Liikuvate õhumasside energia on tohutu. Tuuleenergia varud on enam kui sada korda suuremad kui kõigi planeedi jõgede hüdroenergia varud. Tuuled puhuvad pidevalt ja kõikjal maa peal – alates kergest tuulest, mis toob suvekuumuses teretulnud jaheduse kuni võimsate orkaanideni, mis põhjustavad hindamatut kahju ja hävingut. Õhuookean, mille põhjas me elame, on alati rahutu. Meie riigi avarustel puhuvad tuuled suudavad hõlpsalt rahuldada kogu selle elektrivajaduse! Miks nii rikkalikku, kättesaadavat ja keskkonnasõbralikku energiaallikat nii vähe kasutatakse? Tänapäeval katavad tuulejõul töötavad mootorid vaid ühe tuhandiku maailma energiavajadusest.

Isegi Vana-Egiptuses, kolm ja pool tuhat aastat eKr, kasutati vee tõstmiseks ja teravilja jahvatamiseks tuulemootoreid. Rohkem kui viiekümne sajandi jooksul pole tuulikud peaaegu oma välimust muutnud. Näiteks Inglismaal on 17. sajandi keskel ehitatud veski. Vaatamata kõrgele eale töötab ta regulaarselt tänaseni. Venemaal oli enne revolutsiooni umbes 250 tuhat tuulikut, mille koguvõimsus oli umbes 1,5 miljonit kW. Nad jahvatavad kuni 3 miljardit naela teravilja aastas.

20. sajandi tehnoloogia avas tuuleenergiale täiesti uued võimalused, mille ülesandeks sai hoopis teine ​​- elektri tootmine. Sajandi alguses töötas N. E. Žukovski välja tuulemootori teooria, mille põhjal sai luua suure jõudlusega installatsioone, mis suudaksid energiat vastu võtta kõige nõrgemast tuulest. Ilmunud on palju tuuleturbiinide konstruktsioone, mis on võrreldamatult arenenumad kui vanad tuulikud. Uutes projektides kasutatakse paljude teadmusharude saavutusi.

Tuulikud on osutunud suurepärasteks tasuta energiaallikateks. Pole üllatav, et aja jooksul hakati neid kasutama mitte ainult teravilja jahvatamiseks. Tuulikud pöörasid suurtes saeveskites ketassaage, tõstsid koormaid suurtele kõrgustele ja neid kasutati vee tõstmiseks. Koos vesiveskitega jäid need praktiliselt mineviku võimsaimateks masinateks. Näiteks Hollandis, kus tuulikuid oli kõige rohkem, töötasid need edukalt kuni meie sajandi keskpaigani. Mõned neist kehtivad tänaseni.

Huvitaval kombel tekitasid veskid keskajal mõnedes ebausklikku hirmu – isegi kõige lihtsamad mehaanilised seadmed olid nii ebatavalised. Millerile omistati kurjade vaimudega suhtlemine.

Tänapäeval on tuulerataste kujunduste loomisel kaasatud lennukispetsialistid, kes teavad, kuidas valida kõige sobivam labaprofiil ja uurida seda tuuletunnelis – mis tahes tuuleelektrijaama süda. Teadlaste ja inseneride jõupingutustega on loodud mitmesuguseid kaasaegseid tuuleturbiine.

Tuulegeneraatorite tüübid

Välja on töötatud suur hulk tuulegeneraatoreid. Sõltuvalt pöörlemistelje orientatsioonist voolusuuna suhtes võib tuulegeneraatoreid klassifitseerida:

tuulevoolu suunaga paralleelse horisontaalse pöörlemisteljega;
tuule suunaga risti oleva horisontaalse pöörlemisteljega (sarnaselt vesirattaga);
vertikaalse pöörlemisteljega, mis on risti tuulevoolu suunaga.

Siin - tuuleenergia veebisait. NPG "SINMET" on kodumaine tuuleelektrijaamade (tuulegeneraatorite) ARENDAJA ja TOOTJA, üks autonoomse tuuleenergia valdkonna liidreid maailmas - Brüsseli ülemaailmse innovatsiooninäituse "Eureka" Grand Prix ja kolme kuldmedali võitja. -2005". NPG "SINMET" esitleb autonoomseid tuuleelektrijaamu: tuulegeneraatorit võimsusega 5 ja tuulegeneraatorit võimsusega 40 kW, samuti nendel põhinevaid tuule-päikese- ja tuulediiseljaamu.

Tuule-diiselelektrijaamu saab integreerida kohalikesse võrkudesse ja ühendada ka päikesepaneelidega. Tuule-diislikütuse agregaadid võimaldavad sõltuvalt piirkonna tuulepotentsiaalist säästa 50-70% võrreldava võimsusega diiselgeneraatorite tarbitavast kütusest.

Tuulegeneraatorite peamised disainilahendused on kaitstud leiutiste patentidega.

Tuuleenergia

Inimene on tuuleenergiat kasutanud juba ammusest ajast. Kuid selle tuhandeid aastaid ookeane sõitnud purjekad ja tuuleveskid kasutasid neist 2,7 triljonist vaid tühist osa. kW energiat, mida valdavad Maal puhuvad tuuled. Arvatakse, et tehniliselt on võimalik arendada 40 miljardit kW, kuid isegi see on enam kui 10 korda suurem kui planeedi hüdroelektripotentsiaal.

Miks on nii rikkalik, kättesaadav ja keskkonnasõbralik energiaallikas nii alakasutatud? Tänapäeval katavad tuulejõul töötavad mootorid vaid ühe tuhandiku maailma energiavajadusest.

Maa tuuleenergia potentsiaal oli 1989. aastal hinnanguliselt 300 miljardit kWh aastas. Kuid ainult 1,5% sellest summast sobib tehnika arendamiseks. Peamiseks takistuseks on tema jaoks tuuleenergia hajumine ja püsimatus. Tuule muutlikkus eeldab energiaakude ehitamist, mis tõstab oluliselt elektrikulu. Hajutuse tõttu nõuab võrdse võimsusega päikese- ja tuuleelektrijaamade rajamine viimaste jaoks viis korda rohkem pinda (samas saab neid maid korraga kasutada ka põllumajanduslikeks vajadusteks). Kuid Maal on ka piirkondi, kus tuuled puhuvad piisava järjekindluse ja jõuga. (Tuult puhub kiirusega 5-8 m/sek nimetatakse mõõdukaks, 14-20 m/sek on tugev, 20-25 m/sek on tormine ja üle 30 m/sek orkaan). Sellised alad on näiteks Põhja-, Läänemere ja Arktika mere rannik.

Viimased uuringud on suunatud eelkõige tuuleenergiast elektrienergia saamisele. Soov meisterdada tuuleenergia masinate tootmist on viinud paljude selliste agregaatide sünnini. Mõned neist ulatuvad kümnete meetrite kõrgusele ja arvatakse, et aja jooksul võivad need moodustada tõelise elektrivõrgu. Väiketuulikud on mõeldud üksikute majade elektriga varustamiseks.

Ehitatakse valdavalt alalisvooluga tuuleelektrijaamu. Tuuleratas ajab dünamo – elektrivoolugeneraatorit, mis laeb samaaegselt paralleelselt ühendatud akusid.

Tänapäeval varustavad tuuleelektrijaamad naftatöölisi usaldusväärselt elektriga; nad töötavad edukalt äärealadel, kaugetel saartel, Arktikas, tuhandetes põllumajandusfarmides, kus läheduses pole suuri asulaid ega avalikke elektrijaamu.

Tuuleenergia kasutamise põhisuund on elektrienergia tootmine autonoomsetele tarbijatele, aga ka mehaaniline energia vee tõstmiseks kuivadel aladel, karjamaadel, soode kuivendamiseks jne. Sobivate tuuletingimustega piirkondades saab kasutada akudega tuulikuid. elektrilised automaatsed ilmajaamad, signalisatsiooniseadmed, raadiosideseadmed, põhitorustike katoodkaitse korrosiooni eest jne.

Ekspertide hinnangul saab tuuleenergiat tõhusalt kasutada piirkondades, kus lühiajalised katkestused energiavarustuses on aktsepteeritavad ilma olulise majandusliku kahjuta. Energiasalvestiga tuuleturbiinide kasutamine võimaldab neid kasutada peaaegu iga tarbija energiaga varustamiseks.

Võimsad tuulikud asuvad tavaliselt pidevalt puhuvate tuultega piirkondades (mere rannikul, madalatel rannikualadel jne.) Selliseid paigaldisi kasutatakse juba Venemaal, USA-s, Kanadas, Prantsusmaal ja teistes riikides.

Tuuleelektriseadmete laialdast kasutamist tavatingimustes takistab endiselt nende kõrge hind. Vaevalt on vaja öelda, et tuule eest pole vaja maksta, kuid selle tööks rakendamiseks vajalikud masinad on liiga kallid.

