предыдущая В этот период и в первые послевоенные годы был принят ряд
партийных и правительственных постановлений о развитии ветроиспользования.
ХVIII съезд партии в резолюции по 3-му пятилетнему плану (1938-1942 гг.) указал
на необъходимость в целях экономии топлива широко развить строительство
небольших ветроэлектростанций, организовать массовое производство
ветродвигателей и широко развернуть сооружение колхозных ветросиловых
установок. В годы Великой Отечественной войны, когда не хватало
топлива, в деревне широко развернулось строительство ветряных мельниц. Сразу
после окончания войны было организовано промышленное производство
модернизированных ветродвигателей типов ТВ-5, ТВ-8, УНДИМ-Д-10, электрических
зарядных ветроагрегатов небольшой мощности и других установок, созданы и
выпущены опытными партиями ветроэлектрические станции Д-18 и 1Д-18 ЦАГИ
мощностью 30кВт. В законе о 4-м пятилетнем плане развития народного хозяйства
страны записано: « Обеспечить массовое строительство ветростанций». В годы, предшествовавшие второй мировой воине, и вплоть до
середины 50-х годов во многих странах нарядус расширением масштабов
производства и применения ветродвигателей небольшой и средней мощности большое
внимание начали уделять созданию и строительству крупных ВЭС. Так, в начале
1941г. в США была построена станция 1,25 МВт с двухлопастным ветроколесом.
Несколько лет она успешно работала, вырабатывая энергию, которая поступала в
местную электрическую сеть. В марте 1945 г. ее эксплуатация была прекращена
вследствии повреждения одной из лопастей, вызванного вибрацией. После войны датчане создали три типа ВЭС мощностью 12,45 и
200 кВт для работы на электрическую сеть. Великобритания построила для
испытаний несколько демонстрационных 100 киловатных ветроэлектростанций, в том
числе одну установку принципиально нового типа системы Андро с пневматической
передачей мощности от ветроколеса генератору,установленному вместе с воздушной
турбиной в нижней части машины. Под руководством проф. У.Хюттера в Германии был осуществлен
ряд усовершенствований ВЭС. Самая крупная из них имела расчетную мощность 100
кВт. Наиболее совершенными из них были установки фирмы Allgaier . Французские ученые и конструкторы создали несколько
ветроэлектрических станций мощностью от 130 до 800 кВт с синхронным и
асинхронными генераторами. Они работали на электрические сети совместно с
другими, в основном тепловыми, электростанциями. В этот же период велись работы
в области ветроэнергетики в Швеции,Австралии, Канаде, Нидерландах, Аргентине,
Мексике и в ряде других стран. В нашей стране 50-е годы явились новым этапомдальнейшего
расширения работ в области использования энергии ветра. В августе 1954 г. Совет Министров СССР
принимает развернутое постановление о дальнейшем развитии ветроэнергетики и
расширение масштабов использования ресурсов ветра, которым были определены
задания по организации исследований, разработке новых конструкций
ветроагрегатов, их производству и внедрению в народное хозяйство, улучшению
эксплуатации. Была создана Центральная научно-исследовательская лаборатория по
ветродвигателям (ЦНИЛВ), группы или лаборатории ветроэнергетики в ряде
республиканских научно-исследовательских и проектных институтов. Основное
внимание в этот период уделялось использование энергии ветра в
сельскохозяиственном производсте. Уже в середине 50-х годов резко возрос выпуск ветроэнергетического
оборудования различных типов только в 1956 г. было произведено 9 тыс.
