Energia eoliană. Energia eoliană. Energia eoliană Aplicații neașteptate ale turbinelor eoliene

Completat de: Roman Panov, 10a

Profesor: Gavrina I.E.

Energia alternativă reprezintă un ansamblu de metode promițătoare de obținere a energiei care nu sunt la fel de răspândite ca cele tradiționale, dar prezintă interes datorită rentabilității utilizării lor cu risc scăzut de a dăuna ecologiei zonei.

O sursă de energie alternativă este o metodă, dispozitiv sau structură care face posibilă obținerea de energie electrică și înlocuiește sursele tradiționale de energie care funcționează cu petrol, gaze naturale extrase și cărbune. Scopul căutării surselor alternative de energie este necesitatea obținerii acesteia din energia resurselor și fenomenelor naturale regenerabile sau practic inepuizabile. De asemenea, pot fi luate în considerare compatibilitatea cu mediul și rentabilitatea.

Principala sursă de energie ecologică este Soarele.

Energia Soarelui se calculează prin formula:

unde, R e este emisivitatea Soarelui

Energia eoliană este o ramură a energiei specializată în utilizarea energiei eoliene - energia cinetică a maselor de aer din atmosferă.

Morile de vânt care produc energie electrică au fost inventate în secolul al XIX-lea în Danemarca. Prima centrală eoliană a fost construită acolo în 1890, iar până în 1908 existau deja 72 de stații cu o capacitate de 5 până la 25 kW. Cel mai mare dintre ele avea o înălțime a turnului de 24 m și rotoare cu patru pale cu un diametru de 23 m. Predecesorul parcurilor eoliene moderne cu axă orizontală avea o putere de 100 kW și a fost construit în 1931 la Yalta. Avea un turn înalt de 30 m.

Cea mai mare parte a costului energiei eoliene este determinată de costurile inițiale ale construirii unor structuri de turbine eoliene foarte scumpe.

Economie de combustibil

Generatoarele eoliene nu consumă practic combustibili fosili în timpul funcționării. Operarea unui generator eolian de 1 MW timp de 20 de ani poate economisi aproximativ 29 de mii de tone de cărbune sau 92 de mii de barili de petrol.

Demonstrați că energia eoliană este energia convertită a razelor solare.
Energia soarelui controlează vremea pe Pământ. Vântul se formează ca urmare a încălzirii neuniforme a aerului: în locurile mai încălzite de Soare, aerul cald se ridică, iar aerul rece îi ia locul. Astfel, energia eoliană este un derivat al energiei solare.

centrală maremotrică(TPP) este un tip special de centrală hidroelectrică care utilizează energia mareelor și, de fapt, energia cinetică a rotației Pământului. Centralele mareomotrice sunt construite pe țărmurile mărilor, unde forțele gravitaționale ale Lunii și ale Soarelui modifică nivelul apei de două ori pe zi. Fluctuațiile nivelului apei în apropierea țărmului pot ajunge la 13 metri.

Pentru a obține energie, golful sau gura râului este blocată cu un baraj în care sunt instalate unități hidraulice, care pot funcționa atât în regim de generator, cât și în regim de pompă (pentru pomparea apei în rezervor pentru funcționarea ulterioară în absența mareelor). În acest din urmă caz, ele se numesc centrale electrice cu acumulare prin pompare.

Energia valurilor- energia transportată de valuri la suprafața oceanului. Poate fi folosit pentru a efectua lucrări utile - generarea de energie electrică, desalinizarea apei și pomparea apei în rezervoare. Energia valurilor este o sursă de energie regenerabilă.

Energia valurilor este energia concentrată a vântului și în cele din urmă a energiei solare. Puterea primită din perturbarea tuturor oceanelor planetei nu poate fi mai mare decât puterea primită de la Soare. Dar densitatea de putere a generatoarelor electrice alimentate de valuri poate fi mult mai mare decât pentru alte surse alternative de energie.

O centrală solară este o structură de inginerie care transformă radiația solară în energie electrică. Metodele de conversie a radiației solare sunt diferite și depind de proiectarea centralei electrice.

