Применение энергии ветра

Исторически использование энергии ветра начиналось с применения ее в механических целях: для передвижения парусных судов, вращения жерновов мельниц, перекачки воды. И в настоящее время эти применения энергии ветра остаются актуальными, и можно ожидать, что в будущем их значение возрастет. Ниже кратко рассмотрены современные способы использования энергии ветра в этих целях, когда энергия сначала преобразуется в электрическую, а затем в механическую.

Морской транспорт

Старые морские суда с прямым парусным вооружением использовали в качестве движущей силы силу сопротивления парусов и были малоэффективны. Современные гоночные яхты, использующие подъемную силу, гораздо более эффективны и могут передвигаться быстрее ветра. Сейчас проектируются большие суда для перевозки грузов с автоматизированным управлением парусами, почти не требующим ручного труда. Такие паруса заменяют главный двигатель судна мощностью в несколько мегаватт. Для передвижения в гавани или вблизи берегов используются ходовые винты, привод которых можно осуществлять от расположенной на судне ветроэлектрической установки. Особенно перспективно устанавливать ВЭУ на паромах, курсирующих на непротяженных линиях.

Мельницы

Традиционные ветряные мельницы (известные как датские мельницы) вытеснены в настоящее время электрическими или им подобными, использующими в качестве привода какой-либо двигатель. Маловероятно, что в будущем вновь появится интерес к принципу действия традиционных ветряных мельниц.

Водяные насосы

Отсутствие проблем при создании необходимых запасов воды позволяет весьма эффективно использовать для ее перекачки водяные насосы, питаемые от такого не очень надежного источника энергии, каким является ветер. Водяные насосы можно устанавливать в емкости для хранения воды или погружать в скважину или водоем. В сельском хозяйстве большинства стран, включая США и Австралию, используются насосы мощностью до 10 кВт. Вода используется в основном для полива и водоснабжения скотных дворов. Для повышения надежности работы насосов используются многолопастные ветро.-колеса с большим геометрическим заполнением, развивающие большой крутящий момент при слабом ветре. Низкая частота вращения не очень подходит для привода центробежного насоса. В этом случае лучше использовать традиционный поршневой насос (помпу). В идеальном случае мощность водяного насоса Р' пропорциональна частоте вращения ветроколеса со, а мощность на валу ветроколеса Р при постоянном коэффициенте быстроходности пропорциональна ω³, поэтому эффективность системы насос - ветроколесо Р'/Р пропорциональна величине 1/ω². Для повышения эффективности этой системы необходимы более совершенные насосы. Как правило, источник воды расположен относительно низко, а скорость ветра с уменьшением высоты падает, поэтому целесообразно устанавливать ВЭУ на возвышенном месте, а электронасос - непосредственно у источника воды.

Производство тепла

Эффективность превращения в тепло механической энергии ветра в процессе ее диссипации составляет 100%. Используемые для этой цели различные турбулизи-рующие ветроустановки производят тепло непосредственно на самой установке, однако такие установки очень шумят и ими трудно управлять. Значительно выгоднее для этих целей использовать тепловые насосы, однако при широком распространении аэрогенераторов наиболее предпочтительным, очевидно, является преобразование в тепло вырабатываемой ими электроэнергии.

Похожие материалы