ветродвигателей. Одновременно во Всесоюзном НИИ электрификации сельского
хозяйства (ВИЭСХ) расширились исследования в области эксплуатации
ветроустановок, их агрегатирования с рабочими машинами и генераторами по
вопросам аэродинамики расширились работы в ЦАГИ. Разработками
ветроэнергетического кадастра, вопросов аккумулирования энергии, новых методов
расчета конструкции и оптимизации сфер применеия, исследованиями в области повышения
надежности и эффективности эксплуатации был занят ряд центральных и
республиканских институтов и организаций. Были изобретены новые системы
регулирования ветродвигателей, разработаны эффективные методы использования
ВЭС, конструкции ветроагрегатов различного назначения, в том числе для
пастбищного водоснабжения «Беркут» с электронасосом повышенной частоты,
УВЭУ-(1-4)-6 (ныне АВЭУ-6), снабженный погружным электронасосом с двигателем
промышленной частоты, ВБ-3Т с насосом вибрационного типа и ряд других. В
Казахстане была сооружена многоагрегатная ВЭС мощностью 400кВт, построены и
испытаны образцы агрегатов и станций мощностью от 0,2 до 30 кВт.В 1971 году на
ряде заводов был организован выпуск опытных партий агрегатов четырёх типов и
проведена их эксплуатационная проверка на пасдбищах Чёрных земель Кизлярских
степей ив других зонах. Продолжались работы над созданием ветрооогрегата Вихрь
с пневмотическим насосом, электрических агрегатов Сокол и УВЕУ-(8-16)-12
мощностью 15 кВт а так же разрабатывались проекты более мощных
экспериментальных ВЭС до 100кВт предназначенных для комплексного использование. По неполным данным ЮНЕСКО, в 1960г. в мире насчитывается
более 1 млн ВЭС различных типов и назначение, в том числе более полумиллиона
быстроходных ветроэлектрических агрегатов. Большинство ветродвигателей
использовалось в системах сельскохозяйственного водоснабжения, для зарядки
аккумуляторных батарей и пмиания энергией небольших объектов, на линиях
радиорелейной связи и для других целей в районах с благоприятным ветровым
режимом, удаленных от источников централизованного энергоснабжения, В 1968 г. только в Австралии
эксплуатировалось почти 250 тыс. ветроустановок. В годы так называемого «энергитического кризиса» (начало
70-хгодов), вызванного увеличением во всем мире потребления энергии,
постепенным сокращением запасов традиционных энергоресурсов и ростом цен на
жидкое топливо, во многих странах резко расширились работы по использованию
возобновляющихся источников энергии, в первую очередь Солнца, ветра, теплоты
недр Земли и др. В соответствии с национальными энергетическими программами
созданы новые более эффективные ветроустановки и станции с единичной мощностью
до 2-3 Мвт, ведутся разработка новых конструкций и поиск экономичных технологий
преоброзования энергии ветра в электрическую, химическую энергию и теплоту. По
существу ставится и решается проблема технического перевооружения этого
направления энергетики на основе широкого использования результатов
фундаментальных и прикладных исследований, внедрения достижений НТР. Дальнейшее развитие ветроэнергетики как отрасли науки и
техники, разрабатывающей теоритические основы , методы и средства использования
энергии ветра для производства механической, электрической энергии и теплоты,
является важной народнохозяйственной проблемой. Одна из задач отрасли- на
каждом из этапов развития страны определять масштабы целесообразного
использования ветровой энергии в народном хозяйстве.Из двух составных частей
ветроэнергетики- ветротехники и ветроиспользования - первая призвана
разрабатывать теоретические основы и совершенствовать практические приемы
проектирования технических средств, вторая - обосновывать и решать
теоретические и практические вопросы оптимального использования ресурсов
ветровой энергии, рациональной эксплуатации установок, определения их технико-
экономических показателей, обобщения и распространения опыта применения
ветроустановок в различных отраслях, зонах и условиях, чтобы решить главную
задачу - обеспечить потребность страны в энергии. ВЕТЕР КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ. Ветер в приземном слое образуется вследствие неравномерного
нагре-ва земной поверхности Солнцем. Поскольку поверхность Земли неодно-родна,
то даже на одной и той же широте суша и водные пространства, горы и лесные
массивы, пустыни и болотистые низины нагреваются по-разному. В течение дня над
морями и океанами воздух остается сравни-тельно холодным, поскольку
значительная часть энергии солнечного излу-чения расходуется на испарение воды
или поглощается ею. Над сушей воздух прогревается больше, расширяется, снижает
свою массовую плот-ность и устремляется в более высокие слои над землей. Его
замещают бо-лее холодные, а следовательно, более плотные воздушные массы,
распо-лагавшиеся над водными пространствами, что и приводит к возникнове-нию ветра
как направленному перемещению больших масс воздуха. Эти местные ветры,
образующиеся в прибрежных зонах, носят название бри-зов. Годовые изменения
температуры в береговых районах больших мо-рей и океанов вызывают циркуляцию
более крупного масштаба, чем бри-зы, называемые муссонами. Они делятся на
морские и материковые, от-личаются, как правило, большими скоростями и в
течение ночи меняют свое направление. Аналогичные процессы происходят в
гористых местах и долинах вследствие разных уровней нагрева экваториальных зон
и полю-сов Земли и многих других факторов. Характер циркуляции земной
ат-мосферы усложняется вследствие сил инерции, возникающих при враще-нии Земли.