Tuule kasutamisel tekib tõsine probleem: tuulise ilmaga energia üleküllus ja tuulevaiksetel perioodidel selle puudumine. Kuidas koguda ja salvestada tuuleenergiat edaspidiseks kasutamiseks? Lihtsaim on nii, et tuuleratas käitab pumpa, mis kogub vett ülal asuvasse reservuaari ning sealt voolav vesi aga veeturbiini ja alalis- või vahelduvvoolugeneraatorit. On ka teisi meetodeid ja projekte: alates tavapärastest, kuigi väikese võimsusega akudest kuni hiiglaslike hoorataste pöörlemiseni või suruõhu pumpamiseni maa-alustesse koobastesse kuni vesiniku tootmiseni kütusena. Viimane meetod tundub eriti paljutõotav. Tuulegeneraatorist tulev elektrivool lagundab vee hapnikuks ja vesinikuks Vesinikku saab säilitada veeldatud kujul ja põletada vastavalt vajadusele soojuselektrijaamade ahjudes.

Kirjandus

Teadus ja Elu, nr 1, 1991 M.: Pravda.

Noortetehnoloogia, nr 5, 1990

Felix R. Paturi XXI sajandi arhitektid M.: PROGRESS, 1979. 345 lk.

Teadus ja Elu, nr 10, 1986 M.: Pravda.

Bagotsky V.S., Skundin A.M. Keemilised vooluallikad M.: Energoizdat, 1981. 360 lk.

Korovin N.V. Uued keemilised vooluallikad M.: Energia, 1978. 194 lk.

Dr Dietrich Berndt Suletud akude disainitase ja tehnilised piirangud WARTA patareide uurimiskeskus

Lavrus V.S. Patareid ja akud K.: Teadus ja tehnika, 1995. 48 lk.

Teadus ja Elu, nr 5...7, 1981 M.: Pravda.

Murygin I.V. Elektroodide protsessid tahketes elektrolüütides M.: Nauka, 1991. 351 lk.

Toitekaitse käsiraamat American Power Conversion

Shultz Yu. Elektrilised mõõteseadmed 1000 kontseptsiooni praktikutele M.: Energoizdat, 1989. 288 lk.

Teadus ja Elu, nr 11, 1991 M.: Pravda.

Yu. S. Kryuchkov, I. E. Perestyuk Wings of the Ocean L.: Laevaehitus, 1983. 256 lk.

V. Brukhan. Vaba atmosfääri tuuleenergia potentsiaal NSVL kohal Metroloogia ja hüdroloogia. nr 6, 1989

Vaatame ebatraditsioonilisi energiatootmisvõimalusi, nimelt tuuleparke. Seda tüüpi energiatootmise võimalikkus ilma tõsiste toetusteta, nende seadmete laialdase ja laialdase kasutamise võimalus (ja mitte ainult konkreetsetel juhtudel) on endiselt vastuoluline teema. Keskkonnasõbralikkuse küsimust me siiski ei vaidle. No see on ka ilus :-)

Vaatame...

Euroopas ja USA-s on tohutud tuuleturbiinid maamaastiku tavaline element. Need kaunid hiiglased on paigaldatud mitte ainult maale, vaid ka veekogudesse.

Idee kasutada tuuleenergiat elektrienergia tootmiseks ei ole uus. See sündis 19. sajandi lõpus, nimelt talvel 1887–1888, kui Ameerika elektritööstuse üks rajajaid Charles F. Brush ehitas elektri tootmiseks automaatselt juhitava tuuleturbiini prototüübi. Tol ajal oli see hiiglaslik – rootori läbimõõt oli 17 meetrit ja koosnes 144... seedripuust labast.

Euroopas käivitati esimene tuuleelektrijaam 1900. aastal ja Teise maailmasõja alguseks töötas planeedil mitu miljonit tuulikut.

Kaasaegne tuulik on terastorn kõrgusega 70 kuni 125 m, mille peale on paigaldatud generaator ja komposiitmaterjalidest labadega rootor. Tänapäeval kasutavad nad 56-meetriseid labasid.

Liikuvate õhumasside energia on tohutu. Tuuleenergia varud on enam kui sada korda suuremad kui kõigi planeedi jõgede hüdroenergia varud. Tuul puhub pidevalt ja kõikjal maa peal. Kliimatingimused võimaldavad tuuleenergiat arendada suurel territooriumil.

Esmapilgul tundub tuul olevat üks soodsamaid ja taastuvamaid energiaallikaid. Erinevalt Päikesest võib ta “töötada” talvel ja suvel, päeval ja öösel, põhjas ja lõunas.Tuul on aga väga hajus energiaressurss.

Tuuleenergia on peaaegu alati laiali laiali tohututel territooriumidel. Tuule peamised parameetrid - kiirus ja suund - muutuvad mõnikord väga kiiresti ja ettearvamatult, mis muudab selle vähem "usaldusväärseks" kui Päike. Seega on tuuleenergia täielikuks kasutamiseks kaks lahendamist vajavat probleemi. Esiteks on see võime "püüda" tuule kineetiline energia maksimaalselt alalt Teiseks on veelgi olulisem saavutada tuule voolu ühtlus ja püsivus. Teine probleem on veel raskesti lahendatav.

Esimese probleemi lahendamiseks kaasati lennukikonstruktsioonide spetsialistid, kes teadsid, kuidas valida maksimaalse tuuleenergia saamiseks sobivaima labaprofiili. Teadlaste ja inseneride jõupingutustega on loodud mitmesuguseid kaasaegseid tuuleturbiine.

Need on mitme labaga karikakrad ja propellerid nagu lennuki propellerid kolme, kahe ja isegi ühe labaga. Vertikaalsed struktuurid on head, kuna püüavad tuult igast suunast; ülejäänud peavad tuulega keerama. Selline vertikaalne rootor meenutab pikisuunas lõigatud ja teljele kinnitatud tünni. On ka originaalseid lahendusi. Näiteks purjega käru sõidab mööda rööparõngast ja selle rattad käitavad elektrigeneraatorit.

Klikitav 1700 px

Kümnete tuhandete tuulikute seas on hiiglaslikke, ja on ka väikseid, ühe maja kohta. Ja need on lihtsalt hiiglaslikud tuuleveskid. Tänapäeva üks suurimaid tuuleturbiine ehitati 2002. aasta septembris Saksamaal Magdeburgi lähedal. Selle võimsus on 4,5 megavatti, iga kolme tera pikkus on 52 meetrit ja laius 6 meetrit ning kaal 20 tonni. Rootor on paigaldatud 120-meetrisele tornile.

Tuuleenergia uusim saavutus on tuulikud, mille rootori läbimõõt ületab hiigellennukite, isegi meie Ruslani, tiibade siruulatust. Sellise paigaldise võimsus on 1-2 megavatti ja see on võimeline varustama elektriga 800 kaasaegset elamut.

Levinuim tuuleelektrijaama tüüp on horisontaalvõlliga turbiin, mille labade arv on 1 kuni 3. Erinevate autorite hinnangul on Maa tuuleenergia potentsiaal 1200 TW, kuid selle tüübi kasutamine energia eri Maa eri piirkondades ei ole sama. Venemaal on tuuleenergia brutopotentsiaal 80 triljonit. kW/h aastas ja Põhja-Kaukaasias - 200 miljardit kW/h (62 miljonit tonni tavakütust). Need väärtused on oluliselt suuremad kui orgaanilise kütuse tehnilise potentsiaali vastavad väärtused. Aasta keskmine tuulekiirus 20-30 m kõrgusel maapinnast peab olema piisavalt suur, et õigesti orienteeritud vertikaallõike läbiva õhuvoolu võimsus saavutaks teisendamiseks vastuvõetava väärtuse.

Tuuleelektrijaamad on üldiselt kasumlikud piirkondades, kus tuule keskmine aastane kiirus on 6 meetrit sekundis või rohkem ja mis on muude energiaallikate poolest kehvad, samuti piirkondades, kus kütuse tarnimine on väga kallis.

Norra teatas plaanist ehitada maailma suurim tuuleturbiini 2011. aastal. Tööd juba käivad. Tuuleturbiin on 533 jalga pikk ja rootori läbimõõt on 475 jalga. Eeldatakse, et turbiin varustab elektriga 2000 kodu. Rekordi prototüüp maksab 67,5 miljonit dollarit.

Tuuleelektrijaam, mis asub kohas, kus õhuvoolu aastane keskmine võimsustihedus on umbes 500 W/m2 (õhuvoolu kiirus 7 m/s), suudab sellest 500 W/m2 elektrienergiaks muuta umbes 175. Samuti tuleks arvesse võtta tuulikute poolt piirkonna maastikul toimuvaid muutusi, mille paigutus peab vastama mitte ainult ohutus- ja efektiivsusstandarditele, vaid ka õigele maastikule paigutamisele (kaootiliselt paiknevad tuulikuveskid on vähem efektiivsed kui need paiknevad teatud geomeetrilises järjestuses) .

Väikesed tuuleturbiinid on tavaliselt ette nähtud töötama autonoomselt. Süsteemid, mida nad toidavad, on peened, nõuavad kõrgema kvaliteediga voolu ega võimalda voolukatkestusi, näiteks rahulikel perioodidel. Seetõttu vajavad nad varukoopiat ehk varuenergiaallikaid, näiteks tuuleturbiinidega sama või väiksema võimsusega diiselmootoreid.

