Відкрити головне меню

Загальна характеристика

Цей вид джерела енергії є непрямою формою сонячної енергії, і тому належить до відновлюваних джерел енергії. Використання енергії вітру є одним із найдавніших відомих способів використання енергії із навколишнього середовища,і було відоме ще в давні часи.

 
Світова прем'єра: 7.5 МВт турбін вітру Estinnes Бельгії липня 2010, зверніть увагу на унікальне двох частин лопатей ротора
 
11 х 7,5 МВт вітрових турбін Enercon E-126 Estinnes Бельгії 10 жовтня 2010, завершено

Німеччина є світовим лідером з використання енергії вітру. Тільки за перші 6 місяців 2001 року в ФРН було збудовано 673 нові вітрові електричні установки. Загальна кількість «вітряків» у Німеччині становить понад 10 тисяч, а їх загальна сукупна потужність досягла 6900 МВт. У Нижній Саксонії працює близько 2000 таких установок, які виробляють близько 8% електроенергії. Розроблено проект, згідно з яким у 2004-2005 роках почалося будівництво чотирьох промислових вітрових парків у Балтійському морі і десятьох – у Північному. Перші експериментальні станції з’явилися у морі на насипних островах у 2003 році. До 2010 року частка екологічно чистої енергії в енергетичному балансі Німеччини може зрости до 10 відсотків. В Данії близько чверті електроенергії отримують на ВЕС.

Станом на кінець 2007 р., загальна потужність встановлених вітрових турбін у світі складала 94.1 гігават.[1] Не зважаючи на те, що отримана електрична енергія становить 1% від обсягу споживання електричної енергії у світі,[2] приблизно 19% виробленої в Данії електричної енергії отримано від енергії вітру, 9% в Іспанії та Португалії, 6% в Німеччині та Ірландії (дані за 2007 рік). В глобальному вимірі, виробництво електричної енергії на основі енергії вітру зросло в п'ять разів від 2000 до 2007 року.[1]

Вітроенергетичні потужності за підсумками 2009 року[3]
Місце
у рейтингу
Країна Вітроенергетичні потужності
на шельфі, МВт
Нові потужності,
установлені на шельфі 2009, МВт
Зростання, %
1 Великобританія 688 104 18,1
2 Данія 663,6 237 55,6
3 Нідерланди 247 0 0
4 Швеція 164 30 22,4
5 Німеччина 72 60 500
б Бельгія 30 0 0
7 Фінляндія 30 0 0
8 Ірландія 25 0 0
9 Китай 23 21 1050
10 Іспанія 10 0 0
11 Норвегія 2,3 2,3
12 Японія 1 0 0
Загалом 1955,9 454,3 30,5

Вітер

 
Добові зміни вітру.

Джерело вітроенергетики  - сонце, так як воно є відповідальним за утворення вітру. Атмосфера землі вбирає сонячну радіацію нерівномірно через неоднорідності її поверхні та різний кут падіння світла в різних широтах в різну пору року. Повітря розширюється та підіймається догори, утворюючи потоки. Там де повітря нагрівається більше ці потоки підіймаються вище та зосереджуються у зонах низького тиску, а холодніше повітря підіймається нижче, створюючи зони високого тиску. Різниця атмосферного тиску змушує повітря пересуватися від зони високого тиску до зони низького тиску з пропорційною швидкістю. Цей рух повітря і є тим, що ми називаємо вітром.

Щоб найкраще використати вітряну енергію, важливо досконало розуміти добові та сезонні зміни вітру, зміну швидкості вітру в залежності від висоти над поверхнею землі, кількість поривів вітру за короткі відрізки часу та також статистичні дані хоча б за останні 20 років.

Від загальної кількості енергії сонця 1-2% перетворюється на енергію вітру[4]. Ця кількість вп’ятеро перевищує річну світову енергетичну потребу[4]. Сучасна технологія дозволяє використовувати тільки горизонтальні вітри, що розташовані близько до поверхні землі та мають швидкість від 12 до 65 км/год[5].

Історія використання вітру та повітря

 
Вітряки в Греції.
 
Ілюстрація використання уловлювача вітру та канал для його охолодження.

Енергія вітру використовується людством віддавна

Одним з найперших винаходів використання вітру було вітрило десь у п’ятому тисячолітті до н.е. У першому сторіччі до нашої ери давньогрецький вчений Герон Александрійський винайшов вітряк, що керував органом.

