Ветроэнергетика
Глобальный рост установленной мощности ветрогенераторов.
Существуют ветрогенераторы с вертикальной и горизонтальной осью вращения ротора. Конструкция первых проще, но вторые имеют больший КПД, достигающий 30-40 %. Поэтому для промышленной ветроэнергетики используются генераторы с горизонтально осью ротора в основном с мощностями от 1 до 2.5 МВт и диаметром ротора от 50 до 80 м. Существуют и ветрогенераторы мощностью 8 МВт.
Затраты на ветроэнергетику сводятся почти исключительно к строительству, а стоимость энергии постепенно приближается к стоимости «традиционной» энергии. В силу шума и вибрации ветрогенераторы ставят на удалении от жилых домов 300 и более метров, но непосредственно под ветрогенераторами можно продолжать сельскохозяйственное производство. Пока существует множество перспективных площадок для размещения мощностей на берегу и в море. В частности, Германия, Дания и Нидерланды собираются создать на банке Северного моря остров для большой ветроэлектростанции. В 2014—2015 годах в Дании с помощью ветрогенераторов производилось 42 % всего электричества, в Португалии 27 %; в Никарагуа 21 %, в Испании 20 %, в Ирландии 19 %, в Германии 8 %, а в Европейском союзе 7,5 %. К началу 2016 года общая установленная мощность всех ветрогенераторов составила 432 гигаватта и превзошла суммарную установленную мощность атомной энергетики. Однако, существует так называемый capacity factor (Коэффициент использования установленной мощности — КИУМ), который определяет эффективность работы электрогенератора. По данным US Energy Information Administration (EIA), на 2015 год этот коэффициент для атомных электростанций составлял 92.3% от установленной мощности, для ветрогенераторов — 32,2% от установленной мощности. Применять эти значения для генерирующих мощностей во всем мире не совсем правильно, но отношение вряд ли будет сильно отличаться.
На сегодняшний день ветроэнергетика это экономически наиболее перспективный вид ВИЭ и развивается по экспоненте. Её потенциал весьма велик. Ветреная береговая линия континентов протяжённа. Станции можно строить не только на берегу, но и в море. К тому же сегодня промышленная ветроэнергетика использует ветер только на высотах до 200 м от поверхности земли.
Возобновляемая энергия в мире
Главный потребитель возобновляемых источников энергии – Евросоюз. В некоторых странах альтернативная энергетика вырабатывает почти 40% от всей электроэнергии. Там уже прижились разные меры поддержки: скидочные тарифы на подключение и возврат денег за покупку оборудования. Не отстают страны Востока и США.
Германия
40% электроэнергии в Германии дают возобновляемые источники. Она лидер по числу ветровых установок, которые генерируют 20,4 % электричества. Оставшаяся доля приходится на гидроэнергетику, биоэнергетику и солнечную энергетику. Немецкое правительство поставило план: вырабатывать 80% энергии за счёт альтернативных источников к 2050 году, но закрывать атомные электростанции пока не хочет.
Исландия
У Исландии очень много горячей воды, потому что она расположилась в зоне вулканической активности. Страна обеспечивает 85% домов отоплением из геотермальных источников и покрывает ими 65% потребностей населения в электроэнергии. Мощность источников настолько велика, что они хотят наладить экспорт энергии в Великобританию.
Швеция
После нефтяного кризиса 1973 года страна стала искать другие источники энергии. Началось всё с ГЭС и АЭС. Из-за атомных станций шведов часто критиковали Greenpeace, но с конца 80-х доля энергии от АЭС не растёт.
Начиная с 90-х Швеция строит оффшорные ветропарки в море. На выбросы предприятиями углерода в атмосферу введён дополнительный налог, а для производителей ветровой, солнечной и биоэнергии есть льготы.
Ещё Швеция активно использует энергию от переработки мусора и даже планирует его закупать у соседних стран, чтобы отказаться от нефти. Некоторые города получают тепло от мусоросжигательных заводов.