Mis puutub võimsamatesse tuulikutesse (üle 100 kW), siis neid kasutatakse elektrijaamadena ja need kuuluvad tavaliselt elektrisüsteemidesse. Tavaliselt paigaldatakse ühele kohale üsna suur hulk tuulikuid, mis moodustavad nn tuulepargi. Ühes (talu) servas võib tuul puhuda, teises aga on samal ajal vaikne. Tuuleturbiine ei tohiks asetada liiga lähedale, et need üksteist ei blokeeriks. Seetõttu (talu) võtab palju ruumi.

Tuuleenergia sõltub suuresti looduse kapriisidest. Tuule kiirus võib olla nii väike, et tuuleagregaat ei saa üldse töötada, või nii suur, et tuuleagregaat tuleb peatada ja võtta kasutusele meetmed selle hävimise eest kaitsmiseks. Kui tuule kiirus ületab nimitöökiirust, ei kasutata osa eraldatud mehaanilisest tuuleenergiast, et mitte ületada generaatori nimielektrilist võimsust. Tuuleturbiinide tõhusaks tööks paigutatakse need avatud aladele, harvemini põllumajanduspiirkondadesse, mis suurendab nende tootlikkust. Mägistes piirkondades töötavad tuulepaigaldised tõhusalt tänu nende alade looduslikele iseärasustele, kus valitseb suure jõu ja kiirusega õhumasside liikumine ning see annab energiat ka raskesti ligipääsetavatele aladele.

Õige paigaldus mõjutab tuuleagregaatide efektiivsust, seetõttu on elektrienergia eritootmine aasta jooksul 15-30% tuuleenergiast või isegi vähem, olenevalt asukohast ja paigaldusparameetritest.

Praegu kuulub suuruse ja võimsuse rekord (141 meetrit ja 7 megavatti) Enercon E-126 tuulegeneraatorile, mis asub Saksamaal Emdeni linna lähedal.

Tuuliku Enercon E-126 paigaldus:

Tuuleturbiinid ei saasta keskkonda, ei mõjuta Maa atmosfääri soojusbilanssi, ei tarbi hapnikku, ei eraldu süsihappegaasi ega muid saasteaineid. Nende abiga palju elektrienergia tootmiseks on vaja suuri maa-alasid. Need töötavad kõige paremini seal, kus puhub tugev tuul.

Tänapäeval varustavad tuuleelektrijaamad naftatöölisi usaldusväärselt elektriga; nad töötavad edukalt äärealadel, kaugetel saartel, Arktikas, tuhandetes põllumajandusfarmides, kus läheduses pole suuri asulaid ega avalikke elektrijaamu.

Paigalduse projekteerimisel oli kõige keerulisemaks probleemiks propelleri sama arvu pöörete tagamine erinevate tuuletugevustega. Lõppude lõpuks peab generaator võrguga ühendamisel andma mitte ainult teatud elektrienergiat, vaid ainult vahelduvvoolu teatud tsüklite arvuga sekundis, st standardsagedusega 50–60 Hz. Seetõttu reguleeritakse labade kaldenurka tuule suhtes, pöörates neid ümber pikitelje: tugeva tuule korral on see nurk teravam, õhuvool liigub labade ümber vabamalt ja annab neile vähem oma energiat. Lisaks labade reguleerimisele pöörleb kogu generaator mastis automaatselt vastu tuult.

Üheks probleemiks, millega tuuleagregaadid kokku puutuvad, on energia üleküllus tuulise ilmaga ja energia puudumine tuuleta perioodidel. Tuuleenergia salvestamiseks on palju võimalusi, vaatleme kõige lihtsamat: tuuleratas liigutab pumpa, mis pumpab vett ülal asuvasse reservuaari ja sealt voolav vesi juhib veeturbiini ja alalis- või vahelduvvoolugeneraatorit. . On ka teisi meetodeid ja projekte: alates tavapärastest, kuigi väikese võimsusega akudest kuni hiiglaslike hoorataste pöörlemiseni või suruõhu pumpamiseni maa-alustesse koobastesse kuni vesiniku tootmiseni kütusena. Viimane meetod tundub eriti paljutõotav. Seadme tuulest tulev elektrivool lagundab vee hapnikuks ja vesinikuks. Vesinikku saab säilitada veeldatud kujul ja põletada vastavalt vajadusele soojuselektrijaamade ahjudes.

Tuuleveskid paigaldatakse mitte ainult maale, vaid ka veeruumidesse:

Maailma kõrgeim tuuleturbiin asub San Juani provintsis 4110 meetri kõrgusel merepinnast. Selle paigaldas maailma suurim kullakaevandusettevõte Barrick. Tuulik on kantud Guinnessi rekordite raamatusse.

Tuuleturbiin on kallis seade, kuid selle ostukulu tasub end ära esimese 7 tööaasta jooksul. Eeldatav kasutusiga on 25 aastat.

Euroopa liider tuuleenergia kasutamisel on Taani. Selles riigis asuvad nad tavaliselt kivistel riffidel ja madalates vetes, kuni 2 km kaugusel rannikust.

Klõpsatav

Šoti välihübriide peetakse Euroopa kõige tuulisemaks kohaks. Nende saarte põhjaosa puhub pidevalt õhku. Tuul ei peatu seal peaaegu kunagi.

Eelmise aasta lõpus teatas Deepwater Wind plaanist rajada maailma suurim süvamere tuulepark.

Eeldatavasti ehitatakse see 29–43 km kaugusele Rhode Islandi ja Massachusettsi rannikust ning see toodab kuni 1000 megavatti, mis on võrreldav tuumaelektrijaamaga. Tuulikud paigaldatakse ookeani põhjasügavusega 52 m – see on oluliselt sügavam kui ükski teine ​​kaasaegne tuulepark.

Klõpsatav

Ja siin on veel üks huvitav tuuleveski

Norra ranniku lähedale Põhjamerre on paigaldatud maailma esimene ujuvtuulik. Norra energiafirma StatoilHydro teatas sellest teisipäeval. Turbiin, mis kannab nime Hywind, ulatub 65 meetri kõrgusele ja kaalub 5300 tonni. See paigaldati umbes 10 kilomeetri kaugusele Karmoy saarest, riigi edelarannikust, teatas ettevõte pressiteates.

"Tuuleveski" on paigaldatud ujuvplatvormile, mis on kinnitatud kolme ankruga. Platvormi sisse asetatud vesi ja kivid toimivad ballastina.

StatoilHydro plaanib testida Hywindi järgmise kahe aasta jooksul, enne kui otsustab toota rohkem ujuvaid tuuleturbiine.

StatoilHydro ekspertide sõnul võib see tehnoloogia huvi pakkuda Jaapanile, Lõuna-Koreale, USA California osariigile, osadele USA idarannikust ja Hispaaniale. Need on vaid mõned potentsiaalsed turud.

Hywindi saab paigaldada kaugemale avamerest kui juba töös olevad staatilised tuuleturbiinid. Jutt käib sügavustest 120 meetrist 700 meetrini, mis võimaldab uue turbiini paigutada kaldast palju kaugemale.

2,3-megavatise ujuvturbiini loomisse investeeriti kokku 400 miljonit krooni (46 miljonit eurot), mis teeb selle maismaal asuvatest kolleegidest kallimaks. Nüüd on tootmisettevõtte põhiülesanne oma arenduskulude vähendamine.

Tuuleenergia on tohutu energia, seda tuleb lihtsalt õigesti vastu võtta ja talletada.

Vaatleme nüüd tuulikute negatiivset mõju inimeste ja loomade elupaigale, telekommunikatsioonile ja lindude hooajalise rände teedele. Tõesti suured tuuleturbiinid mõjutavad telesignaali. Kuni 0,5 km kaugusel tekitavad nad häireid telesignaalis, see on tingitud asjaolust, et tuuleturbiini ratta labad peegeldavad signaale, põhjustades häireid telesignaali edastamisel. Suurte, üle 20 kW võimsusega tuulikute töö tõttu tekib piisaval hulgal infraheli, mis mõjutab inimeste ja loomade seisundit. Kui töötavad suured tuuleturbiinid, tekib tuuleratta tööst loomulik müra. Seetõttu on üle 10 kW tuulegeneraatorite paigutamine linna piiresse ebasoovitav. Nad püüavad nende negatiivsete teguritega võidelda, kasutades eelkõige uut tüüpi materjale, mis on võimelised edastama signaale laias spektris jne.

Tuuleenergia äratab üha suuremat huvi ja soovi täiustada seadmeid maksimaalse efektiivsuse saavutamiseks. Paljudes riikides hakatakse neid kasutama kodudes, taludes ja väiketööstuses.

Ja siin on projekt:

Šotimaa idaranniku lähedale kerkib peagi ebatavaline tuulepark, millel on mitte kolm, vaid kaks laba. Ekstravagantne tuulik saab ilmselt kuulsaks ka selle poolest, et see mahutab helikoptereid.Inhabitati teatel teatas Šotimaa energiaminister Fergus Ewing hiljuti, et valitsus kiitis heaks Hollandi ettevõtte 2-B Energy projekteeritud innovaatilise tuuleturbiini ehitamise. . Hiiglaslik 6 megavatine kahe labaga tuulik ehitatakse Fife Energy Parki kompleksi osana ligikaudu 20 meetri kaugusele rannikust.

