1598005370-70491a7283ca3540dddce2de932120e0 (811201), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Однако главный недостаток этого вида энергии каряду с изменчивостью скорости ветра - это низкая интенсивность, что требует значительной территории для размещения ветровой установки. Из проведенных специалистами расчетов следует, что оптимальным для ветрового колеса является диаметр 100 м. При таких геометрических размерах и плотности энергии на единицу плбщадн ветрового колеса 500 Вт/мэ (скорость ветра 9,2 и/с) нз ветрового потока можно получить электрическую мощность, близкую к 1 МВт.
На площади 1 км' можно разместить 2-3 установки указанной мощности с учетом того, что они должны находиться одна от другой на расстоянии, равном трем их высотам„чтобы не мешать друг другу, н не снижать эффективности своей работы. Примем для оценки, что на площади 1 кмз размещено 3 установки, т.е. с 1 км" можно сюпь 3 МВт электрической мощности. Это означает, что для размещения ветровой станции электрической мощноспю 1000 МВт нужна площадь, равная ' 330 кмз.
Если сравнивать ветровые н тепловые электростанции по энерговыработке в течение года, то полученное значение сяешет увеличить не менее чем в 2-3 раза. Для сравнения укажем„чга площадь Кур- 149 ской АЭС мощностью 4000 МВт вместе с вспомогательными сооружениями, водоемом-охладителем и жилым поселком составляет 30 км', т,е. на 1000 МВт электрической мощности приходится 7,5 км'.
Д>угими словами, размер территории ветровой станции в расчете на 1000 МВт на 2 порядка превышает площадь, занимаемую современной АЭС. Приведенная оценка расхода земельных ресурсов для размещения мощной ветровой электростанции, во первых свидетельствует о необходимости тщательного выбора площадки для нее, имея в внлу использование бросовых земель, не пригодных дпя сельскохозяйственного оборота; во-вторых, ставит вопрос о целесообразности сооружения менее мощных ветровых станций для снабжения энергией небольшого района или населенного пункта.
Создание таких электростанций (вместе с аккумулятором энергии) может оказаться полезным для электрообеспечения отдаленных поселков н деревень, а также различных сельскохозяйственных работ. Несмотря на это, отдельные ученые считают, что следует рювивать крупномасштабную ветроэнергетику. Перед войной у нас в стране только в колхозах и совхозах работало более 8000 ветровых установок. В 1930г. на базе отдела ветродвигателей ЦАГИ был создан Центральный ветрознергетический институт, в 1938 г. было организовано конструкторское бюро по ветровым энергетическим установкам. В предвоенные годы и после войны было разработано и выпущено довольно большое число (примерно 10 тыс.шт.) разнообразных ветровых установок. Интенсивная работа по использоваюпо энергии ветра ведется в ряде зарубежных стран.
Итак, можно указать следующие достоинства и недостатки энергии ветра: отсутствие влияния на тепловой баланс атмосферы Земли, потребления кислорода, выбросов углекислого газа и других зщрязнителей, возможность преобразования в различные виды энергии (механическую, тепловую, элек."рическую), но прн этом низкая плотность энергии, приходящейся на единн1у плошади ветрового колеса„непредсказуемые изменения скорости ветра в течение суток и сезона, требующие резервирования ветровой станции или аккумулирования произведенной энергии; отрицательное влияние на среду обитания человека и животных, на телевизионную связь и пути сезонной миграции птиц.
Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о технической осуществимости и целесообразности сооружения и эксплуатации ветровых энергетических установок небольшой мощности для удаленных поселков и остоиных пастбищ, а также в аграрном секторе. й 4. Ветроэлектрические станции Ветроэлектрическая станция - установка, преобразующая кинетическую энергию ветра в электрическую энергию. Состоит она из ветродвигателя, генератора электрического тока, автоматического устройства управления работой ветродвигателя и генератора, сооружений для их ус- тановки н обслуживания. На период безветрия ветроэлектрическая станция имеет резервный топленой двигатель. Различают крылатые ветродвигатели с коэффициентом использования энергии ветра до 0,48, карусельные и роторные, с коэффициентом использования не более 0,15 и барабанные. Ветродвнгатели применяют в ветроэнергетических установках„ которые состоят из ветроагрегата, устройства, аккумулнрующего энергию или резервирующего мощность, и систем автоматического управления и регулирования режимов работы установки.
Различают ветроэнергетические установки специального назначения (насосные или водоподьемные, электрически зарядные, мельничные, водоопресннтельные и т.п.) и комплексного применения (ветросиловые н ветрозлектрнческие станции). Мощность ветрознергетических установок - от 10 до 1000 Вт. На рис.