Tipuri de centrale solare

Tip turn SES
Vase de tip SES
SES folosind baterii foto
SPP care utilizează concentratoare parabolice
SES combinat
Centrale solare cu baloane

Aceste centrale electrice se bazează pe principiul producerii de vapori de apă folosind radiația solară. În centrul stației se află un turn cu o înălțime de 18 până la 24 de metri (în funcție de putere și de alți parametri, înălțimea poate fi mai mult sau mai mică), deasupra căruia se află un rezervor cu apă. Acest rezervor este vopsit în negru pentru a absorbi radiația de căldură. Tot în acest turn există un grup de pompare care furnizează abur către turbogenerator, care este situat în afara turnului. Heliostatele sunt situate într-un cerc de turn la o anumită distanță. Un heliostat este o oglindă cu o suprafață de câțiva metri pătrați, montată pe un suport și conectată la un sistem general de poziționare. Adică, în funcție de poziția soarelui, oglinda își va schimba orientarea în spațiu. Sarcina principală și cea mai laborioasă este poziționarea tuturor oglinzilor stației astfel încât în orice moment toate razele reflectate de la acestea să lovească rezervorul. Pe vreme senină și însorită, temperatura din rezervor poate ajunge la 700 de grade. Acești parametri de temperatură sunt utilizați în majoritatea centralelor termice tradiționale, astfel încât turbinele standard sunt folosite pentru a produce energie. De altfel, la statiile de acest tip se poate obtine o eficienta relativ mare (aproximativ 20%) si puteri mari.

Centrala geotermală (GeoTES) este un tip de centrală electrică care generează energie electrică din energia termică a surselor subterane (de exemplu, gheizere).

Energia geotermală este energia obținută din căldura naturală a Pământului. Această căldură poate fi obținută folosind puțuri. Gradientul geotermal din sondă crește cu 1 °C la fiecare 36 de metri. Această căldură este livrată la suprafață sub formă de abur sau apă fierbinte. O astfel de căldură poate fi folosită atât direct pentru încălzirea locuințelor și clădirilor, cât și pentru generarea de energie electrică.

Sursele regenerabile de energie (alternative) reprezintă doar aproximativ 1% din producția globală de energie electrică. Vorbim în primul rând despre centralele geotermale (GeoTES), care generează o parte considerabilă a energiei electrice în țările din America Centrală, Filipine și Islanda; Islanda este, de asemenea, un exemplu de țară în care apele termale sunt utilizate pe scară largă pentru încălzire.

Centralele maremotrice (TPP) sunt disponibile în prezent doar în câteva țări - Franța, Marea Britanie, Canada, Rusia, India și China.

Centralele solare (SPP) funcționează în peste 30 de țări.

Recent, multe țări au extins utilizarea centralelor eoliene (WPP). Cele mai multe dintre ele se află în țările Europei de Vest (Danemarca, Germania, Marea Britanie, Țările de Jos), SUA, India și China. Danemarca obține 25% din energie din vânt

Slide 1

Slide 2

Energia eoliană de pe pământ este inepuizabilă. De multe secole, oamenii au încercat să transforme energia eoliană în avantajul lor, construind stații eoliene care îndeplinesc diverse funcții: mori, pompe de apă și ulei, centrale electrice. După cum au arătat practica și experiența multor țări, utilizarea energiei eoliene este extrem de profitabilă, deoarece, în primul rând, costul vântului este zero, iar în al doilea rând, electricitatea este obținută din energia eoliană și nu prin arderea combustibilului cu carbon, arderea. ale căror produse sunt cunoscute ca fiind periculoase. Din cauza emisiilor constante de gaze industriale în atmosferă și a altor factori, contrastul de temperatură de pe suprafața pământului este în creștere. Acesta este unul dintre principalii factori care duce la o creștere a activității eoliene în multe regiuni ale planetei noastre și, în consecință, la relevanța construcției de stații eoliene - o sursă alternativă de energie.

Slide 3

Centrală eoliană rotativă (WPP) Convertește energia cinetică a fluxului vântului în energie electrică. Un parc eolian constă dintr-un dispozitiv eolian mecanic (rotor sau elice), un generator de curent electric, dispozitive automate pentru controlul funcționării motorului eolian și a generatorului și structuri pentru instalarea și întreținerea acestora.

Slide 4

O centrală eoliană este un set de dispozitive tehnice pentru transformarea energiei cinetice a fluxului vântului în energie mecanică de rotație a rotorului generatorului. O turbină eoliană este formată din una sau mai multe turbine eoliene, un dispozitiv de acumulare sau de rezervă și sisteme automate de control și reglare pentru modurile de funcționare ale instalației. Zonele îndepărtate, insuficient alimentate cu energie electrică, nu au practic altă alternativă viabilă din punct de vedere economic, precum construirea de centrale eoliene.