Palju küsimusi tekitav kopteriväljak on olemas vaid kujunduspiltidel rubriigis “üldmulje”. Šoti valitsuses ei käsitleta helikopterite maandumist tuuleturbiinidele (2-B Energy illustratsioonid).

2-B Energy töötas 2007. aastal nullist välja uut tüüpi turbiini. Selle tuulikud on loodud spetsiaalselt töötamiseks vee peal, rannikuvööndis, kus puuduvad ranged müranõuded ja ranged piirangud ehitise suurusele. Kahe tera kohta kolme asemel selgitab ettevõte: mida vähem liikuvaid osi, seda parem on hooldatavus.

2-B Energy tahtis Šotimaale paigaldada kaks tuuleturbiini, kuid sai heakskiidu ainult ühele, vahendab BusinessGreen.

"Asjaolu, et uuenduslikud ettevõtted otsustavad katsetada oma uusi ideid Šotimaal, kinnitab veelgi meie riigi mainet igat tüüpi uute roheliste energiatehnoloogiate arendamise ja kasutuselevõtu kohana," ütles minister Ewing. Ilmselt alustatakse katseturbiini ehitamist 2014. aastal.

Klõpsatav

Noh, üks projekt veel:

Väike Ameerika ettevõte Joby Energy on välja töötanud projekti paigaldamiseks tohutu lendava tuulelohe kujul. Lohe on ristkülikukujuline metallraam, millel on kümmekond väikest tera. Esiteks käivad labad mootoritega ja tõstavad nagu lennuki propeller raami 400-500 meetri kõrgusele.

Seal tulevad mängu võimsad kõrgtuuled, mis pöörlevad labasid, tekitades elektrienergiat. Osa sellest läheb raami õhus hoidmiseks ja põhiosa kandub maapinnale mööda metallist “niiti”, mis ühendab raami stardipaigaga. Loomulikult on selleks vaja tugevaid ja kergeid materjale, mis on vajalikud lendava (ja tugevale survele alluva) hiiglasliku, kümnete meetrite pikkuse raami loomiseks ning elektroonikat, mis peab tagama lennu ja manööverdamise automaatse juhtimise ning andureid, mis pidevalt mõõdavad kiirust ja tuule suund ja seadme orientatsioon ning arvutid, mis vastavalt nende andurite juhistele jälgivad automaatselt ja pidevalt ning muudavad raami orientatsiooni tuule suhtes, et tagada maksimaalne efektiivsus, ja palju muud, mis ei olemas 10 aastat tagasi.

Klikitav 3000 px

Uus plaan pole lihtsalt reaalne. See on ka üsna paljulubav, mida tõendab üks, kuid väga kõnekas arv: inimkonna praegune energiavajadus on hinnanguliselt 17 teravatti, samas kui tuulte võimsus troposfääris on 870 teravatti ehk üle 50 korra rohkem. . (Tuletame meelde, et troposfäär on atmosfääri pinnakiht kuni 20-30 kilomeetri kõrguseni, mis on ülemise stratosfäärist eraldatud üleminekukihiga; selle kihi all tekivad tuule kiirusega troposfäärile iseloomulikud pidevad “jugavoolud”. 100–400 kilomeetrit tunnis.. Võrdluseks: maa peal loetakse orkaani kiiruseks üle 117 kilomeetri tunnis.) Pole juhus, et see ettevõte nii hoogsalt üht süsteemi teise järel katsetab. NASA korraldab peagi midagi sellist, nagu üle-Ameerika, et leida parim konstruktsioon usaldusväärse ja ohutu lendava 300-kilovatise turbiini jaoks. Asjaolu, et ettevõte on sellel võistlusel vaid üks mitmekümnest konkurendist, näitab huvi uut tüüpi "puhta" energia vastu. Kuid Ameerika valitsuse poolt üles näidatud huvi uue plaani vastu räägib samast asjast veelgi selgemalt. See oli see, kes eraldas NASA-le raha kõigi nende eraprojektide koordineerimiseks ja kontrollimiseks.

Nüüd on esialgses testimises lendavate turbiinide mitmesuguseid variante - tuulelohe, rippuva õhupalli, lendava tiiva, langevarju jne kujul. Valik usaldati NASA-le, kellel on sellise töö kogemus juba olemas. Kõigepealt peame leidma kõige tõhusama turbiinitoe tüübi. Selleks testitakse neid kõiki samadel lennutingimustel kuni 600 meetri kõrgusel – see on piir, mille föderaalvalitsus alustuseks seadis.

Isegi sellel kõrgusel võivad lendavad turbiinid näidata oma eeliseid maapealsete turbiinide ees, sest tuule tugevus, nagu juba mainitud, suureneb koos kõrgusega ja tuuleturbiinide võimsus, nagu praktika on juba välja selgitanud, on võrdeline kuubiga. tuule jõust. See tähendab, et isegi kõrgusest tingitud tuulejõu kahekordistumisel suudab lendav turbiin toota 8 korda rohkem võimsust kui maapealne ja isegi kolmekordistades isegi 27 korda rohkem. Arvutuste kohaselt suudavad sellised turbiinid tulevikus 8-9 kilomeetri kõrgusel, madalaimate "jugavoolude" tasemel keskmise tuulekiirusega 240 kilomeetrit tunnis toota 20 000- 40 000 vatti labade ruutmeetri kohta 500 vatti asemel, mida pakuvad praegused maismaatuulikud.

Lisaks on neil ka see eelis, et käivituspaigaldis, kuhu on kinnitatud nanotoru “niit” (ehk voolu vastuvõtmiseks mõeldud kaabel), võtab enda alla väga väikese ala. Ja tuulelohe turbiini hind on palju väiksem kui näiteks sellel Norra hiiglasel, kes valmistub nüüd merele sõitma. Teisest küljest jäävad lendavad tuulikud loomulikult sellistele hiiglastele alla iga üksiku paigaldise maksimaalse võimsuse poolest. Norra ujuva tuuliku võimsuse võrdsustamiseks peab lendava tuuliku tööpind olema mitusada ruutmeetrit ja see tekitab projekteerijatele väga keerulisi – ja seni lahendamatuid – tehnilisi probleeme (tugevuse, tõstejõu osas jõud ja nii edasi.) Seega on maapealsete tuulikute ületamine koguvõimsuse poolest saavutatav ainult tänu kvantiteedile ja seetõttu räägivad uue plaani entusiastid täna selliste lendavate tuulikute, kanderakettide tohutu võrgustiku loomisest. millest monteeritakse kokku konkreetse riigi teatud piirkondades – umbes nagu Deserteki projekt, mis teeb ettepaneku katta Sahara pidevate päikesepeeglitega.

Erinevalt Desertekist kerkib sel juhul aga õhuruumi keeruline küsimus. Iga lendav turbiin vajab oma keerme ja kuna see turbiin ei seisa ühel kohal, vaid tuule ja keerme mõjul kirjeldab teatud trajektoore taevas, siis vajab ta ka oma “õhukoridori” – omamoodi kaevu, kl. mille põhjas asub selle kanderakett, ja "seinad" on määratletud selle turbiini takistusteta liikumise piiridega tuule mõjul. Kuid tänapäeval lendavad õhus lennukid: eralennukid madalal, sõjaväe-, kauba- ja reisilennukid kõrgel ning igaüks neist nõuab oma õhukoridori. Nende koridoride süsteem on rajamisel riiklikul ja rahvusvahelisel tasandil ning paljude "niitide" olemasolu ja lendavad turbiinid ise võivad tekitada tohutu ohu. Seetõttu nõuab lendavate turbiinide võrgu arendamine keerulisi lähetusarvutusi ja rahvusvaheliste lepingute süsteemi. Seetõttu kavatseb NASA viia läbi olemasolevate lendavate turbiinide projektide konkureerivad testid ja projektide kontrollimine nende edasiseks täiustamiseks ühes kohas - California rannikul (nii, et niidid läheksid üle mere) ja mitte kõrgemal kui 600 meetrit, mitte segada tavalennunduse lende.

Ja ometi, vaatamata kõigile neile raskustele, võime öelda, et õhust energia ammutamise plaan hakkab ilmet võtma. Tuleviku lendavad tuuleveskid annavad tõenäoliselt oma ja aja jooksul võib-olla vägagi olulise panuse maailma vabastamisel naftakägistusest ja globaalse soojenemise ohust.

Klõpsatav

Klikitav 2000 px

Klõpsatav

Aga mis juhtub tuuleturbiinidega töötamise ajal.

Lisage sait järjehoidjate hulka

Tuuleenergia: kasutusalad

Inimene hakkas tuuleenergiat kasutama juba kauges minevikus. Need olid 200. aastatel eKr Pärsiasse ehitatud tuuleveskid. e. ja mõeldud terade jahvatamiseks.

Esimene tuuleelektrijaam ehitati 1931. aastal Jaltasse ja arendas kuni 100 kW võimsust.

Elektrit tootvad tuuleveskid leiutati 19. sajandil Taanis. Esimene tuuleelektrijaam ehitati sinna 1890. aastal ning 1908. aastaks oli seal juba 72 jaama võimsusega 5–25 kW. Suurim neist oli torni kõrgusega 24 m ja nelja labaga rootoritega 23 m läbimõõduga.

