Ваша собственная энергия  
 
 
 
 
 
ЗАО «НПО "Ветротехника"» выпускает автономные ветроэлектростанции А-ВЭС-ВТ мощностью от 8 до 100 кВт, предназначенные для электроснабжения бытовых и промышленных потребителей.
 
Рубрики и архивы



Отдельная новость
Новость

История ветроэнергетики

Опубликовано 06 Сен 2011 года, в рубрике Без рубрики

История ветроэнергетики начинается с незапамятных времён. Энергия ветра вот уже более 6000 лет надежно и верно служит людям. Первые простейшие ветродвигатели применяли в глубокой древности в Египте и Китае. В Египте (около Александрии) сохранились остатки каменных ветряных мельниц барабанного типа, построенных ещё во II-I вв. до н. э. В 7 в. н. э. персы строили ветряные мельницы уже бо-лее совершенной конструкции - крыльчатые. В древности для получения муки израильтяне, как и другие народы, мололи съедобные зерна «в жерновах». Ветряные мельницы использовались для размола зерна в Персии уже в 200-м году до н. э. Мельницы такого типа были распространены в исламском мире и в 13-м веке принесены в Ев-ропу крестоносцами.
«Мельницы на козлах, так называемые немецкие мельницы, являлись до середины XVI в. единственно известными. Сильные бури могли опрокинуть такую мельницу вместе со стани-ной. В середине XVI столетия один фламандец нашел способ, посредством которого это опро-кидывание мельницы делалось невозможным. В мельнице он ставил подвижной только крышу, и для того, чтобы поворачивать крылья по ветру, необходимо было повернуть лишь крышу, в то время как само здание мельницы было прочно укреплено на земле» (К. Маркс. «Машины: при-менение природных сил и науки»). Масса такой мельницы была ограниченной в связи с тем, что её приходилось поворачи-вать вручную. Поэтому была ограниченной и её производительность. Усовершенствованные мельницы получили название шатровых, где для установки крыльев по ветру поворачивали весь корпус - с помощью далеко выступавшего руля или хвоста.
Начиная с XIII в., ветродвигатели получили широкое распространение в Западной Европе, особенно в Голландии, Дании и Англии, для подъёма воды, размола зерна и приведения в дви-жение различных станков.
В XVI веке в городах Европы начинают строить водона-сосные станции с использованием гидродвигателя и ветряной мельницы. Толедо - 1526 г., Глочестер - 1542 г., Лондон - 1582 г., Париж - 1608 г., и др. В Нидерландах ветряные мельницы от-качивали воду с земель, ограждённых дамбами, а в засушливых областях Европы применялись для орошения полей.
Но какую бы работу ни выполняли при помощи мельницы, была необходима непрерывная подача энергии. А у ветра есть существенный недостаток: он часто меняет направление. Как же добиться того, чтобы крылья мельницы были всегда расположены с учетом направления ветра? И вот приду, или «столбовки». Эти мельницы покоились на столбе, подпертом балками, что позволяло поворачивать весь мельничный амбар, устанавливая крылья против ветра. По понятной причине «столбовки» не могли быть очень большими, и тогда придумали другую конструкцию: неподвижную башню с вращающейся крышей. В мельницах такого типа главный вал выходит из крыши, благодаря чему, куда бы ни дул ветер, ее вместе с крыльями-парусами можно развернуть против ветра. А как мельнику удавалось поворачивать крышу вме-сте с валом, крыльями и тормозным устройством? На фотографии мельницы в испанском горо-де Картахена можно заметить сзади выходящую из крыши балку, которая упирается в землю. Это не опорная балка, как может показаться, а рычаг. Такой рычаг, или «водило», позволял усилиями людей или животных поворачивать лопасти мельницы навстречу ветру.

