Запасы ветровой энергии, по сути дела, безграничны. Дующие над
территорией нашей страны ветры несут энергию, оцениваемую в 10,8 ТВт,
что равно мощности 1800 таких энергетических гигантов, как Красноярская
ГЭС! Эта энергия возобновляема; в отличие от тепловых станций
ветроэнергетика не использует богатства недр, а ведь добыча угля, нефти,
газа связана с огромными затратами труда.
Исследования последних лет доказали: стоимость производства энергии на
ветровых электростанциях ниже, чем на любых других. Если тепловые
станции загрязняют окружающую среду, а плотины ГЭС создают на реках
искусственные моря, нарушая природное равновесие, то ветровые станции
гармонично вписываются в окружающую среду.
Наиболее перспективно создание мощных ветроэнергетических комплексных
систем. Вполне вероятно, что они станут основой энергетики Севера, где
господствуют постоянные ветры и среднегодовая скорость - ветра достигает
6 м/с. Разработан проект уникального комплекса - ветроэнергетической
системы Кольского полуострова, которая протянется на 1100 км. В нем
предусматривается 238 ветроэнергетических групп, каждая из которых будет
состоять из ветроэнергетических агрегатов новой конструкции и иметь
мощность не менее 1000 МВт. Главная особенность новых
ветроэнергетических агрегатов - поворотная башня, несущая сразу 2
ветроколеса с 50-метровым размахом лопастей.
Ветроэнергетическая установка
Обычно рабочим органом ветродвигателя служат лопасти воздушного
винта, который и называют ветроколесом. Теорию его еще в начале XX в.
разработал известный русский ученый Н. Е. Жуковский. Для описания
явлений, связанных с прохождением воздушного потока через колесо, он
применил теорию подъемной силы крыла самолета и определил значение
максимально возможного коэффициента использования энергии ветра
идеальным колесом. КПД оказался равным 59,3%. Современные ветродвигатели
имеют КПД примерно на 15% ниже идеального.
Ветер - стихия весьма капризная: то он дует с одной стороны, то через
некоторое время, - с другой. Чтобы колесо эффективно использовало
энергию воздушного потока, его необходимо каждый раз разворачивать
против ветра. Для этой цели служат специальные устройства - хвостовая
пластина (флюгер) или небольшое ветровое колесо (в и н д-роза).
Ветер редко дует с постоянной скоростью. Изменилась его скорость -
замедлилось или ускорилось вращение колеса и связанного с ним вала,
через который вращение колеса передается электрическому генератору.
Чтобы вал вращался с постоянной частотой, применяют разные
приспособления.
Общая идея регулирования частоты вращения ветроколеса принадлежит
советским изобретателям - инженеру А. Г. Уфимцеву и профессору В. П.
Ветчинкину. Они предложили
лопасти ветроколеса не закреплять неподвижно, а делать их поворотными.
Ветер усилился - лопасти поворачиваются к нему почти ребром, ослабевает
- всей плоскостью. Сейчас ветродвигатели применяют на горных пастбищах и
в пустынях для добычи воды.
