Самодельные ветроэлектростанции: Самодельная домашняя ветроэлектростанция | Мастер

Самодельный ветрогенератор на основе низковольтового мотора на постоянных магнитах

Продолжение темы:
— Самодельный ветрогенератор на основе низковольтового мотора на постоянных магнитах
— Контроллер зарядки ветрогенератора

Этот ветрогенератор я построил для жизни на даче, так как у нас отсутствует электричество я всё-таки решил исправить эту проблему. Благо руки растут откуда надо, да и знания кое-какие по электрике и механике имеются. Вообще этой темой я интересовался уже достаточно долгое время, и вот наконец руки дошли и до этого ветряка. Сейчас я уже более трёх лет обеспечиваю себя электроэнергией от своей ветроэлектростанции, она у меня в качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.

При построении я изначально сделал большой трёхлопастной ветрогенератор, но эта конструкция была слишком большая, плохо работала на малом ветру и развивала больше обороты при сильном ветре.И когда она выходила на обороты домашние и соседи прятались по углам, опасаясь что всё разлетится и пришибёт кого нибудь.

Многолопостные ветрогенераторы по диаметру лопастей значительно меньше, да и тихоходнее, так-как и на большом ветре они не развивают больших оборотов, и я решил строить многолопостную конструкцию. Так-же к плюсам такой компоновки можно отнести стабильную работу на малом ветру, что тоже немаловажно.

При сборке данной конструкции я все элементы делал так, чтобы они легко разбирались и собирались. Например лопасти накручиваются на трубки ротора и при желании быстро откручиваются. Это я делал для того чтобы быстро демонтировать и убирать ветряк когда уезжаю с дачи на продолжительное время.

Диаметр лопастей веряка у меня получился 1,6 метра, что почти в 2 раза меньше размаха лопастей предыдущего  монстра. Ниже на фото уже готовый ветрогенератор. Как видно конструкция имеет 6 лопастей, но изначально я планировал большее количество лопастей, но оптимальным для данного ветряка оказалось шесть.

В качестве генератора я использовал низковольтовый мотор с возбуждением на постоянных магнитах. Такие моторы менее оборотистые в отличие от автогенераторов, которые начинают довать ток с 2000об/м. А эти генерируют ток уже при 400-500об/м.

Для справики привожу характеристики и размеры данного мотор-генератора.

• Молель RIK 8- 6/2.5 OHO469186-83, 36V 0.3nM 1600min/
• Габариты:143мм в длинну и диаметр 80мм.
• Диаметр вала 12мм.

Так как этот мотор всё-таки оборотистый и только начинает давать ток на 300-400об/м, а многолопастная конструкция очень тихоходна и вращается со скоростью 40….150об/м, то пришлось установить мультипликатор-редкутор с передаточным соотношением 1:12.

Редуктор позволил поднять обороты генератора и за один оборот лопастей генератор делает 12 оборотов. Таким образом уже при 60об/м лопастей генератор даёт хороший ток, и при достаточном ветре выходит на свою максимальную мощность. Но редуктор создаёт значительную нагрузку при вращении нагруженного генератора, что и привело к увеличению габаритов всего ветрогенератора.

К слову сказать если использовать автогенератор, то и мультипликатор надо использовать с передаточным соотношением 1:25 или больше, что увеличит вес ветроустановки ещё больше, чтобы более большие лопасти смогли крутить под нагрузкой всё это хозяйство.

Лопасти я изготовил из алюминиевого листа толщиной 2мм. Размеры лопастей в длину 60см, а ширина 12см. Лопасти были прокатаны со смешением для придания им вогнутой формы, на подобие как у трубы. Прокат был выполнен с смешением относительно центра осевой линии на 10 градусов. К лопастям для крепления были вкляны втулки с резьбой для наручиваия на ротор, балансировка происходит путём накручивания каждой лопасти ближе или дальше от центра ротора. Лопасти фиксируются затягиванием контрогает.

Поворотная ось выполнена на подшипниках. Ветроголовка смещена от центра поворотной оси, чтобы поворачиваться от ветра при сильном давлении на лопасти.Хвост ветроколеса установлен шарнирно и подпружинен. Благодаря этому, и смещенной оси ветроколеса, установка автоматически уходит из под ветра при увеличении его скорости выше расчетной. Силу пружины можно регулировать.

… народные ветряки!

Б. КАЖИНСКИЙ, С. ПЕРЛИ

САМОДЕЛЬНАЯ ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

В этой брошюре подробно описаны способы изготовлении самодельных ветродвигателей нескольких типов с диаметрами ветроколеса 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 м, мощностью от 50 до 1000 Вт.