Slide 5

Vântul are energie cinetică, care poate fi convertită de un dispozitiv eolian-mecanic în energie mecanică, iar apoi de un generator electric în energie electrică. Viteza vântului se măsoară în kilometri pe oră (km/h) sau metri pe secundă (m/s): 1 km/h = 0,28 m/s 1 m/s = 3,6 km/h. Energia eoliană este proporțională cu cubul vitezei vântului. Energia eoliană = 1/2 dAtS3 d - densitatea aerului, A - zona prin care trece aerul, t - perioada de timp, S - viteza vântului.

Slide 6

Puterea (P) este proporțională cu energia vântului care trece printr-o suprafață („suprafață măturată”) pe unitatea de timp. Puterea eoliană = 1/2 dAS3

Slide 7

Vântul se caracterizează prin următorii indicatori: viteza medie lunară și medie anuală în conformitate cu gradațiile de mărime și caracteristicile externe pe scara Beaufort; viteza maximă a rafalei este un indicator foarte important al stabilității unei centrale eoliene; direcția vântului/vânturilor – „roza vânturilor”, frecvența modificărilor direcției și a forței vântului (Fig. 1); turbulența este structura internă a fluxului de aer, care creează gradiente de viteză nu numai în plan orizontal, ci și în plan vertical; rafale - modificarea vitezei vântului pe unitatea de timp; densitatea fluxului vântului, în funcție de presiunea atmosferică, temperatură și umiditate. vântul poate fi un mediu monofazat, precum și un mediu bifazic și multifazic care conține picături de particule lichide și solide de diferite dimensiuni care se deplasează în interiorul fluxului cu viteze diferite.

Slide 8

Modele de vânt. a) Medie în timp și spațiu, b) Modificarea vitezei vântului cu înălțimea, c) Modelul vântului turbulent a) b) c)

Slide 9

Utilizarea energiei eoliene În 2008, capacitatea totală a energiei eoliene a crescut la nivel mondial la 120 GW. Centralele eoliene din întreaga lume au produs aproximativ 200 de miliarde de kWh în 2007, reprezentând aproximativ 1,3% din consumul global de energie electrică. La nivel mondial, peste 400 de mii de oameni erau angajați în industria energiei eoliene în 2008. În 2008, piața globală a echipamentelor eoliene a crescut la 36,5 miliarde de euro, sau aproximativ 46,8 miliarde de dolari SUA. În 2007, 61% din centralele eoliene instalate erau concentrate în Europa, 20% în America de Nord și 17% în Asia. În 2009, fermele eoliene din China au generat aproximativ 1,3% din producția totală de energie electrică a țării. În China, o lege privind sursele regenerabile de energie este în vigoare din 2006. Este de așteptat ca până în 2020 capacitatea de energie eoliană să ajungă la 80-100 GW.

Slide 10

Aspecte de mediu ale energiei eoliene Emisii în aer Impactul asupra climei Ventilație urbană Zgomot Vibrații de joasă frecvență Interferențe radio

Slide 11

Energia eoliană în Republica Belarus Energia eoliană, ca orice sector economic, trebuie să aibă trei componente obligatorii care să îi asigure funcționarea: resurse de energie eoliană, echipamente pentru energie eoliană și infrastructură eoliană dezvoltată. 1. Pentru sectorul energiei eoliene din Belarus, resursa de energie eoliană este practic nelimitată. Țara are o rețea electrică centralizată dezvoltată și o cantitate mare de spațiu liber neocupat de entitățile economice. Prin urmare, amplasarea centralelor eoliene (WPP) și a centralelor eoliene (WPS) este determinată numai de amplasarea competentă a echipamentelor eoliene în zone adecvate pentru aceasta. 2. Oportunitățile de achiziție de echipamente eoliene străine sunt foarte limitate din cauza lipsei unei alegeri suficiente de echipamente pentru turbinele eoliene și parcurile eoliene care să corespundă condițiilor climatice din Belarus, precum și opoziția puternică a oficialilor administrativi responsabili din sectorul energetic oficial. . 3. Lipsa infrastructurii pentru proiectarea, implementarea și exploatarea tehnologiei eoliene și, în consecință, experiența practică și personalul calificat pot fi depășite doar prin cooperarea activă cu reprezentanții infrastructurii eoliene dezvoltate din străinătate.

