдельными ветротурбинами одинаковой  мощности:

1. Экономия территории – КМВЭС занимает территорию в несколько раз меньшую, чем обычная ветроэлектростанция такой же мощности.
2. Более стабильное использование энергии ветра из-за расположения ветротурбин на разных высотах, т.к. скорость ветрового потока имеет разную величину в зависимости от высоты.
3. Пространство меж этажными перекрытиями сформирует лёгкий коридор, способствующий действенному протеканию ветрового потока как в аэродинамической трубе.
4. Малый степень гула по сопоставлению с единичным ветротурбиной идентично большущий мощности, т.к. в ветроэлектростанции задействованы разряд наименьших ветротурбин, то они предоставляют наименьший уровень шума.
5. Простота конструкции, ее монтажа и ремонта по сравнению с отдельной ветротурбиной одинаково большой мощности.
6. Возможность комбинации разных видов ветротурбин с разными скоростями вращения.
7. Чем выше этажом располагаются ветротурбины, тем их габариты уменьшаются при их одинаковой номинальной мощности (за счет этого идет удешевление конструкции), так как скорость ветра обычно выше на больших высотах.

Основой составляющей КМВЭС является ветротурбина. Она преобразует энергию стихийного ветрового потока в концентрированную механическую энергию вращения вала, который реально объединить с насосным аппаратом для подъема   и перекачки воды, либо, к примеру, с мельничными жерновыми для размельчения зерен, в конце концов, связать с якорем генератора тока и производить электроэнергию для освещения, отопления, подключения бытовых устройств.

Рисунок 1. Условная модель КМВЭС

На данной платформе планируется использовать ветровые турбины типа «Дарье»

Аппараты типа «Дарье» перед пропеллерными ветротурбинами имеют следующие преимущества :

• вследствие вертикально осевого вращения турбины изменение направления ветра не играет никакой роли, т.е. существенно упрощается система слежение (управления) направлением ветра;
• электрооборудование и систему управления можно расположить на фундаменте (на земле), что повышает устойчивость конструкции и облегчает техническое обслуживание и ремонт;
• имеет высокий коэффициент использования энергии ветра.

По своим технико-экономическим показателям эти агрегаты не только не уступают пропеллерным, но при наращивании мощности даже превосходят их

Рисунок 2. Ветротурбины типа Дарье и Горизонтальные

Список литературы:

1. Ершина А.К., Ершин Ш.А., Жапбасбаев У.К. Основы теории ветротурбины Дарье.-Алматы: КазГосИНТИ, 2001.-104 с.
2. Зубков Б.В., Т.С. Хачатуров. Детская энциклопедия том 5: Техника и производство. Издательство «Педагогика». Москва, 1974.
3. Лойцянский Л.Г. “Механика жидкости и газа”, М: Изд. ФМЛ. 1978 г.
4. Прохоров А.М., Д.М.Алексеев, А.М.Бонч-Бруевич. Физический энциклопедический словарь. Издательство «Советская энциклопедия». Москва, 1983.
5. Прохоров А.М., М.С. Гиляров, М. Жуков, Н.Н. Иноземцев, И.Л. Кнунянц, П.Н.Федосеев, М.Б. Храпченко. Советский энциклопедический словарь. Издательство «Советская энциклопедия». Москва, 1980.
6. Стратегия 2050. Пятый вызов – глобальная энергетическая безопасность [электронный ресурс] —URL: http://www.akorda.kz/ru/events/astana_kazakhstan/participation_in_events/poslanie-prezidenta-respubliki-kazahstan-lidera-nacii-nursultana-nazarbaeva-narodu-kazahstana-strategiya-kazahstan-2050-novyi-politicheskii Свободный —  (дата обращения 18.05.2014).
7. Фатеев Е. М. Вопросы ветроэнергетики. Сборник статей. Издательство АН СССР, 1959.
8. Шефтер Я.И. Ветроэнергетические агрегаты. Изд-во “Машиностроение”, М., 1972.