Китай
В Китае самая мощная ГЭС в мире – «Три ущелья». По состоянию на 2018 год – это крупнейшее по массе сооружение. Её сплошная бетонная плотина весит 65,5 млн тонн. За 2014 станция произвела рекордные для мира 98,8 млрд кВт⋅ч.
Крупнейшие ветровые ресурсы тоже здесь (три четверти из них поставлены в море). К 2020 году страна планирует выработать при их помощи 210 ГВт.
Ещё тут 2 700 геотермальных источников и делают 63% устройств для преобразования солнечной энергии. Китай занимает третье место в производстве биотоплива на основе этанола.
Альтернативная энергетика
Солнечная энергия
В мае 2012 года международная группа ученых разработала новые ультратонкие металлические электроды на золоте, которые позволят создавать прозрачные солнечные панели. Эти панели можно будет устанавливать в окнах домов и офисов. Они будут аккумулировать энергию солнечного света в течение дня.
А в 2020 году Tesla презентовала собственный инвертор солнечной энергии, который дополнит линейку домашних солнечных батарей компании. Он будет преобразовывать солнечную энергию в энергию постоянного тока, а затем — в энергию переменного тока для бытового потребления. Устройство сможет работать при температурах от минус 30 °C до 45 °C. В зависимости от числа трекеров точки максимальной мощности, оно сможет выдавать от 3,8 кВт до 7,6 кВт мощности.
Инвертор Tesla
(Фото: electrek.co)
Геотермальная энергия
Американский стартап UC Won в 2020 году предложил концепцию геотермального накопителя GeoTES (Geological Thermal Energy Storage) для круглосуточного использования солнечной энергии. Система объединит солнечные тепловые коллекторы с параболическими зеркалами (фокусируют лучи в одной точке), подземное хранилище тепла в осадочных породах (образуются при низких температурах и давлении) и электрогенерирующее оборудование на пару в виде трубок и турбины. При нагревании солнцем вода в трубках будет испаряться, а пар будет входить в турбину и одновременно закачиваться под землю, разогревая осадочную породу. Ночью вода под землей будет испаряться уже под воздействием разогретой породы. Получаемый пар используют для выработки электроэнергии.
Схема работы системы GeoTES
(Фото: renewgeo.com)
Криосистемы
Стартап из Великобритании Highview Power начал работы в Манчестере по строительству комплекса CRYOBattery мощностью 50 МВт и емкостью 250 МВт·ч. Система CRYOBattery будет захватывать воздух из атмосферы в специальную емкость и сжимать его при сверхнизких температурах (минус 196 °C), чтобы превратить в жидкость. Эту жидкость поместят в баки с теплоизоляцией и низким давлением. Нагревание вернет воздух в газообразное состояние, а газ приведет в действие турбины генераторов, которые будут вырабатывать электричество.
Схема работы CRYOBattery
В мае 2021 года международная группа ученых представила новые ультратонкие металлические электроды из золота, которые можно будет применять для разработки прозрачных солнечных панелей. Потенциально такие панели можно будет встраивать в окна домов и офисов, чтобы аккумулировать энергию.
Видео:
Найден источник вечной энергии? Поездка в закрытый город Железногорск
Найден источник вечной энергии? Поездка в закрытый город Железногорск by Анатомия Монстров 11 months ago 43 minutes 1,209,008 views
Виды альтернативной энергетики.
Виды альтернативной энергетики. by Деревенский фотограф 3 years ago 4 minutes, 11 seconds 5,977 views
Откуда мы будем получать энергию в будущем? / ПостНаука
Откуда мы будем получать энергию в будущем? / ПостНаука by ПостНаука 3 years ago 6 minutes, 40 seconds 63,495 views
ТОП 5 Альтернативных источников энергии
ТОП 5 Альтернативных источников энергии by GeaT 3 years ago 7 minutes, 3 seconds 1,128 views
Развитие энергетики за счет альтернативных и возобновляемых источников энергии
Развитие энергетики за счет альтернативных и возобновляемых источников энергии by CBC TV Azerbaijan 3 years ago 2 minutes, 47 seconds 235 views
Какие перспективы развития альтернативной энергетики в России?