У других мельниц было что-то наподобие пропеллера — ветряное колесо, установленное на противоположной от крыльев стороне крыши. Такое колесо нужно для того, чтобы крылья-паруса автоматически разворачивались в нужном направлении. Допустим, что крылья мельни-цы, поймав ветер, сильно раскрутились. Но внезапно ветер изменил направление, и крылья сра-зу стали вращаться медленнее. Теперь уже ветряное колесо, установленное под прямым углом к крыльям, ловит ветер и начинает раскручиваться. Оно приводит в движение механизм, который автоматически поворачивает крышу, так что крылья мельницы всегда оказываются против вет-ра. Другая сложность в укрощении ветра состоит в том, что сила ветра постоянно меняется. В древности ветрякам, крылья которых напоминали паруса лодок, было трудно «подстраиваться» под разную скорость ветра. От резкого торможения и вызванного им трения мог вспыхнуть огонь, сильные порывы ветра приводили к большим повреждениям: ломались крылья, отказы-вали тормоза. Эта проблема решилась в 1772 году, когда шотландский изобретатель заменил паруса на автоматически отрывающиеся и закрывающиеся щитики, похожие на жалюзи. Из книги «Ветряные мельницы»: «При сильном порыве ветра давление на щитики превосходит си-лу пружины, и они открываются, давая ветру „дорогу", от чего движение крыльев замедляется. Когда ветер стихает, щитики под действием пружины закрываются, что увеличивает поверх-ность крыльев, которые продолжают вращаться примерно с той же скоростью» («Windmills»). С вращающимися крышами и саморегулирующимися крыльями, мельницы достигли сво-его расцвета к концу XIX века. В то время мельницы в Европе вырабатывали 1 500 мегаватт энергии. Ветряные мельницы, производящие электричество, были изобретены в 19-м веке в Дании. Там в 1890-м году была построена первая ветроэлектростанция, а к 1908-му году насчитыва-лось уже 72 станции мощностью от 5 до 25 кВт. Крупнейшие из них имели высоту башни 24 м и четырехлопастные роторы диаметром 23 м. В России ветряные установки использовались в основном для помола зерна. В начале ХХ века в России насчитывалось около 250 тысяч ветряных мельниц, которые перерабатывали поч-ти половину урожая зерновых. Эти мельницы были сделаны из дерева, диаметр ветроколеса не превышал 12 м. Когда ветра технологических перемен принесли с собой электричество, паровую турбину и двигатель внутреннего сгорания, ветряные мельницы не могли соперничать с мощными и бы-стрыми машинами. Казалось, ветру никогда уже не придется раскручивать мельничные крылья. Однако это был не конец. Ветроэнергетика XIX- XX века В XIX-XX в. научно-технический прогресс, набиравший обороты огромными темпами, в корне изменил технологическую картину мира. Сталь, нефть, газ, новые материалы и возмож-ности отодвинули далеко на задний план достижения сотен лет человеческой цивилизации. Но человечество так активно разрабатывает месторождения нефти, угля и газа, получает так много побочных эффектов от промышленного использования земельных недр, что логика разума и здравого смысла заставила вновь обратиться к энергии ветра. Один из первых экземпляров ветродвигателя с роторами (цилиндрами) на четырех крыль-ях, диаметром 20 м, был установлен в 1926 г. в Берлине на башне высотой 15 м. Его крылья бы-ли сделаны из легкого металла - лоталя. Тогда же предпринимались попытки создать силовые установки на основе ветроагрегата для морских и речных судов. Работы эти, основанные на эффекте Магнуса (при вращении цилиндра в набегающем на него потоке воздуха появляется поперечная сила, действующая на него), со временем были свернуты. В 1980-е годы знамени-тый океанограф Жак-Ив Кусто построил судно, работающий на том же принципе, доказав, как минимум, работоспособность идеи.