Получаемая от подобных установок мощность (при условии укомплектования аккумуляторами) достаточна для точечного электроосвещения, зарядки аккумуляторов радиосвязи и т. д.

Брошюра рассчитана на широкий круг читателей, в особенности на молодежь, интересующуюся радиозарядными установками.

Бернард Бернардовнч Кажинскмй

Семен Борисович Перли

ВВЕДЕНИЕ

В сельских районах, где нет электростанций, радиоприемники обычно питают от сухих элементов и батарей. Такие элементы и батареи стоят дорого и нередко через 3—4 месяца работы выбывают из строя. Поэтому целесообразнее использовать маломощную ветроэлектрозарядную установку с аккумуляторами, которую можно изготовить своими силами.

Например, с помощью наиболее простого ветродвигателя УД-1,6 можно приводить в движение генератор постоянного тока автотракторного типа. Такая ветроэлектростанция позволяет заряжать аккумуляторы для питания радиоприемника и к тому же освещать помещение одной — двумя электрическими лампочками автомобильного типа. Эта же самодельная ветроустановка может быть применена и для обслуживания электроэнергией физического кабинета сельской школы, а также всюду, где необходимо точечное освещение или, например, зарядка аккумуляторов автомашин.

Опыт показал, что даже в периоды самых слабых ветров— с июня по сентябрь — установка УД-1,6 может обеспечить работу одного и даже двух приемников типа БИ-234 или «Родина» по 4—5 часов в сутки.

Чтобы сделать ветродвигатель УД-1,6, достаточно оборудования простой колхозной кузницы и небольшой мастерской со сверлильным станком. Труднее всего сделать пружину, поэтому советуем использовать ее от старой сеялки или приобрести в магазине дверную пружину небольшого сечения.

Если придется изготовлять детали ветродвигателя из случайного материала или металлолома с отверстиями, то, чтобы установка не поломалась, отверстия эти не должны находиться в сильно нагруженных местах конструкции.

В тех сельских районах, где имеются хорошо оборудованные МТС или МТМ, снабженные электросварочными аппаратами, части ветродвигателя УД-1,6 изготовить легко.

Чтобы сделать более мощный ветродвигатель, например, для радиоузла или сельского клуба, нужна механическая мастерская. Для постройки ветродвигателя можно использовать детали от старых автомашин или трактора. Строителям, недостаточно знающим слесарные и электротехнические работы, следует обращаться за консультацией к специалистам МТС, шоферам и автомеханикам.

Ветродвигатель — это силовое устройство, подверженное стихийному воздействию ветра. Он должен быть прочным и безопасным для людей. Поэтому при постройке ветростанции обязательно следует соблюдать указанные в брошюре размеры деталей и, если изменять их, то только в сторону увеличения. Все указанные в брошюре детали и болты проверены расчетами на прочность, размеры их поставлены только после длительной проверки в эксплуатационных условиях на множестве построенных машин. Рекомендуется обязательно ставить боковую лопату, чтобы ветродвигатель во время бури сам уходил в защитное положение и не был разрушен. На ветродвигателях с диаметром ветроколеса более 2 м обязательно должен быть установлен механизм, ограничивающий обороты по одному из указанных в брошюре способов.

На обложке приведен общий вид самодельной ветростанции с двукрылым ветроколесом диаметром 2 м, работающей с 1946 года в с. Огульцы, Харьковской области, Вальковского района.

СОДЕРЖАНИЕ

Общие сведения

• Ветер и ветродвигатели
• Генератор для ветроустановки

Простейшая ветроэлектростанция УД-1,6

• Конструкция ветроэлектростанции УД-1,6
• Генератор постоянного тока
• Деревянные крылья
• Металлические крылья
• Балансировка встроколеса
• Головка ветродвигателя
• Токоприемник
• Пружины
• Предварительная сборка ветродвигателя

Ветроустановки большей мощности

• Выбор места установки генератора
• Деревянные пустотелые крылья
• Металлические пустотелые крылья
• Ограничители оборотов ветродвигателя (регулирование)
• Торцовые клапаны
• Клапаны на обшивке
• Головка ветродвигателя
• Опорная мачта
• Монтаж ветродвигателя
• Монтаж электрической части ветростанции

Пуск станции в эксплуатацию

• Первый пробный пуск станции
• Зарядка аккумуляторов
• Уход за ветродвигателем

• Приложения

Как работает ветряная турбина — текстовая версия

Сила ветра

Ветряные турбины используют ветер — чистый, бесплатный и широко доступный возобновляемый источник энергии — для выработки электроэнергии. На этой странице представлена ​​текстовая версия интерактивной анимации: Как работает ветряная турбина.

