Windy вятърна енергия, науката и живота

Ветровито вятърна енергия

Доктор на физическите и математическите науки Александър Соловьов, Кирил Degtyarev (Research лаборатория за възобновяема енергия, Факултет по география, Московския държавен университет. М. В. Lomonosova).

Вятър е възобновяем или алтернативни енергийни източници. Неговите предимства са очевидни: вятърът духа, винаги и навсякъде, не е необходимо да се "." Общи вятър енергийни резерви в света, се оценяват на 170 трилиона кВтч, или 170 хил. Терават часа (TWh) на година, което е осем пъти сегашната глобална консумацията на енергия. Това е, теоретично, цялата електроенергия в света може да бъде постигнато само за сметка на вятърната енергия. И ако си спомним, че неговата употреба не замърсява атмосферата, хидросферата и почвата, този източник на енергия и всичко изглежда перфектно. Но, уви, всичко си има и обратна страна, и вятърната енергия не е изключение.

Фото Igorya Константинова.

Промишлени вятърен парк, построен през 1931 г. в Крим, е проектиран в Централен аерохидродинамически институт и по това време най-големият в света - неговата мощност е 100 кВт. По време на Втората световна война е бил разрушен.

Темповете на растеж инсталирани вятърни мощности.

Растежът на инсталирана мощност за вятърна енергия в ключови региони. Източник: Global съвет за вятърна енергия.

Височината на някои вятърни турбини в стотици метри. На снимката: монтажа на вятърен парк турбини Bear Mountain (Bear Mountain) в провинция Британска Колумбия в Канада. Една такава вятърна турбина осигурява електричество за 300 домакинства.

Морската вятърна ферма близо до Копенхаген, Дания. Поставянето на вятърни турбини в морето - едно добро решение на проблема с липсата на пространство за изграждане на мощна вятърна енергия. Освен това, благодарение на вятърни турбини на морския бриз работят 97% от времето.

вятърна енергия - има дълга история: на колко години вятърни мелници и ветроходни кораби? Да, и ние започнахме да се изгради вятърен парк в началото на миналия век. Трябва да се отбележи, че един от лидерите в тази област в 1930-1950 година беше на Съветския съюз. Обратно през 1931 г. в Крим, в района на Балаклава, е изготвено специално вятърна електроцентрала, която управлява до 1941. По време на битката за Севастопол е била напълно унищожена. А носещата конструкция на вятърна турбина (мачта), проектирана от Владимира Grigorevicha Shuhova. Вятърни турбини с диаметър на колелото на 30 м и генератор е 100 кВт по време на най-мощните в света. Вятърни генератори в Дания и Германия по това време са имали диаметър колело, до 24 м, а дебелината им не надвишава 50-70 кВт.

През 1950-1955, 9000 вятърни турбини, произведени в една година в Съветския съюз. По време на разработването на девствени земи в електроцентрала първия вятър Казахстан mnogoagregatnaya е построена, тя работи в тандем с дизелов двигател, с общ капацитет от 400 кВт, което става прототип на съвременните европейски вятърни паркове и системи "от вятъра дизелови." Интересен факт е, в автобиографичната трилогия Чукотско писател Юрий Rytkheu на "време снеготопене." В родния си лагер Ulak електрически лампи се появили в края на 1930, благодарение на вятърна турбина, която осигурява електричество и близката полярна станция.

Независимо от това, активното развитие на вятърна енергия в света започна едва през 70-те години на миналия век. Предпоставките за това стават влошените екологични проблеми (замърсяване на въздуха в резултат на работата на топлоелектрически централи, киселинни дъждове, и т.н.), в съчетание с покачването на цените на петрола и желанието да отслаби зависимостта на западните страни от въглеводородни доставки от страни на СССР и Третия свят. Петролната криза от 1973-1974 е дал допълнителен тласък на вятърната енергия и донесе на въпроса за нейното развитие в публичния и политическо ниво.

