CC BY
7
неприятным экологическим последствиям, так как волны играют важную роль в газообмене атмосферы и океана, в очистке поверхности моря и приводного слоя воздушного потока от загрязнения.
Поэтому волновую энергетику следует рассматривать только как дополнительный к традиционным источник энергии, который может иметь значение только в некоторых районах мира.
Использованные источники:
1. Гафуров Н.М., Хакимуллин Б.Р., Багаутдинов И.З. Основные направления альтернативной энергетики. // Инновационная наука. - 2016. - № 4-3. - С. 7476.
2. Экологические проблемы энергетического обеспечения человечества. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://nuclphys.sinp.msu.ru/ecology/ecol/ecol05.htm.
3. Елистратов В.В. Возобновляемая энергетика. СПб.: Изд-во СПбГПУ, -2011, 239 с.
4. RENEWABLES 2012 Global Status Report. REN21 Renewable Energy Policy Network for the 21st Century. 2012. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.map.ren21.net/GSR/GSR2012.pdf.
5. Энергия океана: волновая электростанция Oceanlinx. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://aenergy.ru/1981.
УДК 620.91
Хакимуллин Б.Р. студент кафедра ПТЭ институт теплоэнергетики Гумеров И.Р. магистрант кафедра ПТЭ институт теплоэнергетики Зайнуллин Р.Р., к.ф.-м.н. старший преподаватель кафедра ПЭС ФГБОУВО «КГЭУ» Россия, г. Казань
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРОВОЙ
ЭНЕРГЕТИКИ
В статье рассматриваются эколого-экономические характеристики ветровой энергетики. Основные технические характеристики ветроэнергоустановок и преимущества использования технологий преобразования ветра.
Ключевые слова: ветроэнергетика, производство электроэнергии, климатические условия, воздействие на экологию.
Hakimullin B.R.
Gumerov I.R.
Zainullin R.R.
EKOLOGO-ECONOMIC CHARACTERISTICS OF WIND POWER
In article ekologo-economic characteristics of wind power are considered. Main technical datas of wind-mill electric generating units and advantage of use of technologies of transformation of wind.
Keywords: wind power, production of electricity, environmental conditions, impact on ecology.
Ветер относят к возобновляемым, или альтернативным, источникам энергии. Общие запасы энергии ветра в мире примерно оцениваются в 170 трлн. кВтч, или 170 тыс. тераватт-часов (ТВтч), в год, что в восемь раз превышает нынешнее мировое потребление электроэнергии [1].
Ветроэнергетика - это не только традиционные ветряки, но и любые технологии преобразования ветра (кинетической энергии воздушных масс) в механическую, тепловую и электрическую энергию.
Чтобы уменьшить отрицательное влияние на природу и использовать возобновляемые источники энергии в разных странах строят ветровые и солнечные электростанции. Среди всех видов альтернативных источников энергии ветроэнергетика занимает ведущее место в сравнении с солнечными батареями по нескольким причинам: стоимость одного ветряка оценивается в 3 раза ниже, чем точно такой же мощности солнечной установки; ветер дует днём и ночью, зимой и летом, в дождь и снег, а солнце светит реже, особенно в северных регионах России; во время затяжных дождей и пасмурной погоды солнечные установки теряют свою мощность в 5-ти кратном размере; КПД солнечных установок с каждым годом эксплуатации уменьшается [2].
Ветровая энергетика не потребляет ископаемое топливо, не использует воду для охлаждения и не вызывает теплового загрязнения водоемов, не загрязняет атмосферу. И, тем не менее, ветровые электрогенераторы имеют широкий спектр отрицательных экологических последствий, выявленных только после того, как в 1970 годы начался период возрождения ветровой энергетики.
Главные недостатки ветровой энергетики - низкая энергетическая плотность, сильная изменчивость в зависимости от погодных условий, ярко выраженная географическая неравномерность распределения ветровой энергии. Обычно рабочий диапазон скоростей ветра крупных ветровых установок составляет от 5 до 15 м/с. При скорости ветра меньшей 5 м/с эффективность работы установки падает, при скоростях ветра больших 15 м/с велика вероятность поломки конструкции, прежде всего лопастей. Размещение генераторов на больших высотах (там, где больше скорость) выдвигает повышенные требования к прочности конструкции высотных мачт, которые должны обеспечивать удержание при мощной ветровой
нагрузке ротора, коробки передач и генератора. Разработка и создание более надежных конструкций значительно удорожает стоимость ветровых установок, хотя себестоимость ветровой электроэнергии примерно в 1,5-2 раза ниже себестоимости электроэнергии, полученной в фотоэлектрических преобразователях [3].