Ветряная турбина преобразует энергию ветра в электричество за счет аэродинамической силы лопастей ротора, которые работают как крыло самолета или лопасти винта вертолета. Когда ветер обдувает лопасть, давление воздуха на одной стороне лопасти уменьшается. Разница в давлении воздуха по обеим сторонам лопасти создает как подъемную силу, так и сопротивление. Подъемная сила больше, чем сопротивление, и это заставляет ротор вращаться. Ротор соединяется с генератором либо напрямую (если это турбина с прямым приводом), либо через вал и ряд шестерен (редуктор), которые ускоряют вращение и позволяют физически уменьшить генератор. Этот перевод аэродинамической силы во вращение генератора создает электричество.

Ветряные электростанции производят электроэнергию за счет множества ветряных турбин, расположенных в одном месте. На размещение ветряной электростанции влияют такие факторы, как ветровые условия, окружающая местность, доступ к линиям электропередач и другие факторы размещения. В ветряной электростанции коммунального масштаба каждая турбина вырабатывает электроэнергию, которая поступает на подстанцию, где затем передается в сеть, где питает наши сообщества.

Передача инфекции

Линии электропередач передают электричество высокого напряжения на большие расстояния от ветряных турбин и других генераторов энергии в районы, где эта энергия необходима.

Трансформеры

Трансформаторы получают электроэнергию переменного тока при одном напряжении и повышают или понижают напряжение для подачи электроэнергии по мере необходимости. Ветряная электростанция будет использовать повышающий трансформатор для повышения напряжения (таким образом, уменьшая требуемый ток), что снижает потери мощности, возникающие при передаче больших токов на большие расстояния по линиям электропередач.

Подстанция

Подстанция соединяет систему передачи с системой распределения, которая поставляет электроэнергию населению. Внутри подстанции трансформаторы преобразуют электроэнергию с высокого напряжения в более низкое напряжение, которое затем может быть безопасно доставлено потребителям электроэнергии.

Изготовленная из трубчатой ​​стали, башня поддерживает конструкцию турбины. Башни обычно состоят из трех секций и собираются на месте. Поскольку скорость ветра увеличивается с высотой, более высокие башни позволяют турбинам захватывать больше энергии и генерировать больше электроэнергии. Ветры на высоте 30 метров (примерно 100 футов) и выше также менее турбулентны.

Направление ветра

Определяет конструкцию турбины. Ветряные турбины, подобные показанной здесь, обращены к ветру, а подветренные — в сторону. Большинство наземных ветряных турбин коммунального масштаба являются ветряными турбинами.

Флюгер

Флюгер измеряет направление ветра и взаимодействует с приводом рыскания, чтобы правильно ориентировать турбину относительно ветра.

Анемометр

Анемометр измеряет скорость ветра и передает данные о скорости ветра на контроллер.

Лезвия

Большинство турбин имеют три лопасти, изготовленные в основном из стекловолокна. Лопасти турбин различаются по размеру, но типичная современная наземная ветряная турбина имеет лопасти длиной более 170 футов (52 метра). Самая большая турбина — морская ветряная турбина GE Haliade-X с лопастями длиной 351 фут (107 метров) — примерно такой же длины, как футбольное поле. Когда ветер обдувает лопасть, давление воздуха на одной стороне лопасти уменьшается.

Трансмиссия турбины с редуктором состоит из ротора, главного подшипника, главного вала, редуктора и генератора. Трансмиссия преобразует низкоскоростное вращение ротора турбины (лопасти и узел ступицы) с высоким крутящим моментом в электрическую энергию.

Гондола

Гондола находится на вершине башни и содержит редуктор, низкоскоростные и высокоскоростные валы, генератор и тормоз. Некоторые гондолы больше дома и для турбины с редуктором мощностью 1,5 МВт могут весить более 4,5 тонн.

Система рыскания

Привод рыскания поворачивает гондолу на ветряных турбинах, чтобы они оставались обращенными к ветру при изменении направления ветра. Для этого двигатели рыскания приводят в действие привод рыскания.

Ветряные турбины не требуют привода рыскания, потому что ветер вручную уносит ротор от него.

Система подачи

Система шага регулирует угол наклона лопастей ветряной турбины по отношению к ветру, контролируя скорость вращения ротора. Регулируя угол наклона лопастей турбины, система шага определяет, сколько энергии могут извлекать лопасти. Система шага также может «раскачивать» лопасти, регулируя их угол, чтобы они не создавали силы, которая могла бы вызвать вращение ротора. Оперение лопастей замедляет ротор турбины, чтобы предотвратить повреждение машины, когда скорость ветра слишком высока для безопасной работы.

Центр

Часть трансмиссии турбины, лопасти турбины входят в ступицу, соединенную с главным валом турбины.

Коробка передач

Трансмиссия состоит из ротора, главного подшипника, главного вала, редуктора и генератора. Трансмиссия преобразует низкоскоростное вращение ротора турбины (лопасти и узел ступицы) с высоким крутящим моментом в электрическую энергию.

Ротор

Лопасти и ступица вместе образуют ротор турбины.

Тихоходный вал

Часть трансмиссии турбины, низкоскоростной вал соединен с ротором и вращается со скоростью 8–20 оборотов в минуту.

Подшипник главного вала

Часть трансмиссии турбины, главный подшипник поддерживает вращающийся низкоскоростной вал и уменьшает трение между движущимися частями, чтобы силы от ротора не повреждали вал.

Высокоскоростной вал

Часть трансмиссии турбины, высокоскоростной вал соединяется с коробкой передач и приводит в движение генератор.

Генератор

Генератор приводится в движение высокоскоростным валом. Медные обмотки вращаются через магнитное поле в генераторе для производства электроэнергии. Некоторые генераторы приводятся в действие редукторами (показанными здесь), а другие представляют собой прямые приводы, в которых ротор присоединяется непосредственно к генератору.

Контроллер

Контроллер позволяет запускать машину при скорости ветра около 7–11 миль в час (миль в час) и выключает машину, когда скорость ветра превышает 55–65 миль в час. Контроллер выключает турбину при более высоких скоростях ветра, чтобы избежать повреждения различных частей турбины. Думайте о контроллере как о нервной системе турбины.

Тормоз

Турбинные тормоза не похожи на автомобильные тормоза. Тормоз турбины удерживает ротор от вращения после того, как он был отключен системой шага. Как только лопасти турбины останавливаются контроллером, тормоз удерживает лопасти турбины в неподвижном состоянии, что необходимо для технического обслуживания.

Турбины с прямым приводом упрощают системы гондол и могут повысить эффективность и надежность за счет устранения проблем с коробкой передач. Они работают, соединяя ротор напрямую с генератором для выработки электроэнергии.

Морской флюгер и анемометр с прямым приводом

Флюгер измеряет направление ветра и взаимодействует с приводом рыскания, чтобы правильно ориентировать турбину относительно ветра.

Анемометр измеряет скорость ветра и передает данные о скорости ветра на контроллер.

Система рыскания с прямым приводом

Электродвигатели рыскания приводят в действие привод рыскания, который вращает гондолы ветряных турбин, чтобы они оставались обращенными к ветру при изменении направления ветра.

Лопасти генератора с прямым приводом

Большинство турбин имеют три лопасти, изготовленные в основном из стекловолокна. Когда ветер обдувает лопасть, давление воздуха на одной стороне лопасти уменьшается. Разница в давлении воздуха по обеим сторонам лопасти создает как подъемную силу, так и сопротивление. Подъемная сила больше, чем сопротивление, и это заставляет ротор вращаться. Лопасти турбины GE Haliade X имеют длину 351 фут (107 метров) — примерно такую ​​же длину, как футбольное поле!

Система шага с прямым приводом

Система шага регулирует угол наклона лопастей ветряной турбины по отношению к ветру, контролируя скорость вращения ротора. Регулируя угол наклона лопастей турбины, система шага определяет, сколько энергии могут извлекать лопасти. Система шага также может «раскачивать» лопасти, регулируя их угол, чтобы они не создавали силы, которая могла бы вызвать вращение ротора. Оперение лопастей замедляет ротор турбины, чтобы предотвратить повреждение машины, когда скорость ветра слишком высока для безопасной работы.

Концентратор прямого привода

Лопасти турбины вставляются в ступицу, соединенную с генератором турбины.

Ротор с прямым приводом

Лопасти и ступица вместе образуют ротор турбины.

Генератор с прямым приводом

Генераторы с прямым приводом не используют редуктор для выработки электроэнергии. Они генерируют энергию, используя гигантское кольцо постоянных магнитов, которые вращаются вместе с ротором, производя электрический ток, проходя через стационарные медные катушки. Большой диаметр кольца позволяет генератору создавать большую мощность при вращении с той же скоростью, что и лопасти (8–20 оборотов в минуту), поэтому ему не нужен редуктор, чтобы разогнать его до тысяч оборотов. в минуту требуют другие генераторы.

Контроллер прямого привода

Контроллер позволяет запускать машину при скорости ветра около 7–11 миль в час (миль в час) и выключает машину, когда скорость ветра превышает 55–65 миль в час. Контроллер выключает турбину при более высоких скоростях ветра, чтобы избежать повреждения различных частей турбины. Думайте о контроллере как о нервной системе турбины.

Тормоз с прямым приводом

Турбинные тормоза — это не автомобильные тормоза. Тормоз турбины удерживает ротор от вращения после того, как он был отключен системой шага. Как только лопасти турбины останавливаются контроллером, тормоз удерживает лопасти турбины в неподвижном состоянии, что необходимо для технического обслуживания.

Подшипник ротора прямого привода

Подшипник ротора поддерживает основной вал и снижает трение между движущимися частями, чтобы силы от ротора не повреждали вал.

Узнайте больше об энергии ветра

Как работают ветряные турбины?

Изучите основы работы ветряных турбин для производства чистой энергии из обильного возобновляемого ресурса — ветра.

Узнать больше

Основы ветроэнергетики

Узнайте больше о ветроэнергетике здесь, от принципа работы ветряной турбины до новых захватывающих исследований в области ветровой энергии.

Узнать больше

History of U.S. Wind Energy

На протяжении всей истории использование энергии ветра то возрастало, то уменьшалось, от использования ветряных мельниц в прошлые века до высокотехнологичных ветряных турбин на ветряных электростанциях сегодня…

Узнать больше

Сколько мощности составляет 1 гигаватт?

Дата, которую большинство любителей кино знает наизусть, 21 октября 2015 года — это день, когда Марти МакФлай и Док Браун путешествуют в «Назад в будущее, часть 2».

Узнать больше

Часто задаваемые вопросы о ветроэнергетике

Офис технологий ветроэнергетики

На этой странице представлены ответы на часто задаваемые вопросы о ветроэнергетике. Обратитесь к нашим информационным ресурсам, чтобы получить доступ к дополнительным основам энергетики, публикациям, картам и мультимедийным ресурсам.

Что такое энергия ветра и как работают ветряные турбины?

Энергия ветра (или энергия ветра) относится к процессу, посредством которого ветряные турбины преобразуют движение ветра в электричество. Ветер вызывается неравномерным нагревом атмосферы Солнцем, неровностями земной поверхности и вращением Земли. Люди используют ветер для многих целей: парусные лодки, перекачка воды и выработка электроэнергии. Ветряные турбины преобразуют кинетическую энергию движущегося воздуха в электричество.

Ветряная турбина работает как вентилятор, но наоборот: вместо того, чтобы использовать электричество для производства ветра, как вентилятор, ветряные турбины используют ветер для производства электроэнергии. Ветер вращает лопасти турбины, которые вращают вал, соединенный с генератором, для выработки электроэнергии. Узнайте больше о том, как работает ветряная турбина, или просмотрите интерактивную анимацию ветряной турбины, чтобы изучить электростанции, редукторы и все, что между ними.

Для получения дополнительной информации посмотрите наше видео Energy 101.

Как я могу получить ветряную турбину или ветряную электростанцию ​​в своем доме или собственности?

Основные шаги по установке небольшой ветряной турбины на вашем участке:

1. Определите, делают ли ветровой ресурс в вашем районе экономичной небольшую ветряную установку.
2. Определите потребности своего домашнего хозяйства в электроэнергии, взглянув на месячное или годовое потребление электроэнергии.
3. Узнайте, разрешают ли местные постановления о зонировании установку ветряных турбин.
4. Купите и установите ветряную турбину, размер которой соответствует потребностям вашего дома.
5. Решите, где разместить турбину.

Хотя были случаи установки ветряных турбин на крышах, следует отметить, что все ветряные турбины вибрируют и передают вибрацию конструкции, на которой они установлены. Это может привести к проблемам с шумом в здании. Кроме того, ветровой ресурс на крыше находится в зоне повышенной турбулентности, что может сократить срок службы турбины и снизить выработку энергии. Дополнительные расходы, связанные с устранением этих проблем, в сочетании с тем фактом, что турбины, установленные на крыше, производят меньше энергии, делают ветряные турбины, установленные на крыше, менее рентабельными, чем небольшие ветряные системы, которые устанавливаются на башне, соединенной с землей. Для получения дополнительной информации см. Развертывание ветряных турбин в антропогенной среде: риски, уроки и рекомендуемая практика .

Для получения дополнительной информации посетите раздел часто задаваемых вопросов о малых ветровых установках или раздел для малых ветров на веб-сайте WINDExchange.

Сколько энергии дает ветер в США?

В 2021 году ветряные турбины, работающие во всех 50 штатах, произвели более 9% от общего производства электроэнергии в стране. Энергия ветра была вторым по величине источником прироста электрогенерирующих мощностей в США в 2021 году (после солнечной): было установлено 13 413 мегаватт (МВт) ветряных мощностей в США, в результате чего общая мощность составила 135 886 МВт.

Где находятся ветряные электростанции?

Наземные ветряные электростанции коммунального масштаба расположены по всей территории Соединенных Штатов, при этом большинство проектов сосредоточено на Среднем Западе и в Техасе. Распределенные ветровые проекты (ветряные турбины, установленные рядом с местом, где будет использоваться электроэнергия) есть во всех 50 штатах, округе Колумбия, Пуэрто-Рико, Виргинских островах США и Гуаме. Оффшорные ветроэнергетические проекты расположены у берегов Вирджинии и Блок-Айленда, штат Род-Айленд. База данных ветряных турбин США предоставляет информацию о местонахождении наземных и морских ветряных турбин по всей стране, включая соответствующую информацию о ветровых проектах и ​​технические характеристики турбин.

Ветер обеспечивает более 9% электроэнергии по всей стране, более 50% в Айове и Южной Дакоте и более 30% в Канзасе, Оклахоме и Северной Дакоте. В мире Соединенные Штаты занимают второе место после Китая как по установленной мощности, так и по выработке электроэнергии с помощью ветра. Дания, Португалия и Ирландия получают более 20% электроэнергии своих стран от ветра.

Каковы ветровые ресурсы в моем районе?

Управление технологий ветроэнергетики предоставляет проверенные карты ветров высокого разрешения, на которых показаны средние скорости ветра на разных высотах над землей (подходит для турбин разного размера). Эти карты дают хороший обзор ветровых ресурсов штата. Тем не менее, ветровые ресурсы могут значительно различаться из-за местных особенностей, таких как деревья, холмы и здания, поэтому вам следует получить профессиональную оценку вашего конкретного участка, прежде чем покупать и устанавливать ветровую энергетическую систему.

Что происходит с электроснабжением, когда нет ветра?

Электросеть США состоит из огромного количества взаимосвязанных линий электропередачи, соединяющих различные источники генерации с нагрузками. Не всегда дует ветер и не всегда светит солнце, что создает дополнительную изменчивость и неопределенность (поскольку никто не может точно предсказать ветер или солнечную мощность).

Но операторам электросетей всегда приходилось иметь дело с нестабильностью. Многие формы производства электроэнергии могут неожиданно отключиться без предварительного уведомления, а некоторые производят энергию только в определенное время. Существует также неопределенность из-за постоянно меняющихся нагрузок (потребности в энергии), которые невозможно точно предсказать.

Сетевые операторы используют объединенную энергосистему для доступа к другим формам генерации, когда возникают непредвиденные обстоятельства, и постоянно включают и выключают генераторы, когда это необходимо для удовлетворения общих потребностей сети. Интеграция переменной возобновляемой энергии в сеть не меняет того, как работает этот процесс уравновешивания спроса и предложения электроэнергии.

Как развиваются ветряные электростанции?

Коммерческие ветряные электростанции обычно строятся разработчиками энергии ветра с использованием частных источников финансирования. Министерство энергетики США (DOE) утверждает, что для разработчиков энергетических проектов важно взаимодействовать с местным сообществом, государственными и местными властями и другими заинтересованными сторонами на раннем этапе и часто в процессе выбора площадки и разработки. Перед установкой турбин застройщик оценит ветровой ресурс на конкретном участке путем сбора метеорологических данных, определения доступа к линиям электропередачи и учета воздействия на окружающую среду и население.

Если будут найдены достаточные ветровые ресурсы, застройщик обеспечит аренду земли от владельцев собственности, получит необходимые разрешения и финансирование, а также купит и установит ветряные турбины. Завершенный объект часто продается независимому оператору (так называемому независимому производителю электроэнергии), который вырабатывает электроэнергию для продажи местным коммунальным предприятиям, хотя некоторые коммунальные предприятия владеют ветряными электростанциями и управляют ими напрямую.

Для получения дополнительной информации о процессе разработки ветропарка посетите веб-сайт WINDExchange.

Как ветряные турбины влияют на дикую природу и здоровье человека?

Дикая природа

Как и в случае всех энергетических проектов, воздействие на дикую природу в результате развития ветроэнергетики зависит от местоположения. Ветроэнергетика включает исследования до и после разработки, продуманное размещение и другие инструменты снижения воздействия для уменьшения воздействия на дикую природу.

Исследования показывают, что ветровые проекты занимают последнее место в списке смертей птиц, связанных с деятельностью человека, что приводит к гораздо меньшему количеству ежегодных смертей, чем от домашних кошек, столкновений со зданиями или столкновений с транспортными средствами. На самом деле Общество Одюбона решительно поддерживает размещение ветряной энергии в правильном месте как возобновляемого источника энергии, который снижает угрозу, которую представляют для птиц изменения климата.

С 2000 года воздействие ветра на птиц было значительно снижено за счет усовершенствования конструкции турбины и, в частности, за счет улучшения проекта и размещения турбины. Чтобы понять, как избежать, свести к минимуму и смягчить потенциальное воздействие развития ветра, Управление технологий ветроэнергетики более 20 лет инвестировало в рецензируемые исследования в рамках совместных партнерских отношений с федеральными регулирующими организациями, ветроэнергетикой и экологическими организациями, включая Институт возобновляемых источников энергии и дикой природы и Кооператив летучих мышей и энергии ветра.

Для получения дополнительной информации о работе Управления технологий ветроэнергетики в этой области посетите нашу веб-страницу «Воздействие на окружающую среду и размещение». Дополнительную информацию и ресурсы см. на веб-странице WINDExchange, посвященной воздействию на дикую природу.

Здоровье человека

Несмотря на то, что исследования по разработке методов ослабления звука продолжаются, глобальные рецензируемые научные данные и независимые исследования неизменно приходят к выводу, что звук от ветряных электростанций не оказывает прямого влияния на физическое здоровье человека. Уровень шума от ветряных турбин в обычных жилых домах недостаточен, чтобы вызвать ухудшение слуха или другие прямые неблагоприятные последствия для здоровья. Низкочастотный звук и инфразвук от ветряных турбин, расположенных с наветренной стороны, также значительно ниже уровня звукового давления, который, как известно, влияет на здоровье.

Хотя некоторые ветряные турбины могут вызывать мерцание тени, когда лопасти турбины проходят между солнцем и наблюдателем, этот эффект можно увидеть только на расстоянии менее 1400 метров от турбины в определенные сезоны и время суток. Кроме того, когда присутствует мерцание теней, оно обычно происходит с частотой 0,3–1,1 Гц (Гц), что значительно ниже порога, который, как известно, вызывает судороги у людей с эпилепсией.

Недавнее исследование, проведенное Национальной лабораторией Лоуренса Беркли при Министерстве энергетики США, помогло количественно оценить пользу для здоровья от ветряных электростанций.

Шумят ли ветряки?

Ветряные турбины могут создавать два вида звука: механический гул, создаваемый генератором, и «свистящий» звук, производимый лопастями, движущимися по воздуху. Большинство ветряных турбин сконструированы таким образом, что турбина находится с наветренной стороны от башни, что снижает низкочастотный и импульсивный звук. Наличие звука турбины зависит от атмосферных условий, а способность людей воспринимать звук ветряной турбины зависит от наличия других близлежащих источников звука и рельефа местности. Однако уровни звукового давления для современных ветряных турбин на расстоянии более 400 метров обычно составляют менее 40 децибел (дБА), что сравнимо с нижним пределом окружающего городского шума.

В зависимости от участка, близости к близлежащим жилым домам и правил выдачи разрешений от разработчиков ветряных электростанций, как правило, требуется решить потенциальные проблемы со звуком в процессе получения разрешений, а также продемонстрировать, что проект будет соответствовать применимым правилам уровня шума. Неудачи — это стандарты, определенные для создания пространства между проблемными областями и ветровым проектом. Общие области беспокойства включают границы собственности, жилые строения и дороги общего пользования, а также линии связи и электрические линии. Звуковые требования создают стандартный максимально допустимый уровень звука из-за работы ветряных систем. Эти стандарты часто включают определенный метод измерения уровня звука.

Не существует стандартов, определенных на национальном или международном уровне для отказов ветряных турбин, при этом многие организации или местные органы власти определяют свои собственные стандарты, обычно включаемые в городские или окружные постановления. Для получения дополнительной информации посетите веб-страницу WINDExchange, посвященную звуку ветряных турбин, и список других ресурсов, посвященных OpenEI: звук.

Энергия ветра дороже других видов энергии?

Средняя приведенная стоимость договоров купли-продажи ветровой энергии, заключенных в последние годы, составляет 2–3 цента за киловатт-час в зависимости от ветрового ресурса и финансирования проекта. Поскольку электроэнергия от ветряных электростанций продается по фиксированной цене в течение длительного периода времени (например, 20 лет), а ее топливо предоставляется бесплатно, энергия ветра снижает неопределенность цен, которую стоимость топлива добавляет к традиционным источникам энергии.

С 2008 года цены на ветряные турбины резко снизились, а их производительность улучшилась. Кроме того, федеральные налоговые льготы помогли снизить цены договоров о покупке как ветровой, так и солнечной энергии ниже прогнозируемой стоимости сжигания природного газа в существующих установках комбинированного цикла, работающих на газе. Для получения дополнительной информации о текущем состоянии рынка ветроэнергетики в США см. Отчеты о рынке ветроэнергетики Министерства энергетики.