Какие перспективы развития альтернативной энергетики в России? by NIKOLAEV Podcast 1 year ago 24 minutes 555 views
Альтернативные источники энергии
Альтернативные источники энергии by Дима Бронников 1 year ago 7 minutes, 14 seconds 77 views
Экологические проблемы альтернативных источников энергии
Экологические проблемы альтернативных источников энергии by Экология в Сети 2 years ago 7 minutes, 45 seconds 36 views
ТОП 7 Источников энергии будущего
ТОП 7 Источников энергии будущего by Лови Момент 4 years ago 11 minutes, 50 seconds 259,074 views
Альтернативные источники энергии
Альтернативные источники энергии by Городской методический центр 7 years ago 16 minutes 1,357 views
Энергия будущего Альтернативные источники энергии будущего
Энергия будущего Альтернативные источники энергии будущего by green bridge 7 years ago 44 minutes 275,791 views
Альтернативные источники энергии аудиолекция
Альтернативные источники энергии аудиолекция by Смоленская библиотека им. А.Т. Твардовского 1 year ago 5 minutes, 41 seconds 115 views
Чистый источник энергии который может превзойти солнце и ветер
Чистый источник энергии который может превзойти солнце и ветер by Лови Момент 7 months ago 10 minutes, 31 seconds 375,015 views
четыре всадника | #фурсов Андрей Ильич (полезная информация)
четыре всадника | #фурсов Андрей Ильич (полезная информация) by brainruskii… 2 days ago 2 hours, 20 minutes 149,013 views
https://youtube.com/watch?v=eacBgr_dsmg
Альтернативные источники энергии
Альтернативные источники энергии by Городской методический центр 7 years ago 22 minutes 1,329 views
Лекция 1.5 | Возобновляемые источники энергии | Ирина Кирпичникова | Лекториум
Лекция 1.5 | Возобновляемые источники энергии | Ирина Кирпичникова | Лекториум by Лекториум 3 years ago 11 minutes, 54 seconds 6,099 views
Как гравитационные батареи могут изменить мир
Как гравитационные батареи могут изменить мир by Лови Момент 9 months ago 10 minutes, 33 seconds 1,516,287 views
Как Зеленый Водород Может Изменить Мир
Как Зеленый Водород Может Изменить Мир by Лови Момент 5 months ago 10 minutes, 30 seconds 209,549 views
Что не так с АЛЬТЕРНАТИВНОЙ энергией? | Дмитрий Побединский
Что не так с АЛЬТЕРНАТИВНОЙ энергией? | Дмитрий Побединский by SciOne 3 years ago 12 minutes, 1 second 800,477 views
Альтернативные источники энергии
Альтернативные источники энергии by ТАСС Наука 6 years ago 2 minutes, 40 seconds 47,157 views
10 ИСТОЧНИКОВ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГИИ | ЭНЕРГИЯ БУДУЩЕГО
10 ИСТОЧНИКОВ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГИИ | ЭНЕРГИЯ БУДУЩЕГО by ПАРАДОКС 7 years ago 6 minutes, 47 seconds 929,847 views
Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии. by Crypro Arheoloq 6 years ago 6 minutes, 24 seconds 6,431 views
https://youtube.com/watch?v=ZfAHn1khda0
Есть ли будущее у альтернативных источников энергии в России
Несмотря на положительные тенденции, об активном развитии ВИЭ в России речи пока не идет.
Полноценному развитию ВИЭ в России препятствует отсутствие амбициозных национальных целей в области развития ВИЭ, а также распространенность неверных убеждений, считает Ланьшина из РАНХиГС. «Например, многие жители страны, включая лиц, принимающих решения, сомневаются, что за счет энергии солнца и ветра можно стабильно снабжать предприятия электроэнергией, считают, что для солнечной электростанции необходима огромная территория, а также не знают о том, что в России производство солнечной электроэнергии сегодня может стоить менее ₽4 за 1 кВт·ч», — добавляет она.