Такива искания за вятърни турбини са били изслушани, например, в Холандия, където вятърния парк, на общественото мнение, в нарушение на традиционния образ на територията, както и да се поставят хиляди турбини в страна с висока гъстота на населението, според критиците, няма място.

От тогава, общата инсталирана мощност на вятърна енергия в света е нараснал до 60-75 пъти. Имаше огромно строителство повдигнат на височина от няколко стотин метра. Правомощия на вятърни турбини до няколко мегавата, сравними с гигават вятърните паркове с голям обект "традиционния" енергия - топлинна, ядрена и хидроенергетика.

Добре, така че не е евтин

Вятърни е явно изостават атомни електроцентрали и водноелектрическата централа на степента на използване на инсталираната мощност. Ако тя е 84% ядрени, за ВЕЦ - 42%, за вятърните паркове - само 20%, което се дължи на естеството на източника на енергия: вятърът духа с такава сила, че не винаги е така. Това означава, че вятърната енергия е 2-4 пъти по-малко продуктивни в сравнение с конвенционалните видове електроцентрали, и те трябва да бъдат изградени в 2-4 пъти повече за производството на същото количество електроенергия. Това допълнително пространство и материали, и следователно по-голямо увреждане на околната среда (това, което той или лежеше) от гледна точка на киловат на произведена електроенергия.

Според Българската ветроенергийна асоциация индустрия (RVCA), консумацията на метал на съвременната вятърна турбина 3 MW до 350 тона. Ако ТЕЦ в 1 GW изисква пространство на няколко хектара, на вятърен парк на същия капацитет трябва да се вземат в продължение на хиляди хектара. И докато на територията на ветроенергиен парк може да бъде извършена, както и други икономически дейности, а дори и да живее, влиза на имуществените отношения на място - да поиска откуп или голямо парче земя под наем.

Себестойност на 1 киловатчас електроенергия, произведена от вятърна енергия, също в действителност, не е нула. Европейският опит показва, че общият оперативните разходи 0.6-1 евро цент на 1 кВтч, а за машините в експлоатация в продължение на повече от 10 години, увеличението на разходите за 1,5-2 цента за 1 киловатчас. Съответно, това 24-40 и 60-80 цента на 1 кВтч. За сравнение, цената на производството на 1 кВтч на хидро и ядрената енергия - от няколко цента за TPS - сегашното ниво на цените на въглеводороди - около 1 RUR / кВтч ..

Така че какво да кажем за "устойчивост" на някои енергийни източници трябва да кажа, с висока степен на условност. След създаването на електроцентрали, които използват тези източници трябва да прекарват невъзобновяеми материали (като метали), добив и преработка на които не винаги е екологично перфектно.

Що се отнася до развитието на голям мащаб на вятърна енергия, е затруднено главно поради високото съдържание на метал споменато по-горе, сложността на структури мелници в големи области на търсене, ниска производителност и липсата на стабилност. В допълнение, под заплахата може да се окаже такива стимули за вятърна енергия, като изчерпването на въглеводородните ресурси и антропогенно затопляне на климата. Има много данни, които въглеводородни резерви са големи, и ролята на човека в глобалното изменение на климата, както и себе си с изменението на климата - дискусионни въпроси.

Независимо от това, на вятъра, както и други алтернативни източници на енергия от възобновяеми източници остава относително обещаващи. Въпреки това, експертите прогнозират, че през следващите десетилетия ", първата цигулка" в глобалната алтернативна енергия ще започне да играе на слънце, а не вятърна енергия. Предимствата на слънчевата енергия са ясни - това е в дългосрочен план са по-компактни и по-малко консумация на материали на системата, и слънцето - една относително стабилна и предсказуема източник на енергия.

Вятърните мелници - на екологията?