Где производятся ветрогенераторы?

Большинство компонентов ветряных турбин, установленных в Соединенных Штатах, производятся внутри страны на более чем 500 производственных предприятиях, связанных с ветром, по всей территории Соединенных Штатов. Для получения дополнительной информации и карты производственных предприятий, связанных с ветром, посетите нашу веб-страницу Ветроэнергетика и цепочка поставок .

Как найти работу в ветроэнергетике?

American Clean Power, ассоциация по торговле возобновляемыми источниками энергии, имеет веб-страницу о карьере в ветроэнергетике , на которой размещены объявления о вакансиях от ее членов и других компаний, работающих в отрасли. См. Карту карьеры в ветроэнергетике Министерства энергетики, чтобы наметить путь среди широкого круга профессий в ветроэнергетике и узнать об ожидаемом опыте и навыках, информации о заработной плате и требованиях к образованию.

Для тех, кто заинтересован в продолжении образования для карьеры в ветроэнергетике, WINDExchange поддерживает список университетов и общественных колледжей , которые предлагают учебные курсы по ветроэнергетике.

Что делает федеральное правительство для развития ветроэнергетики?

Управление технологий ветроэнергетики инвестирует в научные исследования и разработки в области ветроэнергетики, чтобы обеспечить более широкое использование обильных внутренних ветровых ресурсов для производства электроэнергии, что поможет стабилизировать затраты на энергию, повысить энергетическую безопасность и улучшить нашу окружающую среду. Эти мероприятия проводятся в рамках отобранных на конкурсной основе проектов исследований и разработок с разделением затрат с национальными лабораториями, промышленностью, университетами и другими учреждениями. Для получения дополнительной информации см. наши веб-страницы «О офисе», «Исследования и разработки», «Многолетний план программы» и «Ключевые виды деятельности».

Какие возможности финансирования доступны в настоящее время от Министерства энергетики США?

Управление технологий ветроэнергетики уделяет основное внимание исследованиям и разработкам, направленным на повышение надежности и доступности ветровой энергии, а также устранение препятствий для внедрения ветровой энергии. Управление технологий ветроэнергетики предпочитает присуждать финансирование для исследований и разработок, включая исследования и разработку новых изобретений, на конкурсной основе.

Список текущих возможностей от Управления технологий ветроэнергетики Министерства энергетики США см. на нашей веб-странице возможностей финансирования. Чтобы получить финансирование, предложения по исследованиям и разработкам в области ветроэнергетики должны быть представлены в ответ на конкурсные заявки, размещенные на этой странице. Будущие заявки зависят от ассигнований Конгресса Министерству энергетики на исследования ветровой энергии.

DOE также выделяет средства на исследования и разработки из конкурсных источников в рамках своей программы исследований инноваций в малом бизнесе (SBIR) и пилотной программы ваучеров для малого бизнеса. Проекты ветроэнергетики также могут претендовать на кредитные гарантии Министерства энергетики. Для получения дополнительной информации посетите Программу кредитных гарантий Министерства энергетики США.

Если вы заинтересованы в подаче заявки на финансирование, но ваш проект не вписывается в рамки опубликованных заявок, вы можете подать предложение в Отдел незапрошенных предложений Министерства энергетики США.

Как студенты могут узнать об энергии ветра?

Управление технологий ветроэнергетики поддерживает различные программы, которые помогают студентам узнать о ветроэнергетике и подготовиться к ней.

Университетское соревнование по ветроэнергетике (CWC) Министерства энергетики США предоставляет студентам возможность получить реальный опыт, поскольку они готовятся к работе в ветроэнергетике. Команды CWC ​​проектируют и строят модель турбины, составляют план развития ветроэнергетического проекта и проводят информационно-разъяснительную работу с ветроэнергетикой, местными сообществами и местными средствами массовой информации.

Также на университетском уровне проект «Ветер для школ» помогает подготовить будущих специалистов по ветроэнергетике, поощряя студентов высших учебных заведений присоединяться к центрам применения ветроэнергетики и выступать в качестве консультантов по проектам установки небольших ветряных турбин в сельских начальных и средних школах. Цели проекта «Ветер для школ»:

• Повышение квалификации кадров в области ветроэнергетики за счет развертывания ветроэнергетики и образовательных мероприятий.
• Познакомьте учителей и учащихся с энергией ветра.
• Обеспечить младших и старших курсов колледжей обучением применению ветровой энергии.
• Вовлеките сообщества Америки в применение энергии ветра, преимущества и проблемы.