Зеленая экономика
Как менялось отношение к проблемам экологии в России за последние 20 лет
Еще одна из причин отсутствия развития в этой сфере — недостаточное количество специалистов в области ВИЭ.
Илья Лихов, гендиректор Neosun Energy:
«К сожалению, в России слабая инженерная база. У нас мало инженеров, ориентирующихся в современном оборудовании и технологиях, которые могли бы заниматься практическим обучением новых специалистов. Сейчас институт инжиниринга в России — это наследие СССР, которое с 1980-х годов эволюционирует очень медленно, а зачастую и вовсе закрыто к современным идеям».
В комплексе изменить систему поможет развитие образовательных проектов. Так, группа «Роснано» с издательством «Точка.Digital» и Ассоциацией развития возобновляемой энергетики выпустили учебное пособие «Развитие возобновляемой энергетики в России: технологии и экономика».
С конца 2019 года в России работает образовательный проект «Солнечные школы» — на крышах школ устанавливаются фотоэлектрические модули для производства электроэнергии. При этом солнечная энергия накапливается с помощью современных аккумуляторных систем, а электроэнергию, полученную с ее помощью, можно использовать в школе — например, для освещения или зарядки смартфонов.
Ирина Головашина, представитель Гёте-Института в Москве:
«На уроках дети могут сами познакомиться с принципами работы фотоэлектрических систем. Сейчас солнечные панели установлены на крышах школ в Москве, Санкт-Петербурге, Самаре, Краснодаре, Калининграде, Уфе и Ульяновске. При этом каждая школа-участница проекта получила в подарок «Чемоданчики для экспериментов», с помощью которых ученики могут выполнять различные лабораторные работы и углублять практические навыки».
Развиваться в этой сфере заинтересованные школьники смогут в проекте «Солнечные Университеты», который реализует МЭИ вместе с компаниями eclareon и НП «Евросолар». В нем участвуют вузы из Москвы, Калининградской области, Краснодарского края, Башкортостана, Ульяновской и Самарской областей и многие другие.
Зеленая экономика
Экологическое просвещение в школах: как устроено и кто за него отвечает
Татьяна Андреева, проект-менеджер eclareon GmbH, координатор проекта «ENABLING PV in Russia»:
«Цель проекта — создать сеть между университетами и «солнечными школами» и предложить выпускникам семи школ подходящую платформу и пул знаний для обучения в области энергетических технологий и энергетической промышленности в сфере ВИЭ. Участвующие российские университеты будут объединяться с немецкими университетами, научно-исследовательскими институтами, уже создавшими учебные и образовательные программы, а также исследовательские проекты в области фотовольтаики и ВИЭ».
Число образовательных проектов будет неизбежно увеличиваться, ведь ВИЭ продолжают создавать многочисленные рабочие места по всему миру. Согласно данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), количество рабочих мест в секторе достигло в 2020 году 11,5 млн по всему миру. Большинство работ — в сфере солнечной энергетики, здесь заняты 3,8 млн сотрудников.
Одежда как термоэлектрический генератор
Примерная схема термоэлектрического генератора Зеебека
В 1821 году немецкий физик Томас Иоганн Зеебек обнаружил, что если соединить два проводника из разных материалов, один нагреть, а второй охладить, между ними потечёт электрический ток. Так был открыт термоэлектрический эффект. Для нас это выглядит довольно просто:
-
Разница температур (температурный градиент) в токопроводящем материале создаёт тепловой поток;
-
Это приводит к переносу носителей заряда;
-
Поток носителей заряда между горячими и холодными областями, в свою очередь, создает разность потенциалов.
До открытия полупроводников, термоэлектрический эффект не находил практического применения из-за катастрофически низкого КПД. Поднять его до 5% удалось только к середине XX века. Но несмотря на все усилия, даже у современных термоэлектрогенераторов этот показатель не превышает 12%, что не позволяет всерьёз рассматривать такие устройства для практического применения.
Тем не менее идея получать бесплатное электричество из разницы температур оказалась настолько привлекательна, что исследования в этом направлении продолжаются. Совсем недавно стало известно, что южно-корейские учёные из Института Кванджу придумали мягкий и гибкий термоэлектрический генератор (ТЭГ), который к тому же соответствует «зелёной» тематике и полностью разлагается в естественных условиях.
