статистика авторов: 5062 материалов: 1364 online: 9
Вход | Регистрация

Разделы сайта

Лучшие авторы

seok

seok

Интересуюсь вопросами раскрутки сайта в интернете.... читать

Нет Фото

Ольга Буд-маг

Интернет-магазин строительных материалов. Не знает... читать

Свежие комментарии

Отличная рекомендация. Казалось бы, очевидное решение, но никогда и не... читать >>

Спасибо большое, весьма полезная статья про теплый пол. читать >>

Мы в нашей компании Wellsoft используем Xamarin для разработки мобильн... читать >>

Отличная статья. Я кстати сейчас присмотрел себе в качестве сервиса но... читать >>

НОВЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ВЕТРА

 

НОВЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ВЕТРА

 

Экологическая обстановка на Земле, ограниченные запасы углеводородного сырья и опасность, которую несут в себе атомные электростанции побуждает человечество обращаться к иным источникам энергии: солнцу, воде, ветру. Обратная сторона использования солнечной энергии – необходимость производить дорогостоящие фотоэлементы  и покрывать ими внушительные площади. Строительство гидроэлектростанций не везде целесообразно и технически возможно. Оптимальный вариант, который может быть реализован в большинстве регионов планеты от пустынь до вечной мерзлоты – ветровые электростанции. Сейчас в мире увеличивается количество ветровых ферм. Автономные ветрогенераторы, установленные в частных домах,  полностью или частично удовлетворяют потребности жильцов в электричестве.

Цель данной работы рассмотреть альтернативный вариант конструкции ветровой мини-электростанции.   

В ходе теоретических изысканий, мною был рассмотрен проект создания ветровой фермы без использования традиционных лопастных ветрогенераторов, предложенный Дарио Нуньес-Амени. Суть проекта заключается в строительстве углеволоконных стеблевидных прутьев с бетонным основанием, высотой 55 м, нижним диаметром 300мм, верхним диаметром 50 мм.

Когда ветер дует, стебли  из углеродного волокна, колышутся подобно тростнику.

Внутри ветростебель подобен  детской пирамидке. Он состоит из чередующихся электродных дисков и слоев пьезоэлектрического материала.  Под воздействие ветра стебли сгибаются, провоцируя сжатие дисков. В результате образуется электрический ток, который затем так же, как и в обычном ветрогенераторе  поступает в контроллер/сетевой контроллер, преобразующий ток в постоянный. Преобразованный ток подается в аккумуляторы, затем на инвертор либо сразу на сетевой инвертор, где он преобразуется в переменный ток бытового (220 В) либо промышленного (380 В) значения.

Данная теория легла в основу моих научных изысканий. Суть моей идеи заключается в том, чтобы устанавливать ветростебли непосредственно на крыши домов. Конструкция ветростебля также представляет собой сужающийся к вершине прут, изготовленный из чередующихся слоев электродных дисков и дисков из пьезоэлектрического материала. Внешняя оболочка прута выполнена из углеродного волокна, пропитанного гибкой эпоксидной смолой.

Диаметры и длины прутьев предполагается рассчитывать исходя из высоты здания, несущей способности конструкции и высоты, на которой сила ветра достаточна для  получения электрического тока. Вместо бетонного основания, прутья предполагается закреплять металлическими фремами. Устанавливать стебли можно с максимальной плотностью.

Главное преимущество данной конструкции – отсутствие вращающихся  элементов, следовательно – отсутствие потерь на трение.

Известно, что обычные ветрогенераторы при определенных скоростях ветрах продуцируют инфразвук.  Вероятность генерирования инфразвука ветропрутьями минимальна.

Еще одно преимуществом ветропрутьев – отсутствие зависимости от направления ветра. В ветрогенераторах с горизонтальной осью это можно получить, лишь установив датчики направления ветра и поворотный механизм, что усложняет конструкцию и повышает стоимость агрегата. При быстрой смене направлений ветра, поворотный механизм не столь эффективен.

Проект ветростанции на крыше дома предполагает параллельное подключение каждого ветростебля либо объединение стеблей в группы с последующим параллельным соединением. Таким образом, в случае поломки одного или нескольких стеблей, ветростанция продолжит работу с несколько меньшим КПД.

Стеблевую станцию на крыше дома предполагается использовать в комбинации с магистральными электрическими цепями. В будущем возможно достижение КПД достаточного для перевода здания в полностью автономный режим электроснабжения.

Также ветростанция может быть использована для отопления и горячего водоснабжения в частном доме в комбинации с геотермальной системой тепла. При этом за счет продуцируемой энергии будет нагреваться бойлер.

В данный момент проводятся инженерные расчеты и детальное изучение химических свойств материалов, которые позволят изготовлять конструкции с оптимальными  показателями механической прочности, гибкости и КПД.

Частные дома распространены на всей территории России. Это деревни с вековой историей, новые коттеджные поселки и дачи. В ряде населенных пунктов до сих пор происходят отключения электроэнергии почти каждую неделю, а удаленность от райцентров и отсутствие дорог сильно затрудняет оперативный выезд ремонтных бригад. Монтаж ветровых установок описанной конструкции может заметно помочь жителям таких населенных пунктов. При  наличии мощных аккумуляторов, даже в периоды слабых ветров заряда должно хватать, как минимум, для питания холодильника.

Также установка позволяет значительно экономить на оплате счетов за магистральное электричество. Например, в доме площадью 120-150 кв. м в зимний период в северных регионах счет за электричество может превышать 2000 руб./мес., причем сюда входит освещение, 2 холодильника, 2 телевизора, 1 духовка, 1 компьютер.  Если подключить электрический водонагреватель и 3 радиатора, счет может превысить 5000 руб./мес. Установка ветрогенератора должна сократить расходы на 40-80% в зависимости от места установки, средней скорости ветра и мощности аккумуляторов. Таким образом, целесообразность разработки и строительства мини-ветростанций описанной конструкции очевидна.

Заболотный Дмитрий Юрьевич АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ ФГАОУ ВО "КФУ им. В.И. Вернадского" E-Mail:lsd·[email protected]·ru


    Версия для печати  

Комментарии

Отсутствуют

Коментирование доступно только авторизованным пользователям. Если Вы еще не зарегистрированы, можете сделать это прямо сейчас.

Другие статьи этой тематики

Солнечные батареи модный тренд, или реальная экономия?

Фото

Производство электроэнергии с помощью солнечных батарей преимущества и недостатки.

Категория: Энергетика | Автор: Igorexaxa | Добавлено: 06.04.2014