Moodsate horisontaalteljeliste tuuleparkide eelkäija oli võimsusega 100 kW ja see ehitati 1931. aastal Jaltas. Sellel oli 30 m kõrgune torn, 1941. aastaks ulatus tuuleelektrijaamade ühikvõimsus 1,25 MW-ni.

1940. aastatest kuni 1970. aastateni koges tuuleenergiatööstus langusperioodi, mis oli tingitud ülekande- ja jaotusvõrkude intensiivsest arendamisest, mis tagasid mõistlike kuludega ilmastikust sõltumatut energiavarustust. Huvi tuuleenergia vastu sai alguse 1980. aastatel, kui California hakkas tuuleenergia tootjatele maksusoodustusi pakkuma.

Tuulenergeetika on praegu kiiresti arenev tööstusharu, 2010. aasta lõpus ulatus kõigi tuulegeneraatorite installeeritud võimsus kokku 196,66 GW.

Tuuleressurssidest piisab inimkonna energiavajaduse mitmekordseks rahuldamiseks.

Atmosfääriturbiinid, mida juhivad kõrgel kõrgusel puhuvad pidevad kiired tuuled, suudavad toota rohkem energiat kui maismaa- ja avamereturbiinid. Carnegie ülikooli Ken Caldeira uues uuringus hinnatakse maksimaalset energiahulka, mida tuuleturbiinid saavad toota, ja uuritakse kõrgmäestiku energia kogumise mõju Maa kliimale.

Livermore'i riikliku labori teadlaste meeskond eesotsas Kate Marveliga, kes alustas seda uurimistööd Carnegie ülikoolis, kasutas modelleerimist, et kvantifitseerida nii maapinnalähedaste kui ka kõrgmäestikuliste atmosfäärituulte tekitatud elektrienergiat. Teadlased on liigitanud maapinnalähedaste tuulteks need õhuvoolud, mis on ligipääsetavad maismaal või merel asuvatele turbiinidele. Kõrgtuuled on tuuled, millele pääseb ligi turbiinide ja tuulelohede kombineerimise tehnoloogia abil. Uuringus vaadeldi ainult selliste tehnoloogiate geofüüsikalisi piiranguid ning ei võetud arvesse tehnilisi ega majanduslikke tegureid.

Turbiinid takistavad õhu liikumist, tekitades vastupanu, mis vähendab tuule liikumapanevat jõudu, põhjustades selle aeglustumist. Tuulikute arvu kasvades suureneb ka toodetava elektri hulk. Kuid ühel hetkel pidurduvad tuuled nii palju, et generaatorite lisamine ei suurenda energia tootmist. Uuring keskendus selle punkti leidmisele, kus toodetud energia hulk on maksimaalne.

Mudeleid kasutades suutsid teadlased kindlaks teha, et maapealsete turbiinide abil on võimalik toota rohkem kui 400 TW energiat ja kõrgmäestiku õhuvoogudest rohkem kui 1800 TW.

Tänapäeval tarbib inimkond umbes 18 TW energiat. Maa pinnal puhuvad tuuled suudavad rahuldada meie energiavajaduse kakskümmend korda ja atmosfäärivoolud - sada korda.

Tuuleenergia kaevandamise maksimaalsel tasemel võivad kliimamõjud olla üsna kahjulikud. Kuid nagu uuringud on näidanud, on tuulegeneraatorite mõju tänasel energianõudluse tasemel tähtsusetu, eriti kui turbiinid paiknevad ühtlaselt üle Maa pinna, mitte ei koondu mitmesse eraldi piirkonda. Sel juhul võib temperatuur muutuda vaid 0,1°C ja mõju sademetele jääb 1% piiresse. Kokkuvõttes ei ole keskkonnamõju märkimisväärne.

Kuid Caldeira sõnul ei määra tuuleenergia kasvu kogu maailmas tõenäoliselt mitte geofüüsikalised piirangud, vaid tehnoloogilised ja poliitilised tegurid.

NASA välja töötatud õhus levivad tuuleenergiasüsteemid on tõhusamad kui traditsioonilised turbiinid.

Maapealsed tuuleturbiini generaatorid esindavad tänapäeval tuuleenergia "kuldstandardit". NASA insenerid töötavad aga ainulaadse alternatiivi – õhus levivate tuuleenergiasüsteemide kallal. NASA keskendub uue tehnoloogia kahele põhielemendile – tuulelohele monteeritud elektrit tootvate turbiinide komplektile ja maapealsele generaatorile, mis on ühendatud tuulelohega ja saab tuule püüdmisel energiat selle pöörlevatest liikumistest.

Teatavasti ulatub sellise õhusüsteemi efektiivsus 90%-ni tänu lohe pöörlemisfaasile, mis kasutab 10% vähem energiat. Veel üks uue süsteemi põhiomadus on see, et turbiini labad pöörlevad kiiremini ja asuvad oma keskpunktist kaugemal, võimaldades toota rohkem elektrit. Süsteem sisaldab ka Microsofti Kinecti sarnast liikumistuvastustarkvara, mis suudab määrata lohe asukoha ruumis, samuti selle suuna ja kiiruse.

Lisaks on olemas lennujuhtimissüsteem, mis võimaldab lohel kirjeldada kaheksat. Prototüübi tuulelohe, mille täiustamise kallal NASA töötab, on tiibade siruulatus 10 jalga (umbes 3 m). NASA taotles ka luba testida süsteemi 2000 jala (umbes 610 m) kõrgusel, mis peaks olema ideaalne õhus levivate tuuleenergiasüsteemide käitamiseks. NASA plaanib sellist süsteemi tulevikus kasutada ja mitte ainult Maal, vaid ka Marsil ja teistel planeetidel.

Tuuleenergia Venemaal

1920. aastate keskel töötas TsAGI välja tuuleelektrijaamad ja tuuleturbiinid põllumajanduse jaoks. "Talupojatuuliku" kavandi saaks teha kohapeal olemasolevatest materjalidest. Selle võimsus varieerus vahemikus 3 hj kuni 8 hj. kuni 45 hj Selline paigaldus võiks valgustada 150–200 jardi või toita veskit. Pidevaks tööks oli ette nähtud hüdroaku.

Venemaa tuuleenergia tehniline potentsiaal on hinnanguliselt üle 50 000 miljardi kWh/aastas. Majanduspotentsiaal on ligikaudu 260 miljardit kWh/aastas ehk ligikaudu 30 protsenti kõigi Venemaa elektrijaamade elektritoodangust.

Energiatuule tsoonid Venemaal asuvad peamiselt Põhja-Jäämere rannikul ja saartel Koola poolsaarest Kamtšatkani, Alam- ja Kesk-Volga ning Doni aladel, Kaspia mere rannikul, Ohotski, Barentsi, Läänemere, Musta ja Musta mere rannikul. Aasovi mered. Eraldi tuuletsoonid asuvad Karjalas, Altais, Tuvas ja Baikali järves.

Maksimaalne keskmine tuulekiirus neis piirkondades toimub sügis-talvisel perioodil - kõige suurema elektri- ja soojusnõudluse perioodil. Umbes 30% tuuleenergia majanduslikust potentsiaalist on koondunud Kaug-Itta, 14% Põhja majandusregiooni, umbes 16% Lääne- ja Ida-Siberisse.

Tuuleelektrijaamade installeeritud koguvõimsus 2009. aastal on riigis 17-18 MW.

Tuult kui ammendamatut keskkonnasõbraliku energiaallikat kasutatakse üha enam ja see pälvib üha enam avalikkuse poolehoidu.
Tuuleenergia kasutamine pärineb iidsest Babülonist (soode kuivendamine), Egiptusest (vilja jahvatamine), Hiinast ja Mandžuuriast (riisipõldudelt vee pumpamine). Euroopas ilmus see tehnoloogia 12. sajandil, kuid kaasaegseid tehnoloogiaid hakati kasutama alles 20. sajandil.
Tuuleelektrijaamad võivad töötada piirkondades, kus tuule kiirus on üle 4,5 m/s. Need võivad töötada koos olemasolevate elektrijaamade võrguga või olla eraldiseisvad süsteemid. Tekivad ka nn tuulepargid - jõuallikad, millel on kogu süsteemile ühine teatud arv seadmeid. Suurim kogus tuuleenergiat toodetakse praegu Ameerika Ühendriikides ning Euroopas Taanis, Saksamaal, Suurbritannias ja Hollandis. Saksamaal on maailma võimsaim elektrijaam – 3 MW. Aeolus II tegutseb Wilhelmshaveni tuulepargis ja toodab aastas 7 miljonit kWh energiat, varustades sellega umbes 2 tuhat majapidamist. Maailmas on juba üle 20 tuhande tuuleelektrijaama.
Hoolimata masstoodangust on kaasaegse tuulepargi rajamise hind kõrge. Siiski tuleb märkida, et selle toimimise maksumus on tühine. Keskkonna- ja majanduskasu sõltub õigest asukohast. See nõuab nii tehniliste, keskkonna- kui ka finantsaspektide üksikasjalikku ja põhjalikku analüüsi. Tuuleenergia vastab kõikidele tingimustele, mis on vajalikud keskkonnasõbralikuks energiatootmisviisiks liigitamiseks. Selle peamised eelised on järgmised:
1. Ei saasta – tuulest energia tootmine ei too kaasa kahjulike ainete sattumist atmosfääri ega jäätmete teket.
2. Taastuvate ammendamatute energiaallikate kasutamine, säästes kütusekulu, selle tootmis- ja transpordiprotsessis.
3. Vahetus läheduses asuvat ala saab täielikult kasutada põllumajanduslikuks otstarbeks.
4. Stabiilsed kulud saadud energiaühiku kohta, samuti suurenenud majanduslik konkurentsivõime võrreldes traditsiooniliste energiaallikatega.
5. Minimaalsed kaod energia ülekandel - tuuleelektrijaama saab ehitada nii otse tarbija juurde kui ka kaugematesse kohtadesse, mis traditsioonilise energia puhul nõuavad spetsiaalseid võrguühendusi.
6. Lihtne hooldus, kiire paigaldus, madalad hooldus- ja kasutuskulud.