Вдохновлённая зеброй схема сбора энергии от теплового излучения в течение дня
Исследователи решили отказаться от линейной схемы создания разницы температур. Вместо этого вдохновились полосками зебры, и на базе узора с чередованием тёмных и светлых полос создали горячие и холодные области на достаточно большой для выработки электроэнергии поверхности.
На белом листе из растяжимого биоразлагаемого мономера капролактона разместили чёрные полосы специального полимера, который поглощает солнечный свет. Капролактон имеет обратные свойства — он отражает солнечный свет. Чередующиеся чёрные и белые полосы создают горячие и холодные области.
«Зебру» из разрисованного капролактона совместили с кремниевой наномембраной, которая представляет собой массив из нескольких n- и p-легированных кремниевых проводников, выращенных в форме змеевика. Волнистая структура проводов помогает им растягиваться, не ломаясь.
Размещённое на открытом воздухе устройство показало отличный результат: белые части стали на 8°C холоднее, чем температура окружающей среды, а чёрные полосы нагрелись на 14°C выше окружающего воздуха. Максимальная разница температур, таким образом, достигла 22°C. Кремниевый змеевик преобразовывал эту разницу температур в электрическую энергию, генерируя максимальную мощность около 6 микроватт на квадратный метр (мкВт/м²).
Такого количества энергии уже вполне хватает для работы датчиков с низким энергопотреблением, хотя её всё ещё недостаточно для коммерческого применения. Для увеличения выходной мощности можно перейти на более эффективные материалы, например, теллурид висмута, но исчезнет другое достоинство нового устройства — дешевизна, эластичность и полная биоразлагаемость. По словам учёных, генерация энергии сохранялась, даже когда образец растягивали в 1,3 раза.
Разумеется, пока не идёт речи о массовом внедрении ТЭГ-одежды, но вполне возможно, что в ближайшем десятилетии наши смартфоны будут заряжаться в карманах джинсов, а умные часы — от рукава пиджака.
Компании, которые занимаются возобновляемыми источниками энергии
Рост инвестиций в возобновляемую энергетику и поддержка правительства помогает многим компаниям успешно вести бизнес.
First Solar Inc.
Эта американская компания была образована в 1990 году и стала известной благодаря производству солнечных батарей. Сейчас это крупнейшая фирма, которая продаёт солнечные модули, поставляет оборудование и отвечает за технический сервис.
Vestas Wind Systems A/S
Старейший производитель ветрогенераторов из Дании. Компания основана в 1898 году и на сегодняшний день ей удалось установить более 60 тысяч ветровых турбин в 63 странах. Vestas продаёт отдельные генераторы, комплексные станции и обслуживает устройства.
Atlantica Yield PLC
Эта компания с офисом в Лондоне владеет классическими линиями электропередач, солнечными и ветровыми станциями в Северной Америке, Испании, Алжире, Южной Америке и Южной Африке.
ABB Ltd. Asea Brown Boveri
Шведско-швейцарская компания, известная автомобильными двигателями, генераторами и робототехникой. С 1999 года бренд занимается преобразованием солнечной и ветровой энергии. В 2013 году компания стала мировым лидером в области оборудования фотоэлектрической энергии.
Читайте: Персональный мир и полная автоматизация. Что такое четвёртая промышленная революция?
Энергетика России
Выработка электроэнергии на российских АЭС в 1992—2014 годах, млрд кВт*ч
Добыча газа в России, 2005—2015 гг.
Большая часть территории России находится в достаточно высоких северных широтах, а средняя скорость ветра на ней около 5.5 м/c, что в разы увеличивает себестоимость ветровой энергии по сравнению с западным побережьем Европы и США. Среди относительно населённых регионов России рентабельное развитие современной ветроэнергетики возможно на Сахалине и в Мурманской области, где средняя скорость ветра достигает 8 м/с.Несколько ветрогенераторов имеется в Крыму. Развитие относительно рентабельной солнечной энергетики возможно в Крыму, где построено 6 и работает 5 фотоэлектростанций, Калмыкии и Астраханской области.