În 2010, capacitatea totală a energiei eoliene a crescut la nivel mondial la 196,6 GW. La nivel mondial, peste 400 de mii de oameni erau angajați în industria energiei eoliene în 2008. În 2008, piața globală a echipamentelor eoliene a crescut la 36,5 miliarde de euro, sau aproximativ 46,8 miliarde de dolari SUA. În 2010, 44% din centralele eoliene instalate erau concentrate în Europa, 31% în Asia și 22% în America de Nord. În 2007, centralele eoliene din Germania au produs 6,2% din toată energia electrică produsă în Germania. În 2009, 19,3% din energia electrică a Danemarcei provenea din energia eoliană. În 2009, fermele eoliene din China au generat aproximativ 1,3% din producția totală de energie electrică a țării. În China, o lege privind sursele regenerabile de energie este în vigoare din 2006. Este de așteptat ca până în 2020 capacitatea de energie eoliană să ajungă la 80-100 GW. Portugalia și Spania, în unele zile din 2007, au generat aproximativ 20% din electricitate din vânt. La 22 martie 2008, în Spania, 40,8% din energia electrică totală a țării a fost generată din energie eoliană.

Documente similare

Istoricul utilizării și metodele moderne de generare a energiei electrice din energia eoliană. Perspective de dezvoltare a energiei eoliene în lume, aspecte economice și de mediu, costul energiei electrice. Proiectul Poarta Dzhungar din Kazahstan, scopul său.

rezumat, adăugat la 03.01.2011

Istoricul utilizării energiei eoliene; metode moderne de producere a energiei electrice. Energia eoliană mică în Rusia: aspecte economice și de mediu. Centrale eoliene din Germania; furnizori de turbine eoliene. Potenţialul energetic eolian al Chinei.

rezumat, adăugat 15.06.2013

Istoria utilizării energiei eoliene. Metode moderne de generare a energiei electrice, proiectarea unui generator eolian cu trei pale și o axă orizontală de rotație. Capacitatea mondială a energiei eoliene, probleme, aspecte de mediu și perspective de dezvoltare.

rezumat, adăugat 21.11.2010

Vântul ca sursă de energie. Generarea de energie de la un generator eolian. Viteza vântului ca factor important care influențează cantitatea de energie generată. Centrale eoliene. Dependența utilizării energiei eoliene de viteza roții eoliene.

rezumat, adăugat 26.12.2011

Utilizarea generatoarelor eoliene pentru producerea de energie electrică, tipurile acestora, avantaje ca centrale electrice alternative, dezavantaje. Echipamente pentru transformarea energiei eoliene cinetice în energie mecanică; infrastructura și resursele energiei eoliene.

prezentare, adaugat 30.11.2011

Metode moderne de generare și utilizare a energiei electrice din energia eoliană. Aspecte economice și de mediu ale energiei eoliene, perspective de dezvoltare în Federația Rusă. Modelarea sistemelor de alimentare bazate pe un generator diesel și o centrală eoliană.

teză, adăugată 29.07.2012

Clasificarea surselor alternative de energie. Posibilitățile de utilizare a surselor alternative de energie în Rusia. Energia eoliană (energie eoliană). Hidroenergie mică, energie solară. Utilizarea energiei din biomasă în scopuri energetice.

lucrare de curs, adăugată 30.07.2012

Principalele tipuri de energie alternativă. Bioenergie, energie eoliană, energie solară, maree, oceane. Modalități promițătoare de a obține energie. Capacitatea cumulativă a centralelor eoliene din China, India și SUA. Ponderea energiei alternative în Rusia.

prezentare, adaugat 25.05.2016

Energia convertită din radiația solară. Potențialul și perspectivele de utilizare a surselor de energie netradiționale și regenerabile. Producerea de energie electrică cu ajutorul vântului. Energia eoliană în Ucraina. Dezvoltarea energiei netradiționale în Crimeea.

rezumat, adăugat 20.01.2011

Utilizarea surselor de energie regenerabilă, potențialul acestora, tipurile. Aplicarea resurselor geotermale; realizarea de panouri solare; biocombustibil. Energia oceanului mondial: valuri, reflux și fluxuri. Eficiența economică a utilizării energiei eoliene.

Electric eolian Centrală eoliană rotativă (WPP) Convertește energia cinetică a fluxului vântului în energie electrică. Un parc eolian constă dintr-un dispozitiv eolian mecanic (rotor sau elice), un generator de curent electric, dispozitive automate pentru controlul funcționării motorului eolian și a generatorului și structuri pentru instalarea și întreținerea acestora.

