Экологически чистые технологии. Энергия ветра. (Лекция 15)

Экологически чистая («зеленая») технология
метод производства продукции при наиболее рациональном использовании сырья и энергии, который позволяет одновременно снизить объем выбрасываемых в окружающую среду загрязняющих веществ и количество отходов, образующихся при производстве и эксплуатации изготовляемых продуктов.
Они включают в себя как разработку новых технологий, так и улучшение существующих.

– это энергоресурсы постоянно существующих природных процессов на планете, а также энергоресурсы продуктов жизнедеятельности биоценозов растительного и животного происхождения.
Характерные особенности ВИЭ - их неистощаемость, либо способность восстанавливать свой потенциал за короткое время – в пределах срока жизни одного поколения людей.
Возобновляемые источники энергии (ВИЭ)

механическая энергия
(энергия ветра и потоков воды);
тепловая и лучистая энергия (энергия солнечного излучения и тепла Земли);
химическая энергия (энергия, заключенная в биомассе).
Классификация ВИЭ по видам энергии:

Поэтому, энергетические характеристики ветра представляются вероятностным описанием случайного процесса изменения ветроэнергетического потенциала. В качестве временных интервалов стационарности обычно используется час, сутки, сезон, год.
Ветер характеризуется скоростью, являющейся случайной переменной в пространстве и времени.

среднегодовая скорость ветра – средняя скорость ветра за год в конкретной местности, определяемая для заданной высоты над уровнем земной поверхности;
распределение скоростей ветра – функция статистической закономерности частот вариаций скоростей ветра за определенный период времени;
роза скоростей ветра – векторная диаграмма, характеризующая режим ветра в данном пункте, с длинами лучей, расходящихся от центра в разных направлениях относительно стран света, пропорциональными повторяемости скоростей ветра для этих направлений;
роза энергии ветра – векторная диаграмма, характеризующая распределение удельной мощности ветра по направлениям за определенный период времени, с длинами лучей, расходящихся от центра в разных направлениях относительно стран света, пропорциональными удельной мощности ветра.
Характеристики ветра:

— отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования
в народном
хозяйстве.
Ветроэнергетика

– система, состоящая из ветродвигателя, системы передачи мощности и приводимой ими в движение машины (электромашинного генератора, насоса, компрессора и т. п.).
Основные характеристики ветроагрегатов:
производительность ВА – зависимость объема продукции, производимого ВА за единицу времени средней скорости ветра;
установленная мощность ВА – паспортная мощность машины на выходном валу ВА;
номинальная мощность ВА – максимальное значение выходной мощности, на которую рассчитан в длительном режиме работы;
общий коэффициент полезного действия ВА – отношение производимой ВА полезной энергии к полной энергии ветра, проходящей через ометаемую площадь ветроколеса;
минимальная рабочая скорость ветра – минимальная скорость ветра, при которой обеспечивается вращение ВА с номинальной частотой вращения с нулевой производительностью (холостой ход).
Ветроагрегат

1) строительство (загрязнение атмосферы, водных объектов и почвы, размещение отходов, отторжение сельскохозяйственных и лесных земель, нанесение вреда растительному и животному миру.)
2) эксплуатация (шум, вибрации, электромагнитное излучение, оптические эффекты и т.д.)
3)ликвидация
Воздействие ВА на ОПС

Направление альтернативной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии и является «экологически чистой», то есть не производящей вредных отходов во время активной фазы использования
Гелиоэнергетика

, как и ветровая, присутствует в любой точке поверхности Земли.
Приход солнечной радиации к земной поверхности зависит от многих факторов:
1) от широты места;
2) от времени года и суток;
3) от прозрачности атмосферы;
4) от облачности;
5) от характера подстилающей поверхности;
6) от высоты места над уровнем моря;
7) от закрытости горизонта.
Солнечная энергия

- электронный прибор, который преобразует энергию фотонов в электрическую энергию.
КПД фотоэлектрического преобразования. Особенно эффективны солнечные батареи в южных широтах нашей страны.
Фотоэлемент

1. Воссоздаваемость
2. Неисчерпаемость
3. Количество энергии
4. Бесшумность
5. Большая область использования
6. Экономия эксплуатации
7. Повсеместность
8. Экологичность
9. Возможность повышения КПД
Достоинства гелиоэнергетики

1. Большая стоимость получаемой энергии
2. Загрязнение окружающей среды
3. Низкая мощность на квадратный метр
4. Прерывающийся цикл
5. Проблемы аккумулирования энергии
6. Дороговизна используемых элементов
Недостатки гелиоэнергетики