В силу этого масштабное развитие альтернативной энергетики в России пока малоперспективно. Стоимость атомной электроэнергии «на машинах станции» в начале этого века в среднем составляла 19,2 копейки за 1 кВт.ч. Средняя стоимость энергии на ТЭС всех видов 36,6 коп./кВт.ч. Даже самая дешёвая энергия газовых станций (23,6 коп./кВт.ч) дороже атомной. Кроме того, газ ценный экспортный ресурс и его добыча не растёт. Развитие газовой энергетики ограничено относительно небольшими разведанными мировыми запасами газа. Остальные виды топлива дают более дорогую энергию и сильно загрязняют атмосферу углекислым газом. По стоимости энергии и экологичности (при отсутствии катастрофических аварий) с АЭС могут соперничать только ГЭС, но развитие гидроэнергетики ограничено наличием рек с большим стоком и перепадом высот.
В свете вышесказанного развитию атомной энергетики в России трудно найти альтернативу. 1 ноября 2016 года в России началась промышленная эксплуатация реактора на быстрых нейтронах БН-800. Электрическая мощность — 880 МВт Этот реактор обеспечивает:
- Формирование экологически чистого «замкнутого» ядерного топливного цикла.
- Более чем 50-кратное увеличение использования добываемого природного урана, и обеспечение атомной энергетики России топливом на длительную перспективу за счёт своего воспроизводства.
- Утилизацию отработанного ядерного топлива с АЭС на тепловых нейтронах.
- Утилизацию радиоактивных отходов путём вовлечения в полезный производственный цикл отвального урана и плутония.
Если учесть, что в России в отличие от Италии, запретившей ядерную энергетику, зимой довольно холодно, то, возможно, стране следует сосредоточиться на более быстром развитии и внедрении технологий эффективной и насколько возможно безопасной ядерной энергетики. Иначе до возникновения проблем с углеводородами можно просто не успеть, а надежд на то, что Африка вскоре начнёт снабжать нас «чистой» и дешёвой солнечной энергией немного.
Принцип работы атомного (ядерного) реактора
Для получения атомной энергии требуется особое топливо — уран-235. От обычного химического элемента урана он отличается нехваткой в собственном ядре трех нейтронов. Именно это делает ядро нестабильным: оно распадается на две части после столкновения на большой скорости с нейтронами. Во время этого вылетает еще два-три нейтрона, что попадают в другого урановое ядро и тем же образом его расщепляют. Затем все вновь повторяется по цепочке, называемой ядерной реакцией.
Сложность в том, что ядерную реакцию нельзя пустить на самотек — если процесс слишком ускорится, это рискует обернуться ядерным взрывом. Именно поэтому сотрудники атомных электростанций тщательно следят за процессом и не позволяют урану-235 распадаться чересчур быстро: атомное топливо помещают в замедлитель — специальный состав, способный замедлять нейтроны, а также обращать их кинетическую энергию в тепловую.
Чтобы управлять скоростью ядерной реакции, в замедлитель помещают стержень, сделанный из материала, поглощающего нейтроны. Стоит поднять такие стержни, как они будут способны уловить только минимальное число нейтронов — это ускорит реакцию. Но как только стержни опустят, она вновь замедлится.
Так как в момент распада ядро урана-235 раскалывается на две части, это происходит с огромной атомной скоростью. Далеко, впрочем, половинки не распространяются: они бьются о соседние атомы — кинетическая энергия частиц обращается в тепловую. Дальше уже дело техники: вырабатываемым теплом нагревают воду, обращая ее в пар. Пар крутит турбину, а турбина — генератор, который и вырабатывает нужное электричество. Эта часть процесса происходит так же, как в теплоцентралях, работающих на уже историческом каменном угле.