Tuuleenergia vastased leiavad selles ka miinuseid. Enamikku seda tüüpi energia kasutamise võimalikest takistustest reklaamitakse üle kui puudusi, mis muudavad selle arendamise võimatuks. Võrreldes traditsiooniliste energiaallikate tekitatud kahjuga on need tähtsusetud:
1. Suured investeerimiskulud – need kipuvad vähenema tänu uutele arendustele ja tehnoloogiatele. Samuti väheneb pidevalt tuuleenergia hind.
2. Võimsuse muutlikkus ajas - elektri tootmine sõltub kahjuks tuule tugevusest, mida inimene ise mõjutada ei saa.
3. Müra – uusimate diagnostikaseadmetega tehtud mürauuringud ei kinnita tuulikute negatiivset mõju. Isegi 30-40 m kaugusel tööjaamast ulatub müra taustmüra tasemeni ehk elupaiga tasemeni.
4. Oht lindudele – hiljutiste uuringute kohaselt ei ole tuuleturbiini laba lindudega kokkupõrke tõenäosus suurem kui linnu põrkumise korral traditsioonilise energia kõrgepingeliinidega.
5. Televisioonisignaali vastuvõtu moonutamise võimalus on ebaoluline.
6. Muutused maastikul.
Vaatamata kõigile eelistele oli tuulikutel tõsiseid puudusi. Nende töö mõju sõltus ilmastikuoludest, mistõttu tuulevaiksetel ja väga tugeva tuulega päevadel tuulikud töötada ei saanud. Kuid meil on, on ja vajame igasugust energiat. Sõna “energia” ise tuleneb kreeka sõnast energia ja tähendab tegevust, tegevust. Selle kasutamine võib olla mitmekesine. Kõige enam vajame seda tööstuslikus tootmises, küttes, transpordis ja valgustuses. Alguses tarniti seda meile keskkonnast (loodusressurssidest), näiteks pruunsöest, puidust või naftast. Tänapäeval on raske ette kujutada elu ilma elektrita. Me vajame elektrit nagu vett ja õhku.

Veski koos statiiviga

Tuuleveskeid kasutati Pärsias teravilja jahvatamiseks juba 200 eKr. e. Seda tüüpi veskid olid levinud islamimaailmas ja ristisõdijad tõid need Euroopasse 13. sajandil.

“Estakaatidel olevad veskid, nn saksa veskid, tekkisid kuni 16. sajandi keskpaigani. ainsad teadaolevad. Tugevad tormid võivad sellise veski koos raamiga ümber lükata. 16. sajandi keskel leidis üks flaamid võimaluse muuta see veski ümberminek võimatuks. Veskis tegi ta liigutatavaks ainult katuse ja selleks, et tuules tiibu pöörata, oli vaja keerata ainult katus, veskihoone ise aga oli kindlalt maa külge kinnitatud.(K. Marx. “Masinad: loodusjõudude rakendamine ja teadus”).

Pukkveski kaal oli piiratud, kuna seda tuli käsitsi treida. Seetõttu oli selle tootlikkus piiratud. Täiustatud veskid nimetati telk.

Kaasaegsed tuuleenergiast elektri tootmise meetodid

Tuulegeneraatorite võimsused ja nende suurused
Parameeter	1 MW	2 MW	2,3 MW
Masti kõrgus	50 m - 60 m	80 m	80 m
Tera pikkus	26 m	37 m	40 m
Rootori läbimõõt	54 m	76 m	82,4 m
Rootori kaal teljel	25 t	52 t	52 t
Masinaruumi kogumass	40 t	82 t	82,5 t
Allikas: Olemasolevate tuulegeneraatorite parameetrid. Pori, Soome

Maailmas levinuim disain on kolme labaga ja horisontaalse pöörlemisteljega tuulegeneraatori konstruktsioon, kuigi kohati leidub ka kahelabalisi. Vertikaalse pöörlemisteljega tuulegeneraatorid, nn, on tunnistatud madala tuulekiirusega piirkondade kõige tõhusamaks konstruktsiooniks. pöörlev või karusselltüüp. Nüüd läheb üha enam tootjaid selliste seadmete tootmisele, kuna mitte kõik tarbijad ei ela rannikul ja mandrituulte kiirus jääb tavaliselt vahemikku 3–12 m/s. Selles tuulerežiimis on vertikaalse paigalduse efektiivsus palju suurem. Väärib märkimist, et vertikaalsetel tuulegeneraatoritel on veel mitmeid olulisi eeliseid: need on praktiliselt vaiksed ega vaja üldse hooldust ning nende kasutusiga on üle 20 aasta. Viimastel aastatel välja töötatud pidurisüsteemid tagavad stabiilse töö ka perioodiliste kuni 60 m/s ulatuvate tuisupuhangutega.

Rannikualasid peetakse tuuleenergia tootmiseks kõige lootustandvamaks kohaks. Kuid investeeringu maksumus võrreldes maaga on 1,5–2 korda kõrgem. Meres, 10-12 km kaugusel rannikust (ja mõnikord ka kaugemal), rajatakse avamere tuuleparke. Tuulikute tornid paigaldatakse kuni 30 meetri sügavusele löödud vaiadest vundamentidele.

Kasutada võib ka teist tüüpi veealuseid vundamente, aga ka ujuvvundamente. Esimese ujuva tuuleturbiini prototüübi ehitas H Technologies BV 2007. aasta detsembris. 80 kW tuulegeneraator on paigaldatud ujuvplatvormile 10,6 meremiili kaugusel Lõuna-Itaalia rannikust 108 meetri sügavusele merealale.

5. juunil 2009 teatasid Siemens AG ja Norra Statoil maailma esimese kommertskasutuses oleva 2,3 MW võimsusega ujuva tuuleturbiini paigaldamisest, mida toodab Siemens Renewable Energy.

Tuuleenergia statistika

2012. aasta juuni seisuga oli kõigi maailma tuulegeneraatorite installeeritud võimsus kokku 254 GW. Maailma kõigi tuulegeneraatorite koguvõimsuse keskmine kasv alates 2009. aastast on 38-40 gigavatti aastas ning selle põhjuseks on USA, India, Hiina ja Saksamaa tuuleenergeetika kiire areng. Hinnanguline tuuleenergia võimsus 2012. aasta lõpuks läheneb Maailma Tuuleenergia Assotsiatsiooni andmetel 273 GW-le.

2010. aastal oli 44% paigaldatud tuuleelektrijaamadest koondunud Euroopasse, 31% Aasiasse ja 22% Põhja-Ameerikasse.

Tabel: Paigaldatud koguvõimsused, MW, riikide kaupa, 2005-2011 Andmed Euroopa Tuuleenergia Assotsiatsioonilt ja GWECilt.

Riik	2005, MW.	2006, MW.	2007, MW.	2008 MW.	2009 MW.	2010 MW.	2011 MW.
Hiina	1260	2405	6050	12210	25104	41800	62733
USA	9149	11603	16818	25170	35159	40200	46919
Saksamaa	18428	20622	22247	23903	25777	27214	29060
Hispaania	10028	11615	15145	16754	19149	20676	21674
India	4430	6270	7580	9645	10833	13064	16084
Prantsusmaa	757	1567	2454	3404	4492	5660	6800
Itaalia	1718	2123	2726	3736	4850	5797	6737
Suurbritannia	1353	1962	2389	3241	4051	5203	6540
Kanada	683	1451	1846	2369	3319	4008	5265
Portugal	1022	1716	2150	2862	3535	3702	4083
Taani	3122	3136	3125	3180	3482	3752	3871
Rootsi	510	571	788	1021	1560	2163	2907
Jaapan	1040	1394	1538	1880	2056	2304	2501
Holland	1224	1558	1746	2225	2229	2237	2328
Austraalia	579	817	817,3	1306	1668	2020	2224
Türkiye	20,1	50	146	433	801	1329	1799
Iirimaa	496	746	805	1002	1260	1748	1631
Kreeka	573	746	871	985	1087	1208	1629
Poola	73	153	276	472	725	1107	1616
Brasiilia	29	237	247,1	341	606	932	1509
Austria	819	965	982	995	995	1011	1084
Belgia	167,4	194	287	384	563	911	1078
Bulgaaria	14	36	70	120	177	375	612
Norra	270	325	333	428	431	441	520
Ungari	17,5	61	65	127	201	329	329
tšehhi	29,5	54	116	150	192	215	217
Soome	82	86	110	140	146	197	197
Eesti	33	32	58	78	142	149	184
Leedu	7	48	50	54	91	154	179
Ukraina	77,3	86	89	90	94	87	151
Venemaa	14	15,5	16,5	16,5	14	15,4

Tabel: Paigaldatud koguvõimsused, MW WWEA järgi.

