1.3.1 Використання вітру

... Він занадто непостійний і не піддається контролю

К. Маркс (про вітер)

Вперше енергія вітру була використана, мабуть, для пересування вітрильних суден, а пізніше - для підйому води і розмелювання зерна. Вважається, що в Китаї, Японії та Тибеті перший вітряні двигуни були побудовані більше 2 тисяч років тому. Стародавні вавілоняни використовували їх для осушення боліт. У Єгипті і на Близькому Сході будували вітряні водопідйомники і млини.

Але толком вітряної енергією стали займатися набагато пізніше. У Росії цей вид енергії став об'єктом для досліджень тільки після революції. У зв'язку з початком електрифікації сільського господарства була організована робота по створенню вітроелектричних станцій (ВЕС). Вже у 1930р. була спроектована, а в 1931р. споруджена в Криму перша в світі ВЕС Д30 потужністю 100 кВт. Станція пропрацювала до 1942г. і давала енергію в електричну мережу Севастопольенерго. А у 1956р. було вироблено понад 9 тисяч вітродвигунів.

За кордоном найбільш широке застосування вітроустановки знайшли в Австралії, Новій Зеландії, Латинській Америці, Греції та ін

Вітер - 1 з найбільш потужних енергетичних джерел, який за сприятливих умов може бути широко використаний в народному господарстві. Він виникає внаслідок постійної циркуляції переміщення повітряних мас в атмосфері, викликаної нерівномірним нагрівом сонцем земної поверхні.

Вітер - дармове енергетичне джерело. Тому у деяких ще існує думка, що й енергія, отримана за допомогою вітродвигунів теж практично "дешева". Особливість вітру як енергетичного джерела полягає в його непостійності, великій мінливості швидкості, а звідси і енергії (в силу ряду метеорологічних чинників (обурення атмосфери, зміна сонячної активності і кількість теплової енергії, що надходить на землю), а також через вплив рельєфних умов у даній місцевості швидкість і напрям вітру змінюються за випадковим законом).

Незважаючи на кілька великі капітальні вкладення вітроустановки економічніше теплових установок внаслідок низької експлуатації витрат (витрати на них менше в 6 разів). Звідси витрати окупаються за 1-1,5 роки. Крім того, термін служби вітроагрегатів (щодо тихохідних машин) значно більше, ніж у теплових двигунів. Тому питомі витрати металу на одиницю виробітку за весь термін служби, а також амортизаційні відрахування у них менше.

Розвиток вітроенергетики шляхом будівництва ВЕС залежить від того, як швидко вдасться знизити вартість і металоємність двигунів, підвищити їх надійність. Для цього застосовуються залізобетонні опори, неметалеві лопаті, легована сталь і легкі сплави. Щоб ВЕС стали вигідніше конкуруючих установок капіталовкладення в їх будівництво потрібно знизити на 25-30%.

Велике державне значення має економія мінерального палива та охорона навколишнього середовища від забруднень.

У числі причин, що зумовили прагнення до розширення використання енергії вітру:

швидке зростання потреби в енергії при обмежених запасах рідкого і твердо палива та потенційних гідроенергетичних ресурсів;

різке підвищення цін на мінеральне паливо;

великі капіталовкладення при спорудженні теплових і гідравлічних електростанцій (зростають з урахуванням витрат на передачу енергії, які досить значні тому, що доводиться забезпечувати енергією все більш віддалені від ліній передач, розосереджені і менш потужні споживачів);

розширення можливостей використання вугілля, нафти і газу (в хімічній промисловості для одержання синтетичних матеріалів);

значні досягнення в області аеродинаміки і механіки, літакобудування та хімії, електротехніки та ін дозволяють створити досконаліші та економічні вітроагрегати.

Найбільш широко вітроустановки можуть застосовуватися в сільському господарстві для зарядки акумуляторних батарей, опріснення мінералізованих вод, відкачування води для питних потреб, аерації водойм.

Крім того, електричні вітроустановки малої потужності, поряд з зарядкою акумуляторів, можуть живити енергією маяки та бакени, захищати від корозії газу - і нафтопроводи. Автономні ВЕС, що працюють ізольовано, можуть використовуватися обмежено і тільки для живлення енергією водопідйомних і меліоративних установок.

Установки оберігають від замерзання в зимовий час поверхню водойм, використовуваних для худоби. Також існують райони, де в господарствах вітроустановки економічніше використовувати (пустелі, напівпустелі, посушливі зони). ³

Вітрова енергетична установка (вітроенергоустановка) - установка, яка перетворює кінетичну енергію вітру в інший вид енергії.

Вітрова механічна установка (вітромеханічна установка) - вітрова енергетична установка з силовим передавачем на механічну навантагу.

Вітрогенератор (вітрова турбіна) — пристрій для перетворення кінетичної енергії вітру на електричну.

1.3.2 Можливі проблеми:

• Зледеніння лопатей та інших частин вітрогенератора. Це може досить суттєво знизити ефективність роботи вітряка.

• Удари блискавок. Вони можуть призвести до пожежі. На сучасних вітряках ця проблема вирішена.

• Пожежі. Вони можуть виникнути за рахунок тертя рухомих частин вітряка. На сучасних моделях встановлюються системи пожежогасіння.

1.3.3 Переваги вітряка:

• Енергонезалежність

• Екологічна чистота.

• Практично повна безшумність роботи.

Вітрові електростанції призначені для вироблення електроенергії за допомогою потоків повітря. Відповідно чим постійніший вітер, ти більше енергії можна виробити за допомогою вітрової станції. Для нормальної роботи вітрової станції потрібний вітер 6-10м/с. При менших потоках повітря виробленої енергії буде менше а то й зовсім не буде, при більших потоках (понад 13м/с) робота вітпрогенератора також буде не ефективною або станція працювати не буде. Також чим потужніша станція, тим економічно-вигідніше її використовувати.

1.3.4 Використання вітрових установок:

• підйом води і отримання повітря під тиском;

• виробництво електроенергії (сприяючи розвитку сучасних технологій, що працюють на електриці);

• здійснення механічного приводу.