Каждый ветряк высотой 10-20 метров с лопастями длиной около 3 метров может при среднем ветре производить около 1-1,5 кВт электроэнергии. Исходя из аэродинамики работы ветряков и их размеров, расстояние до ближайшего ветряка должно быть около 50 метров. Таким образом, даже если мы поставим ветряки в поле с данной плотностью, то получим около 380 ветряков на один квадратный километр. Это в среднем около 450 кВт выработки электроэнергии в режиме реального времени. То есть, достаточно для проживания 200 человек. Для сравнения, одна средняя тепловая электростанция (ТЭС) занимает так же около 1 квадратного километра и производит 0,8-1,0 миллион киловатт электроэнергии, что в 1700 раз больше. При этом вред экологии на порядки выше и ТЭС необходимо топливо [4].
Еще одной важной проблемой использования ветровых генераторов являются сильные вибрации их несущих частей, которые передаются в грунт. Значительная часть звуковой энергии приходится на инфразвуковой диапазон, для которого характерно отрицательное воздействие на организм человека и многих животных [5].
Ветряные электростанции оптимальны при их небольшом размере и применении на территории крупных, малозаселенных площадей иного назначения. Например, электроснабжения деревоперерабатывающей промышленности, сельского хозяйства, тепличных комплексов, предприятий с большой площадью защитной территории (заводы ферросплавов, алюминиевые заводы, производство соединений тяжелых металлов, урановые рудники и пр.). Ветряные электростанции могут покрыть около 30% потребностей в электроэнергии небольших населенных пунктов, и до 60% потребности в электроэнергии ряда выше указанных предприятий. Неоспоримым преимуществом использования ветряных электростанций является возможность их размещения в непосредственной близости от потребителя (0,5 - 10 км). Это снижает потери на сопротивление и индукцию проводников, как следствие, и вред экологии от электромагнитных полей. Наиболее перспективным является развитие ветроэнергетики на территориях, прилегающих к морским побережьям, что позволит приблизиться по рентабельности к традиционным источникам энергии.
В настоящее время суммарные установленные мощности ветроэнергоустановок в России не превышают нескольких десятков мегаватт, а доля ветроэнергетики в общем объёме производства электроэнергии ничтожна. В то же время реализуются несколько крупных проектов, прежде всего в степных районах юга страны и прибрежных зонах. Вероятно, в ближайшие годы ситуация с ветроэнергетикой может заметно
измениться.
Использованные источники:
1. Ветреная ветряная энергетика. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.nkj.ru/archive/articles/22733/.
2. Гафуров Н.М., Хакимуллин Б.Р., Багаутдинов И.З. Основные направления альтернативной энергетики. // Инновационная наука. - 2016. - № 4-3. - С. 7476.
3. Экологические проблемы энергетического обеспечения человечества. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://nuclphys.sinp.msu.ru/ecology/ecol/ecol05.htm.
4. Экологические проблемы человечества и пути их решения. Часть 2. Энергетика. [Электронный ресурс] / Режим доступа:
http://www.chemfive.ru/news/ehkologicheskie_problemy_chelovechestva_i_puti_ ikh_reshenija_ehnergetika/2014-04-25-266.
5. Калимуллина Д.Д., Гафуров А.М. Влияние альтернативной энергетики на окружающую среду. // Инновационная наука. - 2016. - № 3-3. - С. 97-98.
УДК 62-176.2
Хакимуллин Б.Р. студент кафедра ПТЭ институт теплоэнергетики Гумеров И.Р. магистрант кафедра ПТЭ институт теплоэнергетики Гафуров А.М. инженер I категории УНИР ФГБОУВО «КГЭУ» Россия, г. Казань
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРАДИЕНТ-ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
В статье рассматриваются эколого-экономические характеристики градиент-температурной энергетики. Использование градиента температур морской воды для выработки электроэнергии с помощью энергоустановок на низкокипящих рабочих телах.
Ключевые слова: морская вода, градиент температур, производство электроэнергии, климатические условия.
