В.И. Трухин, К.В. Показеев, В.Е. Куницын - Общая и экологическая геофизика (1119248), страница 101
Текст из файла (страница 101)
Во вращающемся потоке возрастает скорость потока, набегающего на турбину, по сравнению с прямоточным потоком и как следствие возрастает выходная мощность генератора. Модели таких солнечно-вихревых генераторов были изготовлены и испытаны в РФ. Перспективным направлением развития ветровой энергетики стало создание шельфовых ветровых электростанций. Размещение ветроэнергетических станций на шельфе сразу снимает множество проблем, обусловленных отрицательным воздействием ветровых электростанций на окружающую среду.
Скорость ветрового потока над водой выше, чем над сушей. Такие компании, как «Моге1ехк, «%ев~ав» производят ветровые турбины мощностью до 2,5 МВт для установки на шельфе. Высота башни 616 Гл. Мг. Зкологинеекие проблемы энергеигики такой ветроэнергетической станции составляет около 100 м, диаметр лопастей равен 80 м. Фирмами «Епегсопг, «Аегосйп» разрабатываются проекты электростанций мощностью до 5 МВт. В Германии на шельфе Балтийского моря сооружается ветроэнергетическая станция мощностью 50 МВт. На шельфе Шлезвиг Гзлыптейн (Германия) планируется сооружение ветровой электростанции общей мощностью 300 МВт.
В Дании введено в строй пять шельфовых станции мощностью по 150 МВт каждая. В случае успешной реализации проекта Дания намечает увеличить мощность шельфовых станций до 6000 МВт, на которых будет вырабатываться около 50% электроэнергии, потребляемой в стране. Следует отметить, что ветроэнергетический ресурс стран, расположенных на берегах Северного моря Великобритании, Германии, Нидерландов, Дании и Белыии, в несколько раз превышает их суммарный объем электропотребления. Оригинальную ветроэпергетическую установку, предназначенную для размещения на шельфе, разработали во Владивостоке. В основе установки лежит медленно вращающийся ротор диаметром 300 м. Ротор свободно лежит на воде, по его периметру установлены лопасти, которые преобразуют ветровое давление в крутящий момент.
Зимой, после установки ледового покрытия, ротор просто приподнимается надо льдом. Мощность ветроэнергетической установки составляет 1-20 МВт. Важным преимуществом конструкции является отсутствие быстровращающихся частей, вибраций и инфразвуковых излучений. Поэтому такая установка пе имеет вредных воздействий на окружающую среду. Строительному буму ветроэнергетических станций в Европе, США, странах Азии способствует специальная налоговая политика. Например, в Германии федеральное правительство выплачивает тем, кто вкладывает капитал в ветроэнергетические системы, по 8 пфеннигов за каждый поставленный киловатт-час. В США, Индии были приняты законы о временном освобождении от налогов владельцев ветровых генераторов.
Наряду с экономическими мерами активно используются и административные меры, например, в штате Калифорния с целью уменьшения загрязнений атмосферы предусматривается обязательный переход от газового и электрообогрева на использование солнечных обогревателей. 1Пирокому использованию маломощных ветровых генераторов мешает их относительно низкая надежность, непродолжительный срок службы и более высокая себестоимость электроэнергии по сравнению с традиционными источниками 1л. е1. Эколоеичеекие проблемы онергеглики 517 электроэнергии. Однако себестоимость ветровой электроэнергии примерно в 1,5. 2 раза ниже себестоимости электроэнергии, полученной в фотоэлектрических преобразователях.
Экологические последствия ветровой энергетики Ветровая энергетика не потребляет ископаемое топливо, не использует воду для охлаждения и не вызывает теплового загрязнения водоемов, не загрязняет атмосферу. И тем не менее она оказывает, как выяснилось, отрицательное воздействие на окружающую среду. Ветровые генераторы являются мощными источниками шума. Значительная часть звуковой энергии приходится на инфразвуковой диапазон, для которого характерно отрицательное воздействие на организм человека.
Академик В.В. Шулейкин обратил внимание, что инфразвуковые колебания образуются при обтекании ветровым потоком штормовых волн. Так как скорость распространения инфразвуковых волн больше скорости распространения поверхностных гравитационных волн, а диссипация мала, то инфразвуковые волны приходят из штормовой области в точку наблюдения гораздо раньше, чем ветровые волны. Именно поэтому инфразвуковые волны играют роль предвестника шторма и могут быть использованы для определения области шторма.
Кстати, по предположению некоторых ученых, мощные ипфразвуковые волны, образующиеся во время шторма, могут быть причиной возникновения кораблей- призраков типа еЛетучего голландца». Природными источниками инфрвзвука являются землетрясения, извержения вулканов, раскаты грома, штормы, ветры ~34]. Например, мистраль на юге Франции создает инфразвук с частотой 0,6 Гц. Искусственные источники ипфразвука более разнообразны. Это взрывы, в том числе атомные, выстрелы из тяжелых орудий, вибрация зданий, конструкций, механизмов, вентиляционных систем, двигателей и т. п. Обьгшо искусственные источники имеют ярко выраженные частоты.