Еколози поставят много жалби за вятърната индустрия. Тя се създава, когато колебанията на шума острие, инфразвук и вибрации са имали негативен ефект върху хората, животните и оборудване. Вятърните мелници не само нарушават обичайните, прекрасни изгледи за очи, огромни въртящи се остриета влияят на човешката психика. В областта на вятърни паркове вече не се установят животни и птици. Има рискове, свързани с отделянето на лопатките и други аварии на големи вятърни. В допълнение, при използване на множество вятърни турбини с големи площи може да намали местната сила и промяна на конфигурацията на вятъра. Допълнителен проблем създава необходимостта от освобождаване от ножовете, които са изчерпали ресурсите си.

Кои от тези недостатъци и рискове са въображаеми и истински, казва двадесет година опит на вятърна енергия в гъсто населени Европа. Така че, не се потвърди страховете, свързани с инфразвук и ножове работят - да говорим за това направи оценка на нивата на шума и смъртност на птици, които показват, че шумът на разстояние 350 метра от вятърния парк е само малко по-висок от фона. Редица птици убити от сблъсък с вятърни турбини в три и половина хиляди пъти по-малко от, например, от среща с котките.

Разбира се, тези оценки има нюанс: много зависи от броя на вятърни паркове. При сегашната стойност на щетите е много минимална, но това, което се случва, ако вятърните турбини ще бъде много по-?

В допълнение, когато се оценява броя на умиращите птици трябва да се разглежда, от какви видове въпрос. Котки нападат врабчов, а в сблъсъци с вятърна енергия в достатъчно голяма надморска височина могат да бъдат убити още редки и ценни видове птици. Ние не трябва да се игнорира нарушението Понтика.

В момента има два основни начина за рециклиране остриета изработени от фибростъкло механични и термични. Първият метод включва механично смилане на гранули и влакна, изграждащи съставния материал острието, което след това се използва като суровина за производството на продукти с ниска степен. Въпреки това, в повечето случаи се развива ресурс турбина е топлинно обработено, т.е. изгарят. Това е ясно на метод "antiekologichny" на разположение, което е още по-абсурдни разглежда на фона на твърдения за "чисти" вятърна енергия. Така изгоряла тегло пепел (част от незапалими неорганични остатъци в общото тегло на материала) от около 60% и получената пепел изисква вкус.

Експерти MUCTR. D. I. Mendeleeva вярват, че за ножове за обработка на по-обещаваща пиролиза (отопление без достъп на кислород при 500 ° С). Полученото вещество (pyrolysate) може да се използва за производство на стъкло пяна и стъклопакет, и газ пиролиза произведени при изгарянето за производство на електроенергия.

В момента общата инсталирана мощност на вятърна енергия в България не надвишава няколко десетки мегавата, докато делът на общото производство на вятърна енергия е незначителен. В същото време изпълнява няколко големи проекта, най-вече в регионите степни на юг и крайбрежните райони. Вероятно, положението на вятърната енергия може значително да се промени през следващите години.

Големи пространства, относително ниска гъстота на населението и икономическите субекти, значително да намали рискът от работата на вятърни турбини в България в сравнение с европейските страни на околната среда. В същото време на дълги разстояния и слабо развита транспортна инфраструктура възпрепятстват развитието на вятърна енергия и да създаде допълнителни трудности в поддържането на вятърни турбини и вятърни паркове.

Това не може да се отхвърли, че страната има най-голям потенциал за вятърна енергия в света - около 40 милиарда киловатчаса електроенергия годишно. Това означава, че работата на големите и най-вече малки вятърни мелници в обширните пространства на българина може да бъде ефективна. Българските северните райони, и по-специално в залива на Об, Кола полуостров, повечето от крайбрежната ивица на Далечния Изток, са сред най-ветровитите райони на класификацията на света. Средната годишна скорост на вятъра на височина от 50-100 м, което прави модерните вятърни генератори, е 11-12 м / сек, което е два пъти повече от така наречените икономически праг на вятъра, свързани с връщането на СЕС.

* Допълнителни преки и непреки разходи, които трябва да поемат държавата, други стопански субекти, хората, дължащи се на дейността на предприятието, като например пречистване на вода и обработка на въздуха и т.н. Разбира се, тези изчисления е малко вероятно да бъде много точна, и има място за спекулации в една или друга посока.