Но даже с учетом вышесказанного остается вопрос: как заставить реактор атомной электростанции начать работать? Есть уран, но как запустить в нем цепную реакцию? Здесь важно познакомиться с определением критической массы — необходимой для старта ядерной реакции массы делящегося вещества. То есть, при помощи стержней и тепловыделяющих элементов сперва создают критическую массу атомного топлива, а уже затем реактор несколькими этапами доводят до необходимого уровня мощности
Как работает атомная (ядерная) энергия?
Простыми словами объяснить работу ядерного реактора («сердца» атомной электростанции) можно так:
- В атомном реакторе распадается элемент уран-235, что сопровождается колоссальным выделением тепла.
- Выделяемая тепловая энергия кипятит воду.
- Выходит пар — под давлением он крутит турбину, которая, в свою очередь, вращает электрогенератор.
- Генератор вырабатывает полезное электричество.
Не все атомные реакторы искусственного, рукотворного происхождения. Науке известен также и естественный — он ранее находился в урановом месторождении Окло (Габон), но остыл 1,5 млрд лет назад.
Как работает ветроэнергетика
Ветроэнергетика — это отрасль энергетики, которая использует ветрогенераторы для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию. Эта энергия может затем быть использована для питания домов, офисов, заводов и других объектов.
Принцип работы ветрогенераторов
Ветрогенераторы работают на основе преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию. Они состоят из нескольких основных компонентов: мачты, лопастей, генератора и системы управления.
Мачта является опорной конструкцией, на которую устанавливаются лопасти. Лопасти представляют собой крылья, которые при движении воздуха начинают вращаться. Это движение лопастей передается на генератор, который преобразует его в электрическую энергию.
Генератор состоит из статора и ротора. Статор — это неподвижная обмотка, через которую проходят магнитные поля. Ротор же связан с лопастями и вращается под воздействием ветра. При этом меняется магнитное поле ротора, что вызывает появление электрического напряжения в обмотке статора.
Система управления ветрогенератора отслеживает скорость ветра и управляет углом поворота лопастей для оптимального использования энергии ветра. Также она контролирует работу генератора и обеспечивает безопасность во время эксплуатации.
В целом, принцип работы ветрогенераторов довольно прост: они преобразуют кинетическую энергию ветра в электрическую энергию с помощью лопастей и генератора. Система управления же позволяет максимально эффективно использовать энергию ветра и обеспечить безопасную эксплуатацию.
Как происходит преобразование энергии ветра в электрическую энергию
Процесс преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию ветрогенераторами начинается с того, что лопасти ветрогенератора начинают вращаться под воздействием ветра. Вращение лопастей передает механическую энергию на генератор, который преобразует ее в электрическую энергию.
Генератор состоит из двух основных частей: статора и ротора. Статор — это неподвижная обмотка, которая создает магнитное поле. Ротор же связан с лопастями и вращается под воздействием ветра. При вращении ротора происходят изменения магнитного поля, что вызывает появление электрического напряжения в обмотке статора.
Электрический ток, который генерируется в обмотке статора, затем проходит через провода и поступает в систему управления, которая контролирует его параметры (например, напряжение и частоту). Электрическая энергия, полученная от ветрогенератора, может быть непосредственно использована для питания электрических устройств или сохранена в батареях для последующего использования.
Важно отметить, что система управления ветрогенератора играет ключевую роль в обеспечении максимальной эффективности преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Она контролирует скорость ветра и управляет углом поворота лопастей для оптимального использования энергии ветра
Кроме того, система управления обеспечивает безопасность и защиту ветрогенератора от перегрузок и других аварийных ситуаций.
Заключение
Энергетика стремительно развивается, проникая в наши сады, предметы интерьера и даже одежду. Это значит, что совсем скоро мы уже не будем обращать внимания на ёмкость аккумуляторов смартфонов и других гаджетов, поскольку источники энергии будут окружать нас повсюду, а сама энергия будет наполнять пространство, запитывая миллионы устройств IoT.
Ну а пока это благодатное время не настало, продолжаем подключаться к розеткам и запасаться повербанками. Потому что без электричества весь дивный новый мир теряет значительную часть своих красок.
НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:
— 15% на все тарифы VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS.