Новосибирск
+7-953-766-84-48
Главная  О проекте  Как купить  Контакты  Блог 
 
 Механические игрушки (7)
 Робототехника (11)
 Физика для детей, больших и маленьких. (10)
 Химия для детей (7)
 Электроника, электрические цепи (7)
 Электронные конструкторы «Знаток» (4)
 Нет в наличии, просто посмотреть, что бывает :). (129)
Новости
05.05.2013
Результаты конкурса по робототехнике
01.05.2013
Результаты конкурса будут объявлены 4 мая
21.04.2013
Приз зрительских симпатий
Читать блог
2013-05-04 22:00:02
Итоги конкурса по робототехнике
2013-04-15 00:23:49
Робототехники-новички: Усанова Кристина и Чистякова Марина, 11 лет. Альфарекс.
2013-04-15 00:03:30
Юные таланты: Тихонов Дима, 5 лет. Робот.
Я Узнаю Мир » Работы конкурса «Чистая Земля» » Ялалова Алсу, 8 класс. Энергия ветра- как человек ветер приучил.

Ялалова Алсу, 8 класс. Энергия ветра- как человек ветер приучил.

Поделиться

Быстрый просмотр (исключена анимация, задержки, интерактив и т.д.):

Оригинал работы, оцениваемый жюри .

После того как человек приручил некоторые виды животных и научился возделывать землю, он задумал использовать силы природы в конкретных целях. Понятно, что ему мешали предрассудки, связанные с религиозным страхом. Но, как показало время, человек подчинил себе не только пространство, но и энергию природных стихий.Ярким примером может служить использование энергии ветра (слайд 1) . Воздушные шары, мельницы, паруса кораблей помогали человеку укротить ветер и использовать его энергию по своему усмотрению (слайд 2,3) . Безусловным лидером по приручению ветра может считаться Германия (слайд 4) . В этой стране на сегодняшний день используется около 13000 ветряных турбин. Больше ни одна страна в мире не может похвастаться таким размахом. Лучшим местом для использования оборудования ветряной энергетики являются горные районы, а также побережье. Хотя и в центре страны ветряных мельниц расположено предостаточно.

Но что касается энергии ветра, то она как нельзя лучше подходит на роль альтернативного источника энергии. Процесс выработки такой энергии в высшей степени экологичен, для турбин не требуется никакого топлива, смонтировать и установить нужное количество этих современных ветряных мельниц не требует особого труда и затрат времени (слайд 5) . Как знать, быть может, лет через 50 вынужденный переход человечества на источники альтернативной энергии позволит освещать улицы в вечернее время при помощи энергии ветра.

Помимо перечисленных преимуществ стоит упомянуть безопасность ветряной энергетики. Если атомные электростанции несут потенциальную опасность техногенных катастроф, то парк ветряных турбин может разве что потревожить особо чуткий слух соседей непрерывным жужжанием лопастей.

Почти столетие для ветра не было серьезной работы. Но пора его бессрочного отпуска подходит к концу: человечество все активнее пытается избавиться от нефтяной зависимости.

К началу прошлого века в вопросе использования энергии ветра Россия была в числе самых передовых стран. У нас крутилось более 250 тысяч ветряных мельниц, а их общая мощность зашкаливала за гигаватт.

Главным источником ветровой энергии на нашей планете, как и двигателем большинства других земных процессов, служит самая близкая к нам звезда — желтый карлик по имени Солнце (слайд 6) . Именно его излучение, неравномерно нагревая планету, создает в ее атмосфере зоны различного давления. Воздух стремится перетечь из зоны высокого давления в зону низкого. Эти перемещения образуют крупномасштабные воздушные течения, которые называются ветром. Принято считать, что он «начинается» со скорости движения воздуха 0,6 м/с. Однако ветровая энергетика более требовательна, для нее необходима скорость ветра не ниже 5—6 м/с (слайд 6) . Лишь при такой скорости ветрогенераторы начинают вырабатывать энергию надлежащего качества. Оптимальной считается сила ветра 14—17 м/с. У поверхности земли такие скорости бывают нечасто, поэтому ветряки устанавливаются на башни высотой десятки метров.

Современные ветродвигатели делятся на два основных типа: карусельные, с вертикальной осью вращения, и крыльчатые — с горизонтальной (слайд 7) . Последние имеют более привычный вид, напоминающий старые мельницы, только лопастей у них меньше. Строители старинных неторопливо крутящихся ветряков старались сделать побольше «крыльев», чтобы лучше использовать силу ветра. Однако эффективность растет с числом лопастей нелинейно: четыре лопасти не будут вдвое эффективнее, чем две. А с ростом скорости вращения эффективность все больше зависит от аэродинамических показателей, а не от числа лопастей. Если учесть, что в мощных ветроустановках до 40% стоимости может приходиться на ротор, то становится понятным, почему сегодня у большинства мощных ветряков лишь две-три лопасти (а в некоторых случаях, правда довольно редко, — всего одна с противовесом). Основным параметром, влияющим на мощность установки, является длина лопастей. Она доходит до 60 метров, а то и больше в отдельных случаях. Их длина ограничена скоростью движения концов лопастей, которая не должна превосходить примерно треть скорости звука. К тому же по расчетам инженеров корпорации Boeing, ведущей компании по производству лопастей для промышленных ветрогенераторов, при диаметре ротора более 120 метров растет риск того, что разновысотные ветры просто разнесут дорогую установку.