Они вызывают различные отклонения воздушных течений, об-разуется множество
циркуляции, в большей или меньшей мере взаимо-действующих между собой. Сила и направление ветра в различных зонах по-разному
изменяются в зависимости от высоты над поверхностью Земли. Так, на экваторе
близко к земной поверхности расположена зона с относительно небольшими и переменными
по направлению скоростями ветра, а в верхних слоях возни-кают достаточно
большие по скорости воздушные потоки в восточном направлении. На высоте от 1 до
4 км от
поверхности Земли, в зоне между 30° северной и южной широт образуются
достаточно равномерные воз-душные течения, называемые пассатами. В северном
полушарии ближе к поверхности Земли их средняя скорость составляет 7 -- 9 м/с. Вокруг зоны пониженного давления образуются крупномасштабные
циркуляции воздушных масс -- в северном полушарии против направле-ния движения
часовой стрелки, а в южном -- по направлению ее движе-ния. Вследствие наклона
23,5° оси движения Земли к плоскости ее враще-ния относительно Солнца
происходят сезонные изменения тепловой энер-гии, получаемой от него, величина
которых зависит от силы и направле-ния ветра над определенной зоной земной
поверхности. 36 На относительно большой высоте над поверхностью Земли (в
среднем 8-12 км)
в тропосфере возникают достаточно равномерные и мощные воздушные течения,
получившие название струйных. Их образование вызвано особенностями высотной
атмосферной циркуляции, поэтому характеристики струйных течений существенно
отличаются от параметров приземного ветра. Размеры струйных течений в поперечнике достигают 400-600 км, а протяжен-ность - др
1000 км.
Обычно они не подвержены большим сезонным изменениям, но могут менять свое
расположение по высоте. Так, над Восточной Сибирью и Чу-коткой они иногда
опускаются до высоты 3-4 км
от поверхности Земли. Ско-рости воздушных масс в ядре струйного течения
составляют 30-80 км/ч,
но часто доходят до 200
км/ч. Таким образом, тепловая энергия, непрерывно поступающая от
Солнца, преобразуется в кинетическую энергию движения в атмосфере огромных масс
воздуха, циркуляция которых и называется ветром. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРА Ветер является одним из наиболее мощных энергетических
источников, который издавна используется человеком, и при благоприятных
условиях может быть утилизован в интересах народного хозяйства в значительно
больших масштабах, чем это имеет место в настоящее время. По ориенти-ровочным
оценкам, энергия,'которая непрерывно поступает от Солнца, соответствует
суммарной мощности, превышающей 1011 ГВт. Это опре-деляет возможную годовую
выработку энергии ветроагрегатами, равную 1,18 * 1013 кВт -ч, что во много раз
превышает количество энергии, потреб-ляемой сегодня в мире. По оценкам МИРЭК,
ежегодно в мире потребляет-ся около 3 млрд. т условного топлива. В развитых
странах потребление достигло 0,6 т условного топлива в год на одного человека,
в развиваю-щихся - в 3 раза меньше. Энергетические установки обычно используют ветер в приземном
слое на высоте до 50 - 70 м,
реже - до 100 м
от поверхности Земли, поэтому наибольший интерес представляют характеристики
движения воздушных потоков именно в этом слое. В дальнейшем, по мере создания
соответ-ствующих технических средств, могут оказаться практически ценными также
струйные течения, характерные для тропопаузы. Важнейшей характеристикой, определяющей энергетическую
цен-ность ветра, является его. скорость. В силу ряда метеорологических
факто-ров (возмущения атмосферы, изменения солнечной активности, коли-чества
тепловой энергии, поступающей на Землю, и других причин), а также вследствие
влияния рельефных условий непрерывная длительность ветра в данной местности,
его скорость и направление изменяются по слу-чайному закону. Поэтому мощность,
которую может вырабатывать ветро-установка в различные периоды времени, удается
предсказывать с очень малой вероятностью. В то же время суммарную выработку агрегата,
осо-бенно за длительный промежуток времени, можно рассчитать с высоким уровнем
достоверности, так как средняя скорость ветра и частота распре-деления
скоростей в течение года или сезона изменяются мало. следующаяhttp://energi.ucoz.ru/index/0-10