Використання енергії вітру. Потенціал вітрової енергії у світі та в Україні. (Лекція 3.8) презентация

та в Україні

Вітроенергетика складається з 2-х основних частин:

вітру спочатку в судноплавстві, а потім для заміни своєї мускульної сили. Перші прості вітродвигуни застосовували за глибокої давнини в Єгипті і Китаї.


Починаючи з 13 ст., вітродвигуни отримали широке розповсюдження в Західній Європі, особливо в Голландії, Данії і Англії, для підйому води, помолу зерна і приведення в рух різних верстатів.


У 30-х роках 18 ст. у Голландії працювало 1200 вітроустановок, які захищали 2/3 території країни від заболочування ґрунтів. До кінця 19 ст. у Голландії нараховувалось більше 10 тис. вітроустановок, а в маленькій Данії – 30 тис. для побутових потреб і 3 тис. вітродвигунів, що використовувались у промисловості.


Першу вітрову установку для виробництва електроенергії створив в 1888 році основоположник вітроенергетики американський інженер Ч. Браш.


Вітроенергетична установка Пола Лакура у Данії. Він створив аеродинамічну трубу й застосував аеродинамічний профіль.

На початку 20ст. рос. учений Н.Є. Жуковський розробив теорію швидкохідного вітродвигуна і заклав наукові основи створення високопродуктивних вітродвигунів.


В 1925 році був створений новий вид ротора - ротор Савоніуса.


В 30-х роках минулого сторіччя була створена вертикальна вітротурбіна, запропонована Ф. Дар’є.

вчених у розвиток вітроенергетики. Одним із видатних українських вчених у галузі аерогідродинаміки й теорії авіації був Г.Ф. Проскура, який у 1922 році була відкрита аеродинамічна лабораторія, що поклала початок широкомасштабним науково-дослідним роботам у галузі аеродинаміки й авіації.


Видатний вчений Ю.В. Кондратюк в 30-і роки 20-го століття розробив один з найцікавіших і перспективніших проектів ВЕС, проектна потужність якої склала 12 МВт, що майже удвічі вище за потужність першої в країні експериментальної атомної електростанції.












В ряді країн науково-дослідні роботи в галузі вітроенергетики посилено розвивалися з кінця 1940-х до початку 1960-х років. Однак на той час ціни на викопне паливо помітно знизилися, і з огляду вартості електроенергії вітроелектричні установки вже не могли конкурувати з тепловими електростанціями. У цей період комерційна вітроенергетика практично не розвивалася.


На початку 1970-х років почався новий період розвитку вітроенергетики, обумовлений насамперед енергетичною кризою. У цей період уряди багатьох країн розгорнули широкомасштабні програми зі створення ВЕУ, згідно яких розробка технологій, конструкторські роботи й експериментальні дослідження повинні були проводитися в постійній взаємодії. Дослідження були розділені на два напрямки – ВЕУ з горизонтальною віссю та ВЕУ з вертикальною віссю обертання.

вітроенергетики:
автономна або “мала” вітроенергетика

централізована або “велика” вітроенергетика

споживачів:
20,0 кВт
6,3 − 7,5 кВт
2,0 − 2,4 кВт
0,63 − 0,75 кВт
0,20 − 0,24 кВт
0,063 − 0,075 кВт
0,020 − 0,024 кВт


Сьогодні лідерами у вітроенергетиці за обсягами встановленої потужності ВЕС є:
Німеччина - 18428 МВт;
Іспанія - 10027 МВт;
США - 9149 МВт;
Індія - 4430 МВт;
Данія - 3122 МВт.

1.3. Напрями, стан та перспективи освоєння вітрової енергії (продовження)

N = 1/2ρ V3, [Вт/м2]












При визначенні енергетичного потенціалу вітру обов’язково необхідно враховувати висоту дії вітрового потоку. Відомо, що швидкість вітру зростає з висотою по ступеневому закону:




де V та Vф − швидкість вітру на розрахунковій висоті h та на стандартній висоті флюгеру hф; показник ступеню α залежить від швидкості вітру, зменшуючись із збільшенням останньої.

1.4. Потенціал вітрової енергії у світі та в Україні

= 8760годин на рік.

Теоретично можливий потенціал вітрової енергії певної зони WT визначається за формулою:

WT= WПT*S,
де S – площа зони, м2.

Техніко-досяжний потенціал вітрової енергії\





Технічно-досяжний потенціал WТД може бути визначений за формулою:

WТД = WТ *εв*ηг*ηр*SТ,
де εв – коефіцієнт використання енергії вітру, що залежить від швидкості вітру за складним законом, змінюючись від максимального значення по Жуковському-Бейцу (0,593) до мінімального порядку (0,05). Досягнуте максимальне значення становить 0,4-0,45.
ηг , ηр – відповідно ККД генератора і редуктора вітроустановки, значення яких можна прийняти рівним 0,9.
SТ – площа території розрахункової зони (регіону), на якій за обліком технічних і економічних обмежень можливе розміщення вітроустановок.

− 10 м)

для різних кліматичних зон України на різних висотах