Centrală eoliană O centrală eoliană este un set de dispozitive tehnice pentru transformarea energiei cinetice a fluxului vântului în energie mecanică de rotație a rotorului generatorului. O turbină eoliană este formată din una sau mai multe turbine eoliene, un dispozitiv de acumulare sau de rezervă și sisteme automate de control și reglare pentru modurile de funcționare ale instalației. Zonele îndepărtate, insuficient alimentate cu energie electrică, nu au practic altă alternativă viabilă din punct de vedere economic, precum construirea de centrale eoliene.

Puterea (P) este proporțională cu energia vântului care trece printr-o suprafață („suprafață măturată”) pe unitatea de timp. Puterea eoliană = 1/2 dAS3

Vântul se caracterizează prin următorii indicatori: Vântul se caracterizează prin următorii indicatori: viteza medie lunară și medie anuală în conformitate cu gradațiile de mărime și caracteristicile externe pe scara Beaufort; viteza maximă a rafalei este un indicator foarte important al stabilității unei centrale eoliene; direcția vântului/vânturilor – „roza vânturilor”, frecvența modificărilor direcției și a forței vântului (Fig. 1); turbulența este structura internă a fluxului de aer, care creează gradiente de viteză nu numai în plan orizontal, ci și în plan vertical; rafale - modificarea vitezei vântului pe unitatea de timp; densitatea fluxului vântului, în funcție de presiunea atmosferică, temperatură și umiditate. vântul poate fi un mediu monofazat, precum și un mediu bifazic și multifazic care conține picături de particule lichide și solide de diferite dimensiuni care se deplasează în interiorul fluxului cu viteze diferite.

Utilizarea energiei eoliene În 2008, capacitatea totală a energiei eoliene a crescut la nivel mondial la 120 GW. Centralele eoliene din întreaga lume au produs aproximativ 200 de miliarde de kWh în 2007, reprezentând aproximativ 1,3% din consumul global de energie electrică. La nivel mondial, peste 400 de mii de oameni erau angajați în industria energiei eoliene în 2008. În 2008, piața globală a echipamentelor eoliene a crescut la 36,5 miliarde de euro, sau aproximativ 46,8 miliarde de dolari SUA. În 2007, 61% din centralele eoliene instalate erau concentrate în Europa, 20% în America de Nord și 17% în Asia. În 2009, fermele eoliene din China au generat aproximativ 1,3% din producția totală de energie electrică a țării. În China, o lege privind sursele regenerabile de energie este în vigoare din 2006. Este de așteptat ca capacitatea de energie eoliană să atingă GW până în 2020. În 2009, fermele eoliene din China au generat aproximativ 1,3% din producția totală de energie electrică a țării. În China, o lege privind sursele regenerabile de energie este în vigoare din 2006. Este de așteptat ca capacitatea de energie eoliană să atingă GW până în 2020.

Energia eoliană în Republica Belarus Energia eoliană, ca orice sector economic, trebuie să aibă trei componente obligatorii care asigură funcționarea acesteia: 1) resurse de energie eoliană, 2) echipamente de energie eoliană, 3) infrastructură eoliană dezvoltată pentru industria energiei eoliene din Belarus , resursa de energie eoliană este practic nelimitată. Țara are o rețea electrică centralizată dezvoltată și o cantitate mare de spațiu liber neocupat de entitățile economice. Prin urmare, amplasarea centralelor eoliene (WPP) și a centralelor eoliene (WPP) este determinată doar de amplasarea competentă a echipamentelor eoliene pe zone adecvate Posibilitățile de achiziție de tehnologie eoliană străină sunt foarte limitate din cauza lipsei de alegere suficientă exact echipamentele pentru WPP și WPP care corespund condițiilor climatice din Belarus, precum și o opoziție puternică din partea oficialilor administrativi responsabili din sectorul energetic oficial Lipsa infrastructurii pentru proiectarea, implementarea și operarea tehnologiei eoliene și, în consecință, experiența practică și personalul calificat pot fi depășite doar printr-o cooperare activă cu reprezentanții infrastructurii eoliene dezvoltate din străinătate.

Vânturile care se formează în zonele continentale și latitudinile nordice se caracterizează prin rafale ascuțite și schimbări frecvente de direcție și diferă de vânturile destul de calme de pe coasta mării europene (Olanda, Germania). Structura vântului se modifică în funcție de înălțimea deasupra suprafeței pământului, în timp ce stabilitatea fluxului de aer crește în straturile înalte de aer. Diferența de temperament eolian necesită o anumită abordare constructivă atunci când se creează un parc eolian. Soluția propusă este universală pentru vânturi de orice direcție și viteză, inclusiv vânturile de furtună.