43 показаны крыльчатый многопластовый ветродвнгатель и полуавтоматическая ветроэлектрнческая станция Д-20 с тепловым резервным двигателем. ГЛАВА УП. ГИДРОЭНЕРГЕТИКА $1. Характеристика гидроэнергетики Первоначально энергию потока воды испольэовали в приводах рабочих машин - мельниц, станков, молотов воздуходувок н тд. С изобретением гидравлической турбины, электрической машины и способа передачи электроэнергии на значительные расстояния гндроэнергетнка приобрела новое значение уже как направление электроэнергетики, связанное с освоением водной энергии путем преобразования ее в электрическую на гидроэлектрических станциях (ГЭС). ГЭС являются мобильными энергетическими установками, выгодно отличающимися от тепловых электростанций в отношении регулирования частоты, покрытия пиковых нагрузок и обеспечения аварийного резерва энергосистемы.
Технический потенциал гидроэнергетических ресурсов крупных и средних рек России оценивается мощностью в 240 млн. кйт илн 2100 млрд. кВт/ч годовой выработки электрической энергии, а экономически эффективные гидроэнергетические ресурсы составляют около 125 млнлВт нли 1095 млрд.кВт/ч. ГЭС удовлетворяют около 15% общей потребности в электроэнергии. В ряде районов России (особенно в Азиатской части) ГЭС составляют основу энергетического хозяйства.
Однако использование гидроэнергии применительно к нашей стране имеет некоторые особенности. По имеющимся данным, 7% речного стока приходится на реки, впадающие в Балтийское, Черное и Азовское моря, примерно 21% - в Берингово, Охотское, Японское моря, 9% - в Каспийское море н Арал, 63% - в моря Северного Ледовитого океана, то есть основная масса энергоресурсов находится в восточных районах, в то время как большая часть населения проживает в западных н южных районах страны.
Другая важная особенность использования гидроресурсов заключается в значительной неравномерности речного стока во времени, зависящей от разнообразных причин (велнчины водостока, его рельефа, климатической зоны н т.д.). По данным института 'Тндропроект", сток в бассейнах Волги, Дона н Днепра в многоводные годы может превышать среднюю величину в 1,5-2 раза, а в маловодные - уменьшаться до 0,7-0,6 от среднего значения. То же характерно н для других рек. Это ведет к тому, что часть агрегатов ГЭС не работает н выработка электроэнергии существенно падает по сравнению с проектной.
Например, в маловодные годы и при низком уровне водохранилища на Красноярской ГЭС работают 1-2 агрегата общей мощностью 500-1000 тыс.кВт вместо установленных 12 агрегатов. Кроме того, проявляется еще одна особенность и эксплуатации гидроресурсов. В летнее время требуется заполнять водохранилище ГЭС, чтобы сравниваться с максимальными нагрузками осенью (52 н зимой, а вода в этот период требуется для полива сельскохозяйственных культур.
82. Принципы преобразования гидроэнергии Гидроэлектрическая станция (ГЗС) - зто комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия водотока преобразуется в электрическую энергию. ГЗС состоит из, гидротехнических сооружений, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды создание сосредоточенного напора, а такжеэнергетнческого оборудования, преобразующего энергию движущейся под напором воды в электрическую. Основное энергетическое оборудование размещают в здании ГЭС: в машинном зале - гидроагрегаты, вспомогательное оборудование, устройства автоматического управления - пульт оперйтораьдиспетчера илк автооператор. Повышающие трансформаторы, как правило, располагаются у продольной стены здания ГЭС на открытом воздухе, распределительные устройства вьюшего напряжения - на специальных открытых площадкйх.' По напору ГЭС делятся на высоконапорные-(более 30 и), средненапорные (от 80 до 25 м) 'и низконапорные (до 25 м).
На высоконапорных ГЗС устанавливает ковшовые и раднальноосевые турбины с металлическими спиральными камерами; на,средненапорных - поворотнолопастные и радиально-осевые турбины с железобетонными и металлическими спиральными камерами; на ннзконапорных - пов эротнолопастные турбины в бетонных и железобетонных спнрютьных камерах, иногда горизонтальные турбины в капсулах или в открытых камерах.
Рнс. 46, Схема дернвациоиной спдроелексрнческой-станции: 1- илотпнв; 3- водоириеминю 3 - отстойник; 4 - деривацноинь>й каиасс 5 - бассейн суточ ното раулироааниа; 6- напорный бассейн; 1 - турбинный вццоаосс 8 - распрацелительнаа установка; 9- лавине ГЭС; 10 - аодосброс; 11 - подьеациой путь Существуют основные схемы ГЭС (рис.46,47): плотинная (с искусственным подпором уровня реки за счет плотины) и деривационная (с отводом воды из русла реки по специальному выводу к месту с большой разностью уровней). В зависимости от особенностей выполнения гидротехнических сооружений различают русловые ГЭС,(здание станции входит в состав водонапорных сооружений), ~риплотинные ГЭС (здаиие станции располагается за плотиной), дернвационные ГЭС. Широкое распространение получили совмещенные ГЭС, у которых здание станции одновременно выполняет функцию водосборного сооружения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