Физиологическое действие инфразвука еще полностью не исследовано. Инфразвук оказывает весьма существенное влияние на человека, в частности па его психику. В литературе неоднократно отмечались случаи самоубийств под воздействием мощного источника инфразвука. Хорошо установлено, что его влияние на человека связано с резонансами внутренних органов. Исследователи отмечают три главных резонанса 5, 10 и 15 Гц.
Различные органы имеют собственные резонансные частоты. В области инфрвзвука лежат резонансы органов брюшной полости, !'л. лв Зкологичеекие проблемы эяергегпики поэтому в первую очередь действие инфразвука на человека, связано с нарушением действия желудочно-кишечного тракта" появляются тошнота, головокружение, чувство страха, ужаса. Поскольку длины волн инфразвука значительно болыпе размеров человека, то он подвергается его воздействию синфазно. Это существенно для всех воздушных пузырьков и включений в теле человека, например, в среднем ухе, в легких.
В случае резонансов воздействие инфразвука может приводить к большим периодическим смещениям органов и тканей. При больших интенсивностях (свыше 170 дБ) инфразвук может приводить к разрывам и кровотечениям. Отмечается некоторое подобие действия инфразвука и алкоголя. Основной особенностью воздействия инфразвука на человека является то, что он не воспринимается непосредственно ор1инами чувств.
Из очевидных последствий, обнаруженных на добровольцах, облучавшихся инфразвуком, отметим следующие: — изменение артериального давления и частоты сердечной деятельности; нарушение вестибулярных функций мозга; — нарушение зрения; нарушение работы желудочно-кишечного тракта, тошнота, рвота, — появление чувства страха, ужаса. Так как скорость вращения лопастей ветровых генераторов близка к частоте синхронизации телевидения ряда стран, то работа ветровых генераторов нарушает прием телепередач в радиусе 1 — 2 км от генератора. Ветровые генераторы являются также источниками радиопомех.
Применение лопастей из стекловолокна приводит к значительному уменьшению зоны радиопомех. Вращение лопастей ветровых генераторов губит птиц. Так как обычно ветровые установки располагаются в больших количествах в районах сильнь1х ветров (хребты, морское побережье), то опи могут приводить к нарушению миграции перелетных птиц. Модуляция ветрового потока лопастями создает некоторое подобие регулярных структур в воздухе, которые мешают ориентации насекомых. В Белы ии установили, что это приводит к нарушению устойчивости экосистем полей, расположенных в зоне ветровых установок, в частности наблюдается падение урожайности.
гл. 21. Эколоеинеекие проблемы онергетиики 519 Вращающие лопасти в яркий солнечный день создают сильные блики, которые нарушают не только зрение, но и психическое состояние человека. Наконец, ветровая энергетика требует больших площадей для размещения установок. При близком размещении ветровых энергетических устагпток имеет место их взаимовлияние, приводящее к снижению мощности.
Считается, что расстояние между отдельными установками должно быть не менее 10 — 20 диаметров ветрового колеса. Поэтому системы ветровых установок стараются размещать в безлюдной местности, что в свою очередь удорожает стоимость передачи энергии. В настоящее время в мире начался переход от исследовательских работ в области ветровой энергетики к их широкому внедрению. В 2000 г, суммарная мощность ветроэнергетических станций в мире составила 13 500 МВт.
'Гемпы развития ветровой энергетики в таких странах как США, Германия, Белы ия, Великобритания, Норвегия, имеющих высокий ветроэнергетический потенциал, остаются очень высокими. В РФ в настоящее время действуют: Калмыцкая ветроэнергетическая станция мощностью 1 МВт, Воркутинская мощностью 1,5 МВт (мощность станции в момент пуска всех блоков составит 2,5 МВт), Ростовская ветроэнергетическая станция мощностью 0,6 МВт, Башкирская ветроэнергетическая станция мощностью 2,2 МВт.
Эти станции включены в единую электросеть. Наряду с ними действует ряд ветроэнергетических станций, не включенных в энергосистему страны. Например, в Калининградской области действует одна станция мощностью 600 кВт и две станции по 225 кВт. На острове Беринга эксплуатируется ветровая электростанция мощностью 250 кВт фирмы «М1сопк Геотермальная энергетика Геотермальная энергия это энергия, внутренних областей Земли, запасенная в горячей воде или водяном паре. В 1968 г. на Камчатке в долине реки Паужетка была пущена первая в СССР геотермальная тепловая станция мощностью 11 МВт, станция работает до сих пор и дает самую дешевую электроэнергию на Камчатке.
На Паратунском месторождении (Камчатка) в 1967 г. была создана экспериментальная установка мощностью 750 кВт. На установке исследовался бинарный цикл работы станции. При бинарном цикле турбину вращали пары фреона, который закипал в теплообменнике от теплоносителя с температурой 78'С. В настоящее время в мире более 500 геотермвльных установок работают на основе этого принципа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