1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011
7475	9663	13696	18039	24320	31164	39290	47686	59004	73904	93849	120791	157000	196630	237227

Samas oli Euroopa Tuuleenergia Assotsiatsiooni andmetel Venemaal 2010. aastal kogu toodetud tuuleenergia võimsus 9 MW, mis vastab ligikaudu Vietnami (31 MW), Uruguay (30,5 MW), Jamaica (29,7 MW) näitajatele. ), Guadeloupe (20,5 MW), Colombia (20 MW), Guyana (13,5 MW) ja Kuuba (11,7 MW).

2011. aastal saadi 28% Taani elektrist tuuleenergiast.

2009. aastal tootsid Hiina tuulepargid umbes 1,3% kogu riigi elektritoodangust. Hiinas kehtib taastuvate energiaallikate seadus alates 2006. aastast. Eeldatakse, et aastaks 2020 ulatub tuuleenergia võimsus 80-100 GW-ni.

Portugal ja Hispaania tootsid 2007. aastal mõnel päeval umbes 20% oma elektrist tuuleenergiast. 22. märtsil 2008 toodeti Hispaanias tuuleenergiast 40,8% kogu riigi elektrienergiast.

Tuuleenergia Venemaal

Venemaa tuuleenergia tehniline potentsiaal on hinnanguliselt üle 50 000 miljardit kWh/aasta. Majanduslik potentsiaal on ligikaudu 260 miljardit kWh aastas ehk umbes 30 protsenti kõigi Venemaa elektrijaamade elektritoodangust.

Energiatuule tsoonid Venemaal asuvad peamiselt Põhja-Jäämere rannikul ja saartel Koola poolsaarest Kamtšatkani, Alam- ja Kesk-Volga ning Doni piirkondades, Kaspia, Ohhoota, Barentsi, Läänemere, Musta ja Musta mere rannikul. Aasovi mered. Eraldi tuuletsoonid asuvad Karjalas, Altais, Tuvas ja Baikali järves.

Maksimaalne keskmine tuulekiirus neis piirkondades toimub sügis-talvisel perioodil - kõige suurema elektri- ja soojusnõudluse perioodil. Umbes 30% tuuleenergia majanduslikust potentsiaalist on koondunud Kaug-Itta, 14% Põhja majandusregiooni, umbes 16% Lääne- ja Ida-Siberisse.

Tuuleelektrijaamade installeeritud koguvõimsus 2009. aastal on riigis 17-18 MW.

Venemaa suurim tuuleelektrijaam (5,1 MW) asub Kaliningradi oblastis Zelenogradi rajooni Kulikovo küla lähedal. Zelenogradi tuuleturbiin koosneb 21 Taani ettevõtte SEAS Energi Service A.S. seadmest.

Erinevates arenguetappides on projektid Leningradi tuulepargi 75 MW Leningradi oblasti, Yeiski tuulepargi 72 MW Krasnodari oblasti, Kaliningradi meretuulepargi 50 MW, Morskaja tuulepargi 30 MW Karjala, Primorski tuulepargi 30 MW Primorski oblasti, Magadani tuulepargi park 30 MW Magadani piirkond, Chuy tuulepark 24 MW Altai Vabariik, Ust-Kamtšatskaja tuulepark 16 MW Kamtšatka piirkond, Novikovskaja tuulepark 10 MW Komi Vabariik, Dagestani tuulepark 6 MW Dagestan, Anapa tuulepark 5 MW Krasnodari piirkond, Novorossiiski tuul farm 5 MW Krasnodari piirkond ja Valaam tuulepark 4 MW Karjala.

NSV Liidus valmistatud tuulepump "Romashka".

Aasovi mere alade potentsiaali realiseerimise näitena võib välja tuua 2010. aastal tegutsenud Novoazovi tuulepargi võimsusega 21,8 MW, mis on paigaldatud Taganrogi lahe Ukraina rannikule.

Tuuleelektrijaamu on üritatud seeriaviisiliselt toota üksiktarbijatele, näiteks veetõsteseadet Romashka.

Viimastel aastatel on võimsuse kasv toimunud peamiselt väikese võimsusega individuaalelektrisüsteemide tõttu, mille müügimaht on 250 tuuleelektrijaama (võimsusega 1 kW kuni 5 kW).

Väljavaated

Tuuleenergia varud on enam kui sada korda suuremad kui kõigi planeedi jõgede hüdroenergia varud.

2008. aastal seadis Euroopa Liit eesmärgiks: aastaks 2010 paigaldada tuulegeneraatorid võimsusega 40 tuhat MW ja aastaks 2020 - 180 tuhat MW. Euroopa Liidu plaanide kohaselt on tuuleelektrijaamades toodetud elektrienergia kogumaht 494,7 TWh. .

Venezuela plaanib alates 2010. aastast viie aasta jooksul ehitada 1500 MW tuuleelektrijaamu. .

Prantsusmaa plaanib 2020. aastaks ehitada 25 000 MW tuuleelektrijaamu, millest 6000 MW on avamerel.

Tuuleenergia ökonoomika

Tuuleturbiinide labad ehitusplatsil.

Põhilise osa tuuleenergia maksumusest määravad tuuliku konstruktsioonide rajamise algkulud (1 kW paigaldatud tuuleenergia võimsuse maksumus ~1000$).

Kütusekulu

Tuulegeneraatorid ei tarbi töötamise ajal fossiilkütuseid. 1 MW tuulegeneraatori kasutamine 20 aasta jooksul võib säästa ligikaudu 29 tuhat tonni kivisütt või 92 tuhat barrelit naftat.

Elektrikulu

Tuulegeneraatorite toodetud elektri maksumus sõltub tuule kiirusest.

Võrdluseks: USA kivisöeelektrijaamades toodetud elektri maksumus on 4,5 - 6 senti/kWh. Keskmine elektrikulu Hiinas on 4 senti/kWh.

Kui paigaldatud tuuletootmisvõimsus kahekordistub, langeb toodetud elektri maksumus 15%. Eeldatavasti langeb aasta lõpuks kulu veelgi 35-40% 80ndate alguses oli USA-s tuuleelektri maksumus 0,38 dollarit.

Globaalse tuuleenergia nõukogu hinnangul vähendab ülemaailmne tuuleenergia aastaks 2050 CO 2 heitkoguseid 1,5 miljardi tonni võrra.

Mõju kliimale

Tuulegeneraatorid eemaldavad osa liikuvate õhumasside kineetilisest energiast, mis viib nende liikumiskiiruse vähenemiseni. Tuuleturbiinide massilise kasutamise korral (näiteks Euroopas) võib see aeglustumine teoreetiliselt avaldada märgatavat mõju piirkonna kohalikele (ja isegi globaalsetele) kliimatingimustele. Eelkõige võib keskmise tuulekiiruse vähenemine muuta piirkonna kliima veidi kontinentaalsemaks, kuna aeglaselt liikuvatel õhumassidel on suvel aega rohkem soojeneda ja talvel jahtuda. Samuti võib tuulest energia ammutamine kaasa aidata külgneva territooriumi niiskusrežiimi muutumisele. Teadlased aga alles alustavad selle valdkonna uuringuid, neid aspekte analüüsivad teadustööd ei mõõda laiaulatusliku tuuleenergia mõju kliimale, kuid lubavad järeldada, et see ei pruugi olla nii tühine, kui seni arvati.

Linna ventilatsioon

Kaasaegsetes linnades eraldub suur hulk kahjulikke aineid, sealhulgas tööstusettevõtetest ja autodest. Linnade loomulik ventilatsioon toimub tuule abil. Samas võib ülalkirjeldatud tuulekiiruse vähenemine tuulikute massilise kasutamise tõttu vähendada ka linnade ventilatsiooni. See võib põhjustada eriti ebameeldivaid tagajärgi suurlinnades: sudu, kahjulike ainete kontsentratsiooni suurenemine õhus ja sellest tulenevalt elanikkonna suurenenud haigestumus. Sellega seoses on tuuleturbiinide paigaldamine suurte linnade lähedale ebasoovitav.

Müra

Tuuleelektrijaamad tekitavad kahte tüüpi müra:

• mehaaniline müra - mehaaniliste ja elektriliste komponentide tööst tulenev müra (kaasaegsete tuuleturbiinide puhul see praktiliselt puudub, kuid vanemate mudelite tuuleturbiinides on see märkimisväärne)
• aerodünaamiline müra - tuulevoolu ja paigaldise labade koostoimest tulenev müra (suurneb, kui tera möödub tuuleturbiini tornist)

Praegu kasutatakse tuulikute mürataseme määramisel ainult arvutusmeetodeid. Mürataseme otsemõõtmise meetod ei anna teavet tuuliku mürataseme kohta, kuna tuuliku müra efektiivne eraldamine tuulemürast on hetkel võimatu.

Tuulegeneraatori vahetus läheduses tuuleratta teljel võib piisavalt suure tuuliku müratase ületada 100 dB.

