Федеральное агентство по образованию

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

Реферат на тему

Ветроэнергетика

Работу выполнил

Студент первого курса группы ЭС-12

Десятков Иван

Преподаватель

Петрухин Андрей Николаевич

Киров 2010

Оглавление

Введение 2

История вопроса 3

Физика вопроса 5

Классификация ветроустановок 8

Принцип действия ветроустановок. 13

Характерные особенности ветрогенераторов. 17

Классы ветроэлектрических установок. 20

Проблемы чистого источника 24

Будущее ветроэнергетики 26

ВЭС В Российской Федерации 27

Заключение 28

Литература 29

Введение

Энергетика — отрасль промышленности, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной энергии топлива во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. При этом производство энергии чаще всего происходит в несколько стадий:

1. получение и концентрация энергетических ресурсов, примером может послужить добыча, переработка и обогащение ядерного топлива;

2. передача ресурсов к энергетическим установкам, например доставка мазута на тепловую электростанцию;

3. преобразование с помощью электростанций первичной энергии во вторичную, например химической энергии угля в электрическую и тепловую энергию;

4. передача вторичной энергии потребителям, например по линиям электропередачи.

В основном электрическая энергия вырабатывается на тепловых, атомных и гидроэлектростанциях. Но нефть не вечна, атомная энергетика чересчур опасна, а гидроэлектростанции сложны в постройке. Поэтому в начале 21 века человечество задумалось над тем, как разнообразить источники энергоресурсов. Тут уместно вспомнить поговорку: новое – это хорошо забытое старое. Так и с ветроэнергетикой. Энергия ветра известна человечеству с древнейших времён. Ветряные мельницы использовались для размола зерна в Персии уже в 200-м году до н. э. Мельницы такого типа были распространены в исламском мире и в 13-м веке принесены в Европу крестоносцами. Второе рождение «ветряки» получили в наши дни.

Сейчас это одна из самых перспективных отраслей в энергетике, поэтому меня заинтересовала эта тема, история данного вопроса, различные конструкции ветрогенераторов, принцип их действия и будущее ветровой энергетики.

История вопроса

Сначала энергия ветра использовалась, прежде всего в мельницах и прочих механических приспособлениях. Но наступила эра электричества, а вместе с ней началась эпоха нефти. Со временем стало ясно, что и пшеницу молоть, и воду качать гораздо удобнее и выгоднее с помощью установок, работающих не на переменчивом ветре, а на надёжных и дешёвых угле и солярке. К середине 1920-х годов численность ветряных мельниц в СССР сократилась в три раза.

Впрочем, совсем отказаться от энергии ветра человек ещё не был готов. В 1931 году недалеко от Ялты заработала спроектированная ЦАГИ крупнейшая в мире промышленная электростанция (ВЭС) Д-30 мощностью 100 кВт. В 1934 году под руководством Ю.В. Кондратюка был подготовлен проект гигантской 12-мегаваттной ВЭС на горе Ай-Петри с башней высотой 165 метров и двумя 80-метровыми ветроколёсами, размещёнными на двух уровнях. Идею поддержал лично нарком Орджоникидзе, и уже в 1936 году в Крыму начались строительные работы. Однако на следующий год, после кончины Орджоникидзе, противники Кондратюка добились сокращения проекта до одноуровневой 5-мегаваттной установки, а в 1938 году Главэнерго принимает решение прекратить строительство и вообще свернуть любые работы по созданию мощных ВЭС. Всё, что осталось от замысла крымской ветровой суперэлектростанции – опыт проектирования огромной железобетонной башни, удерживаемой изнутри натянутыми стальными тросами. Спустя три десятка лет эти расчеты пригодились в ходе проектирования Останкинской телебашни.

И хотя эта история не лишена политиче­ской интриги, принятое в итоге решение объ­яснялось не только ею: интерес к ветру осла­бевал повсеместно. Так, в США в 1940 году построили ветроэнергетическую установку мощностью 1250 кВт, которая проработала несколько лет. Когда же одна из лопастей на ней повредилась, ремонтировать ее не стали. Оказалось, что установка дизельной электро­станции обойдется дешевле. Тем не менее ма­лые ветрогенераторы (до 30 кВт) продолжали производить. В СССР в 1950-е годы их делали по 9000 штук в год, в основном для северных поселков и целинных земель. Тогда же на це­лине была построена первая ветродизельная электростанция (ВДЭС) мощностью 400 кВт.

Окончательно интерес энергетиков к ве­тру пропал к началу 1960-х. «Нефтяное» элек­тричество было настолько дешевым и удоб­ным, что тягаться с ним стало сложно. Хотя ветер и оставался бесплатным энергоресур­сом, производство из него электричества во­все не отличалось дешевизной. С учетом 20-30-летнего срока службы ветроустановок се­бестоимость электроэнергии доходила рубеже 1970-х и 1980-х годов до 40 центов за киловатт-час. А тот же киловатт-час, снимае­мый с обычной теплоэлектростанции (ТЭС), стоил менее 4 центов.

Между тем еще в начале 1970-х человече­ство испытало первый нефтяной кризис. Слу­чилось это 16 октября 1973 года во время кон­фликта Израиля с Сирией и Египтом, получив­шего название Войны Судного дня. В тот день арабские страны объявили, что не будут про­давать нефть государствам, поддерживающим Израиль. И уже к вечеру цены на «черное зо­лото» подскочили с 3 до 5 долларов за баррель (чуть меньше 160 литров), а за следующий год цены выросли до 12 долларов. В результа­те, хотя Израиль победил в вооруженном кон­фликте, оказалось нелегко определить, кто же в итоге извлек из него больше выгоды. Ведь именно тогда арабские страны почувствовали, что, используя цены на нефть, могут управлять почти всем миром.

С тех пор нефтяные кризисы сотрясают пла­нету с завидной регулярностью: в 1979 году — в связи с войной между двумя крупными нефтедобытчиками Ираном и Ираком; в 1990 году — в связи с нападением Ирака на Кувейт; 2000 году — когда оказалось, что мировая транспортная инфраструктура не справляется с растущими потребностями в нефти. С того времени цена на нефть упорно ползёт вверх.

Тот факт, что от нефтяной зависимости необходимо освобождаться, стал очевиден уже во время первых кризисов, поэтому к началу 1980-х годов исследования и разработки в области альтернативной энергетики были расконсервированы и продолжены.