Энергия ветра. Оценка ветроэнергитических ресурсов достаточна. Крупномасштабное применение ВЭУ

1.3. Энергия ветра

Человек начал использовать энергию ветра задолго до изобретения водяного колеса. Ещё 4000 тысячи лет тому назад были известны установки для подачи воды, ветряные мельницы и парусные суда. В Европе ветряные мельницы появились в начале 12 века. Появление паровых машин заставило забыть на длительное время ветряные установки. Кроме того, низкие единичные мощности агрегатов, постоянная их зависимость от погодных условий, а также возможность преобразовывать энергию ветра только в её механическую форму, ограничивали широкое использование этого природного источника. Следует помнить, что энергия ветра в конечном итоге является результатом тепловых процессов, происходящих в атмосфере планеты. Различная плотность нагретого и холодного воздуха является основной причиной активных процессов перемешивания воздушных масс. Следовательно, первоначальным источником энергии ветра является энергия солнечного излучения, которая высвобождается в одной из своих форм - энергии воздушных течений.

Возрождение интереса к использованию энергии ветра в настоящее время связано с возможностью и определённой целесообразностью преобразовывать её в электроэнергию. Экономически такая целесообразность имеет место при скорости ветра более 5 м/с. И это обстоятельство накладывает существенное ограничение на развитие ветроэнергетики. Местности богатые ветровой энергией, как правило,  не нуждаются в электроэнергии в силу отдалённого расположения от промышленных объектов и населённых пунктов. И только в Германии прибрежная зона Северного моря и побережье Тихого океана в США штат Калифорния одновременно удовлетворяют требованиям как производства, так и потребления электроэнергии, производимой ветроэнергетическими установками ( ВЭУ ).

Первая в мире ВЭУ с диаметром рабочего колеса 30 метров и мощностью 100 кВт была спроектирована и построена в СССР в Крыму в 1931 году. Непосредственное участие в разработке и строительстве первых ВЭУ принимал активное участие Ю. В. ( настоящая фамилия А. И. ), человек очень сложной судьбы и очень талантливый.

Со времени энергетического кризиса 1973-1975 гг в развитие   ветровой энергетики были вложены значительные средства. Однако стоимость эл. энергии, вырабатываемой ВЭУ, все еще высока по сравнению с эл. энергией, получаемой на базе органического топлива. Тем не менее ветровую энергию следует рассматривать, как  энергетический ресурс.

ВЭУ предназначена для того что бы превращать кинетическую энергию ветра в энергию вращения ротора генератора. Выходная мощность генератора пропорциональна площади лопастей ветрового колеса и скорости ветра в кубе. Поэтому ВЭУ большой мощности в несколько МВт, должны быть по своим габаритам очень крупными, поскольку скорость ветра в среднем не бывает очень большой. Кроме того, эл. энергия начинает вырабатываться тогда, когда дует ветер, а не тогда, когда она необходима. А аккумулировать эл. энергию в больших количествах человечество пока не умеет. 1. Предлагалось использовать энергию, вырабатываемую ВЭУ, для электролиза воды и запаса Q2 и H, чтобы потом их использовать в топливных элементах для производства эл. энергии. 2. Одно из предложений сводиться к строительству 150 тысяч башен по 260 м с трехлопастными ветроколесами, приводящими во вращение генераторы по 1,5 МВт. Эти ветроустановки предлагается разместить по одной на квадратную милю. В результате получается установленная мощность около