Вітряні млини для переробки зерна винайдені ще у середньовіччі. Вважається, що перші вітряки були збудовані в Сістані, десь між сучасним Іраном та Афганістаном, між дев’ятим та сьомим сторіччами до н.е. Вони мали вертикальну вісь, від шести до дванадцяти крил з полотна або очерету та використовувались як млини та помпи для води.

В останні роки енергія вітру все ширше використовується для одержання електроенергії. Створюються вітряки великої потужності і встановлюються на місцевості, де дмуть часті й сильні вітри. Кількість і якість таких двигунів зростає щорічно, налагоджене серійне виробництво.

У будівництві феномен вітру у давнину також застосовували для природньої вентиляції та охолодження повітря у сухих та жарких країнах Середньої Азії.

Вітроенергетика в Україні

Встановлена пікова потужність ВЕС України[6][7][8]
Рік МВт
2009
84
2010
86 2
2011
121 3
2012
262 8

Процес будівництва української вітроенергетики розпочався у 1996 році, коли була зпроектована Новоазовська ВЕС проектною потужністю 50 МВт. 1997 рік— запрацювала Трускавецька ВЕС. В 2000 році в Україні працювало вже 134 турбіни та закладено близько 100 фундаментів під турбіни потужністю 100 кВт. У 1998-1999 роках стали до ладу три нові ВЕС.

Значне, зростання будівництва вітроелектростанцій спостерігається з 2009 року, після запровадження Урядом України «Зеленого тарифу».

На 2013 рік в Україні діють десятки вітроелектростанцій (ВЕС), оснащених як імпортними так й власними вітроагрегатами.

На кінець 2012 року сумарна потужність вітроелектростанцій в Україні вже складала майже 263 МВт. Які протягом 2012 року виробили 288,2 млн кВт-год електроенергії, що в 3,2 рази більше, ніж у попередньому році (89,5 млн кВт-год.)[9].

Виробництво національних вітрогенераторів налагоджено на «Південмаші» у Дніпропетровську де збудували турбіну потужністю 1,0 МВт, яка встановлена зокрема на Новоазовській ВЕС. Наразі будівництво вітротурбін також здійснює спільне україно-німецьке підприємство ТОВ «Фурлендер Віндтехнолоджі», яке володіє ліцензіями на виробництво турбін потужністю 2, 2,5 МВт й в 2014 році розпочне виробництво однієї з найсучасніших вітроустановок світу зі встановленою потужністю в 3 МВт.[10]

Дане підприємство виграло тендер на будівництво першої вітрової електростанції в Казахстані.[11]

Європейський Союз

Станом на кінець 2012 року вітроелектрогенарація в ЄС налічувала встановлених потужностей— 106,04 ГВт, всього в Європі— 109,6 ГВт. Дані потужності забезпечили майже 10% виробництва електроенергії Євросоюзу.[12] В таких державах як Данія, Шотландія вітрогенерація виробляє третину електроенергії в електробалансі держав.

Вітроенергетика Єврокомісією віднесена до одних з пріоритетних напрямів розвитку електрогенерації. Щорічне зростання потужностей становить 11%[12].

Деякі сучасні пристрої та засоби використання вітру

Література

Джерела інформації

  1. а б Global Wind Energy Council News. Помилка цитування: Некоректний теґ <ref>; назва «gwec» визначена кілька разів з різним вмістом
  2. http://www.wwindea.org/home/images/stories/pr_statistics2007_210208_red.pdf World Wind Energy Association press release retrieved 2008 03 18
  3. Ветер, ветер, ты могуч
  4. а б Журнал Consumer, розділ Оточуюче середовище http://www.consumer.es/medio-ambiente/
  5. Allievi del corso di Meccanica, coordinati dal Professore A. Gatto (anno scolastico 2003/04) Risorse energetiche alternative: La forza del vento Scuole Medie Superiori, Progetti Interdisciplinari, Valsesia, Piemonte, Italia.
  6. Зміни встановленої потужності ОЕС України у 2012 році НЕК «Укренерго»
  7. Зміни встановленої потужності ОЕС України у 2011 році НЕК «Укренерго»
  8. Зміни встановленої потужності ОЕС України у 2010 році НЕК «Укренерго»
  9. [УНІАН: «За данними Держстату, впродовж останніх двох років Україна суттєво збільшила обсяг виробництва електроєнергії альтернативними джерелами.» ]
  10. В Краматорську до лютого налагодять виробництво 3 МВт вітротурбіни
  11. Українці побудують перший вітропарк в Казахстані
  12. а б в Європейська асоціація вітроелектрогенерації(англ.)

Див. також