В России также заинтересовались возможностью выработки электроэнергии с помощью ветроустановок: в 1918 году ветряками занялся профессор В. Залевский, создавший теорию ветряной мельницы и сформулировавший несколько принципов, которым должна отвечать вет-роустановка. В 1925 году профессор Н. Е. Жуковский разработал теорию ветродвигателя и ор-ганизовал отдел ветряных двигателей в Центральном аэрогидродинамическом институте. Отрасль начала стремительно развиваться, и в 1930-х годах Советский Союз был "впере-ди планеты всей" в использовании энергии ветра. Тогда было освоено производство разнооб-разных ветроустановок мощностью 3-4 киловатта, которые выпускались целыми сериями. В 1931 году в СССР, в районе Балаклавы, заработала крупнейшая на тот момент в мире сетевая ветроэнергетическая установка. Опорная конструкция ветродвигателя (мачта) была построена по проекту В.Т. Шухова. Ветроагрегат с диаметром колеса 30 м и мощностью асинхронного ге-нератора 100 кВт был на то время самым мощным в мире (мощность ветроагрегатов в Дании и Германии была в пределах 50-70 кВт с диаметром колеса до 24 м.). Следом на юге страны были установлены десятки подобных ветрогенераторов. В 1938-м в Крыму развернулось строитель-ство ветроэлектростанции мощностью 5 МВт. В конце 40-х годов в Центральном аэрогидроди-намическом институте (ЦАГИ) и других организациях начались активные разработки ветроус-тановок. С 1950 по 1955 год страна производила до 9 тысяч ветроустановок в год единичной мощностью до 30 кВт. В годы освоения целины в Казахстане была сооружена первая многоаг-регатная ветроэлектростанция, работавшая в паре с дизелем, общей мощностью 400 кВт - про-образ современных европейских ветропарков и систем "ветро-дизель". Однако использование энергии ветра в крупномасштабной энергетике оказалось несвое-временным - нефть оставалась сравнительно дешевой, устойчиво сокращались капитальные вложения в строительство тепловых электростанций, развивалась гидроэнергетика. В 1960-1980-е годы энергетическая отрасль нашей страны была ориентирована на строительство круп-ных ТЭС, ГЭС и АЭС: ветряки не выдержали конкуренции с электроэнергетическими гиганта-ми, объединившимися в единую национальную сеть, и в конце 1960-х годов их серийное произ-водство было закрыто. Но время вносило свои коррективы, и государство снова обратилось в сторону малой ге-нерации. В 1986 году постановлением ЦК КПСС и СМ СССР Госплану СССР и другим мини-стерствам и ведомствам поручалось разработать «Мероприятия по увеличению использования в 1987-1990 годах нетрадиционных источников энергии в народном хозяйстве», в 1987 году была принята Государственная научно-техническая программа «Экологически чистая энергетика». Однако ветроэнергетика осталась вне этих документов. Ее развитие определило постановление Совмина СССР «Об ускоренном развитии ветроэнергетической техники в 1988-1995 годах». По нему предполагалось ввести к 1995 году 57 тысяч ветроустановок (в 1988-1990гг. – 14,3 тысяч). При этом были предусмотрены государственные централизованные капитальные вложения на развитие производственной базы. Однако руководство головной организации «Ветроэн» оказа-лось не готово к масштабной задаче, и задания выполнены не были. Но полностью вопрос с повестки дня не снимался. Минэнерго СССР предполагал постро-ить экспериментальные системные ветростанции общей мощностью 58,5 МВт, в том числе: Ле-нинградскую ВЭС на берегу Финского залива (25 МВт), Джунгарскую ВЭС в Казахстане (15 МВт), Крымскую ВЭС на восточном побережье Крыма (125 Мвт). Несколько позднее возникла идея строительства Калмыцкой ВЭС (22 МВт) в 20 км. от Элисты. Одновременно велись рабо-ты по созданию ветроустановок 16, 30, 60, 100 и 250 кВт. К работам были привлечены МКБ "Радуга" (г. Дубна), НПО "Южное" (г. Днепропетровск), Тушинский машиностроительный за-вод (г. Москва), НПО «Ветроэн» (г. Истра), «Ленподъемтрансмаш» (г. Ленинград), ассоциация «Энергобаланс» (г. Москва). Но политический и экономический кризис 1990-х годов остановил работы на этих объектах. Не менее важной причиной явилось непонимание разработчиками того факта, что, в отличие от ракетной и авиастроительной практики, у них нет возможности и средств на изготовление конструкций, требующих длительной доводки при отсутствии сервис-ного обслуживания. Первые же поломки приводили к длительным простоям что, в свою оче-редь, укрепляло скептическое отношение к ветроэнергетике в целом.

 


Поиск по сайту

Яндекс цитирования.

  Главная   Контакты  
Контакты

Адрес: Казахская ул., д. 43, Волгоград, 400002

Тел.: +7 (8442) 41–81–19,
Тел.: +7 (8442) 41–13–79

Факс: +7 (8442) 41–81–19

E-mail: info@vetrotehnika.ru