Selliste projekteerimisvigade näide on Groviani tuulegeneraator. Kõrge mürataseme tõttu töötas paigaldus ca 100 tundi ja see demonteeriti.

Reeglina asuvad elamud tuulegeneraatoritest vähemalt 300 m kaugusel. Sellel kaugusel ei saa tuuliku panust infrahelivõnkudesse enam eraldada taustvõnkumisest.

Tera jäätumine

Kui tuulikuid kasutatakse talvel kõrge õhuniiskusega, võib labadele koguneda jää. Tuuleturbiini käivitamisel võib jää lennata märkimisväärse vahemaa tagant. Üldjuhul piirkondades, kus labade jäätumine on võimalik, paigaldatakse hoiatussildid tuulikust 150 m kaugusele.

Lisaks märgiti labade kerge jäätumise korral profiili aerodünaamiliste omaduste paranemise juhtumeid.

Visuaalne mõju

Tuuleturbiinide visuaalne mõju on subjektiivne tegur. Tuulikute esteetilise välimuse parandamiseks kasutavad paljud suured ettevõtted professionaalseid disainereid. Maastikuarhitektid on kaasatud uute projektide visuaalsesse põhjendamisse.

Taani ettevõtte AKF hinnangul on tuuleturbiinide müra ja visuaalsete mõjude maksumus väiksem kui 0,0012 eurot kWh kohta. Ülevaade põhines intervjuudel 342 tuuleparkide läheduses elava inimesega. Elanike käest küsiti, kui palju nad maksavad tuuleturbiinidest vabanemise eest.

Maakasutus

Turbiinid hõivavad vaid 1% kogu tuulepargi pindalast. 99% talu pindalast on võimalik tegeleda põllumajanduse või muu tegevusega, mis juhtub sellistes tihedalt asustatud riikides nagu Taani, Holland, Saksamaa. Umbes 10-meetrise läbimõõduga tuuliku vundament on tavaliselt täielikult maa all, võimaldades põllumajanduslikku kasutust laiendada peaaegu torni põhjani. Maa renditakse välja, mis võimaldab põllumeestel saada lisatulu. USA-s on ühe turbiini maa rentimise maksumus 3000–5000 dollarit aastas.

Tabel: maa-ala erinõue 1 miljoni kWh elektri tootmiseks

Loomade ja lindude kahjustused

Tabel: Loomade ja lindude kahjustused. AWEA andmed .

Tuuleparkide läheduses elavad nahkhiirte populatsioonid on suurusjärgu võrra haavatavamad kui linnupopulatsioonid. Tuulegeneraatori labade otste lähedusse tekib madalrõhuala, kuhu sattunud imetaja saab barotrauma. Rohkem kui 90% tuuleveskite lähedusest leitud nahkhiirtel on sisemise hemorraagia tunnused. Teadlaste sõnul on lindudel erinev kopsuehitus ja seetõttu on nad vähem vastuvõtlikud äkilistele rõhumuutustele ning kannatavad ainult otsese kokkupõrkes tuuleveski labadega.

Veevarude kasutamine

Erinevalt traditsioonilistest soojuselektrijaamadest ei kasuta tuuleelektrijaamad vett, mis võib oluliselt vähendada veeressursside koormust.

Raadiohäired

Tuuleturbiini metallkonstruktsioonid, eriti labades, võivad raadiovastuvõttu oluliselt häirida. Mida suurem on tuuleturbiin, seda rohkem häireid see võib tekitada. Mõnel juhul on probleemi lahendamiseks vaja paigaldada täiendavaid repiitereid.

Vaata ka

Allikad

1. Ülemaailmne tuuleseadmete buum, 2009. aastal 31%.
2. Maailma tuuleenergia aruanne 2010 (PDF). Arhiveeritud
3. Tuuleenergia kasv 2008. aastal ületab 10 aasta keskmist kasvumäära. Worldwatch.org. Arhiveeritud originaalist 26. augustil 2011.
4. Taastuvad energiaallikad. airgrid.com. Arhiveeritud originaalist 26. augustil 2011.
5. "Tuuleenergia värskendus" (PDF). Tuuletehnika: 191–200.
6. Tuuleenergia tootmise mõju Iirimaal tavapäraste elektrijaamade tööle ja majanduslikud tagajärjed. eirgrid.com (veebruar 2004). Arhiveeritud originaalist 26. augustil 2011. Vaadatud 22. novembril 2010.
7. "Suure tuuleenergiaga elektrisüsteemide projekteerimine ja käitamine", IEA tuuleenergia kokkuvõte (PDF). Arhiveeritud originaalist 26. augustil 2011.
8. Claverton-Energy.com (28. august 2009). Arhiveeritud originaalist 26. augustil 2011. Vaadatud 29. augustil 2010.
9. Alan Wyatt, Electric Power: Challenges and Choices, (1986), Book Press Ltd., Toronto, ISBN 0-920650-00-7,
10. http://www.tuuliatlas.fi/tuulisuus/tuulisuus_4.html Piirikiht atmosfääris
11. http://www.tuuliatlas.fi/tuulivoima/index.html Generaatorite suurused aastate lõikes
12. http://www.hyotytuuli.fi/index.php?page=617d54bf53ca71f7983067d430c49b7 Olemasolevate tuulegeneraatorite parameetrid. Pori, Soome
13. Clipper Windpower kuulutab avamere tuulelabade tehase murranguliseks
14. Edward Milford BTM tuuleturu aruanne 20. juuli 2010
15. Jorn Madslien. Käivitatud ujuv tuuleturbiin, BBC UUDISED, London: BBC, lk 5. juuni 2009. Vaadatud 23. detsember 2012.
16. Aastane installeeritud globaalne võimsus 1996-2011
17. Poolaasta aruanne 2012
18. USA ja Hiina võistlevad ülemaailmse tuuletööstuse tippu
19. http://www.gwec.net/fileadmin/documents/PressReleases/PR_2010/Annex%20stats%20PR%202009.pdf
20. "Tuul võimuses. 2011. aasta Euroopa statistika »
21. "Globaalne tuulestatistika 2011"
22. Die Energiewende Saksamaal
23. Taani turg
24. BIKI, 25.07.2009, "Hiina tuuleenergiaseadmete turul"
25. Tuuleenergia – puhas ja töökindel
26. Hispaania saab rekordilise osa elektrist tuulest
27. Tuuleenergia kasutamine NSV Liidus \\ Burjat-Mongolskaja Pravda. Nr 109 (782) 18. mai 1926. a. lk 7
28. Energiaportaal. Energia tootmise, säilitamise ja töötlemise küsimused
29. http://www.riarealty.ru/ru/article/34636.html RusHydro teeb kindlaks paljutõotavad kohad tuuleelektrijaamade ehitamiseks Vene Föderatsioonis
30. =1&cHash=EL ületab 2020. aastaks taastuvenergia eesmärki 20 protsenti] (inglise) . Vaadatud 21. jaanuaril 2011.
31. Taani eesmärk on saada 50% kogu elektrienergiast tuuleenergiast
32. EWEA: 2020. aastaks Euroopas võimalik 180 GW tuuleenergiat | Taastuvenergia maailm
33. Lema, Adrian ja Kristian Ruby, „Killustatud autoritaarsuse ja poliitika koordineerimise vahel: Hiina tuuleenergia turu loomine”, Energy Policy, Vol. 35, 7. väljaanne, juuli 2007
34. Hiina Galloping Wind Market (inglise keeles). Vaadatud 21. jaanuaril 2011.
35. India lisab 2012. aastaks 6000 MW tuuleenergiat. Arhiveeritud originaalist 26. augustil 2011. Vaadatud 21. jaanuaril 2011.
36. Venezuela, Dominikaani Vabariik Step in Wind 9. september 2010
37. John Blau Prantsusmaa võiks olla järgmine avamere tuuleelektrijaam 26. jaanuaril 2011
38. Ameerika tuuleenergia assotsiatsioon. Tuuleenergia ökonoomika
39. Tuuleenergia ja elusloodus: kolm C-d
40. Tuuleenergia võib 2020. aastaks vähendada CO2 heitkoguseid 10 miljardi tonni võrra
41. D.W.Keith, J.F.DeCarolis, D.C.Denkenberger, D.H.Lenschow, S.L.Malyshev, S.Pacala, P.J.Rasch Suuremahulise tuuleenergia mõju globaalsele kliimale (inglise) // Ameerika Ühendriikide riikliku teaduste akadeemia toimetised. - 2004. - V. 46.
42. Dr.Yang (Missouri Lääne osariigi ülikool) Tuuleparkide keskkonnale avaldatava negatiivse mõju kontseptuaalne uuring // Tehnoloogialiidese ajakiri. - 2009. - V. 1.
43. http://www.canwea.ca/images/uploads/File/CanWEA_Wind_Turbine_Sound_Study_-_Final.pdf
44. Tuuleenergia külmas kliimas
45. Tuuleenergia Korduma kippuvad küsimused
46. Tuuleenergia: müüdid versus faktid
47. MEMBRAAN | Maailma uudised | Tuuleturbiinid tapavad nahkhiiri neid puudutamata
48. Vananenud radarid takistavad tuuleenergeetika arengut 06.09.2010