- •Б.И.Дегтерев
- •Ученым советом ВятГту
- •Киров 1998
- •Введение
- •Глава 1. Предмет и задачи экологии §1. История развития экологической науки
- •§2. Структура современной экологии
- •§3. Основные задачи экологии
- •§2. Роль магнитного поля Земли
- •§3. Функции живого вещества биосферы
- •§4. Этапы эволюционного развития биосферы
- •§5. Этапы взаимодействия человечества с биосферой
- •Глава 3. Экологические факторы среды §1. Классификация экологических факторов
- •§2. Абиотические факторы
- •§3. Биотические факторы
- •§4. Фундаментальный биологический принцип
- •§5. Закон минимума Либиха
- •§6. Ареал обитания и экологическая ниша. Адаптации
- •§7. Экологическая система и биогеоценоз
- •Глава 4. Принципы функционирования экосистем §1. Движение вещества и энергии по пищевым цепям
- •§2. Круговорот элементов
- •Круговорот углерода
- •Круговорот фосфора
- •§3. Источник энергии для экосистем. Пирамида биомассы
- •Глава 5. Антропогенные воздействия на природу §1. Классификация антропогенных воздействий
- •§2. Виды воздействий на литосферу.
- •§3. Загрязнение литосферы
- •§4. Загрязнение гидросферы. Водопользование и водопотребление
- •§5. Загрязнение атмосферы
- •§6. Воздействие атмосферных выбросов на почвы и живые организмы
- •§7. Взаимодействие и трансформация загрязнений в атмосфере. Вторичные явления
- •§8. Энергетические загрязнения природных сред
- •§9. Проблемы околоземного пространства
- •Глава 6. Инженерная защита литосферы §1. Основные пути решения проблемы
- •§2. Противоэрозионные мероприятия. Рекультивация земель
- •§3. Использование вторичных ресурсов
- •§4. Методы подготовки и переработки твердых отходов
- •Классификация и сортировка
- •Укрупнение частиц
- •Физико-химическое выделение компонентов при участии жидкой фазы
- •Термическая обработка
- •§5. Сохранение поверхности земли и рельефа при строительстве
- •Глава 7. Инженерная защита гидросферы §1. Контроль качества водных ресурсов
- •§2. Нормирование сбросов загрязняющих веществ в водные объекты
- •Экологическое состояние водных объектов Кировской области
- •§3. Условия выпуска сточных вод в водоемы
- •§4. Мероприятия по сохранению и восстановлению чистоты водоемов
- •§5. Вопросы охраны водных ресурсов при проектировании
- •§6. Очистка сточных вод
- •Глава 8. Инженерная защита атмосферы §1. Контроль качества атмосферного воздуха
- •§2. Защита атмосферы от промышленных загрязнений
- •§3. Гравитационные, инерционные и центробежные пылеуловители
- •§4. Очистка газов в фильтрах
- •§5. Очистка газов в мокрых пылеуловителях
- •§6. Электрическая очистка газов
- •Глава 9. Нетрадиционные источники энергии §1. Причины повышенного интереса к нетрадиционным энергоисточникам
- •§2. Солнечная энергетика
- •Тепловые стационарные устройства
- •Фотоэлектрическая солнечная электростанция
- •§3. Энергия атмосферных источников
- •Энергия атмосферного электричества
- •§4. Энергия океана
- •Энергия волн
- •Энергия приливов
- •Энергия океанских течений
- •Тепловая энергия океана
- •§5. Энергия литосферы
- •§6. Биологические источники энергии
- •Строительная площадка
- •Автодороги
- •§2. Уровни биопозитивности
- •Шумозащитные стены и здания
- •§3. Энергоактивные здания
- •Гелиоэнергоактивные здания
- •Ветроэнергоактивные здания
- •Биоэнергоактивные здания
- •Литература
- •Оглавление
§3. Энергия атмосферных источников
Ветроэнергетика
Одним из первых источников немускульной энергии, которую применил человек, был ветер. Так, только в России в начале XX века суммарная мощность всех ветряных мельниц равнялась 1 млн. кВт.
Сегодня во многих странах вновь стали обращать серьезное внимание на ветровую энергию. В США к 2000 году планируется покрывать 20% потребности в электрической энергии за счет ветра, в Швеции – 40%. Средняя же мощность всех ветров на Земле около 4400 млрд. кВт, что в 900 раз больше установленной мощности всех существующих электростанций.
В России средняя мощность ветров около 100 млн. кВт.
Широкомасштабному практическому использованию ветра для выработки электроэнергии на современном этапе развития технологий пока еще мешает ряд факторов. К ним относятся:
-
рассеянность ветровой энергии по всему атмосферному пространству;
-
малая плотность энергии ветрового потока;
-
большие размеры современных ветроустановок;
-
непостоянство скорости и направления ветра;
-
несовпадение по времени выработки электроэнергии и потребности в ней.
Конструкция классического современного ветроагрегата упрощенно может быть представлена следующим образом: на горизонтальной оси вращается с частотой 60…150 об/мин ротор ветродвигателя, имеющий 2 или 3 лопасти с диаметром вращения от 6 до 50 м; на этой же оси установлен редуктор, повышающий частоту вращения до 750…1500 об/мин и передающий это вращение электрогенератору. Весь ветроагрегат помещается на башню высотой до 100 м (рис. 60).
В действительности ветроэнергетическое устройство представляет собой более сложный комплекс, в который входят ветроагрегат с ветродвигателем и одной или несколькими рабочими машинами (генератором, компрессором, насосом и т.д.), аккумулирующее устройство, дублирующий двигатель, система автоматического управления и регулирования.
Максимально достижимая мощность ветроустановки с горизонтальным валом в настоящее время оценивается в 5 тыс. кВт при диаметре вращения лопастей до 120 м. Экспериментальная установка таких габаритов была построена в Германии, проработала неделю и вышла из строя ввиду разрушения конструкций.
Рис. 60. Ветроагрегат
Более перспективным считается создание башенных ветроагрегатов (рис. 61). На металлической или бетонной башне высотой 170…300 м размещаются в 10 – 12 ярусов блоки из двух ветрогенераторов относительно небольшой (100 – 200 кВт) мощности.
Автоматически управляемые платформы принимают оптимальное направление относительно потока воздуха на данной высоте. Для уменьшения вибрации башни роторы каждой пары агрегатов вращаются в противоположные стороны.
Растяжка
Рис. 61. Башенный ветроагрегат