Чтобы эффективность установки была максимальной, ее надо разворачивать перпендикулярно ветру. В маленьких бытовых ветрогенераторах с этой задачей справляется хвостовой стабилизатор, действующий по принципу флюгера. Однако повернуть промышленный ветрогенератор общим весом в десятки, а то и сотни тонн такой стабилизатор уже не в силах, и эти функции возложены на специальную систему электронного управления рысканьем (поворотами по азимуту).

В карусельных ветряках такая система не нужна, и это одно из главных их преимуществ. Работа такой установки не зависит от направления ветра, а высота не ограничена теми максимальными 120 метрами, что останавливают проектировщиков крыльчатых установок. Вдобавок карусельные ветряки начинают работать при значительно меньшей скорости ветра, чем крыльчатые.

Простейший карусельный ветряк используется в приборе для измерения скорости ветра — анемометре. На концах горизонтальной перекладины закреплены чашки. В одну из них ветер «задувает», а другую «обдувает» со дна. Ясно, что давление воздуха на первую чашку будет больше, чем на вторую. Перекладина начинает вращаться вокруг вертикальной оси, и чем сильнее ветер, тем быстрее. На ось можно насадить много таких перекладин, а еще удобнее прикрепить к ней высокие корытообразные лопасти. Теоретически их высота может измеряться хоть километрами. (Слайд8,9)

Однако при всех плюсах карусельных ветряков коэффициент полезного использования силы ветра у крыльчатых конструкций пока значительно выше, поэтому и распространены они гораздо шире. Сейчас на их долю приходится более 90% всех промышленных энергоустановок в мире. Положение могут изменить ортогональные карусельные ветряки. В них лопасти-полубочки заменены вертикальными крыльями, сделанными по принципу самолетных. Такой ветродвигатель сначала надо закрутить с помощью какого-нибудь стороннего агрегата, зато, выйдя на рабочий режим, он теоретически способен развить мощность в 20 МВт, в то время как самые мощные «крыльчатки» выдают 5—6 МВт.

Проблемы чистого источника (слайд 10).

Применение современных технологий, постройка новых мощных генераторов и государственная поддержка позволили значительно снизить себестоимость электричества, производимого на ветряках. Однако перед ветроэнергетикой стоят еще и другие проблемы неэкономического характера. Главный ее недостаток — непостоянство. Ветер, как известно, то дует, то нет. И дует отнюдь не равномерно: то слабо, то сильно, то порывами. Получается, что сегодня генератор выдает одну мощность, завтра — другую, а послезавтра ветер затих и электричество вовсе пропало. Поэтому если ветряк обслуживает какой-то конкретный объект, к нему приходится добавлять целый комплекс аппаратуры.

Вторая проблема — относительно низкая интенсивность. Средний промышленный ветрогенератор выдает порядка 1 МВт электрической мощности. На площади в 1 км2 можно разместить десяток-другой таких установок, только тогда они не будут мешать работе друг друга. С учетом непостоянства ветров с 1 км2 можно снимать в среднем 5—10 МВт электроэнергии, а для получения 1 ГВт понадобится площадь 100—200 км2. Для сравнения: Курская АЭС мощностью 4 ГВт вместе со всеми вспомогательными сооружениями и даже с рабочим поселком занимает площадь 30 км2. Стандартный способ решения этой проблемы — отведение под ВЭС пустующих земель либо использование пустующей территории ВЭС для выращивания сельскохозяйственных культур. Проще говоря, сдача их в аренду фермерам по сниженным ценам. Кроме того, многие государства стали создавать «морские ветропарки», застраивая ветряками прибрежные шельфовые зоны.

Находиться рядом с действующим ветряком не слишком комфортно, поскольку он изрядно шумит. В этом и состоит третья проблема. Непосредственно рядом с гондолой мощного ветрогенератора интенсивность шума может достигать 100 дБ, как на станции метро, на которую прибывают сразу два поезда..

Кроме шума есть и другие проблемы, связанные с близким соседством ветрогенераторов и населенных пунктов. Когда в 1986 году англичане установили на Оркнейских островах экспериментальный ветродвигатель, местные жители стали жаловаться на то, что он мешает им смотреть телевизор. Снабженные металлическими молниеотводами лопасти генератора создавали мощнейшие помехи для телевизионного сигнала. Пришлось устанавливать на острове дополнительный телевизионный ретранслятор. А жители города Бун (США), возле которого в 1980 году построили ВЭС мощностью 2 МВт, стали жаловаться, что у них в шкафах гремит посуда, а с полок падают горшки с цветами. Оказалось, что станция при работе, кроме обычного акустического шума, производила еще и инфразвук частотой 6—7 Гц, неощутимый человеческим ухом, но создающий вибрацию и вообще небезопасный для организма. От этой проблемы почти полностью удалось избавиться путем доработки лопастей генераторов.
Между прочим, ремонт ВЭС — тоже непростая задача. Лопасти и генератор весом в десятки и сотни тонн надо поднимать на башню высотой 80 метров — почти 30-этажный дом. Помогают в этом деле специальные краны, изначально встроенные в башни многих современных ветроэнергетических установок. Есть и другие проблемы: попадание птиц в лопасти работающих агрегатов, небольшие изменения микроклимата в районах крупных ВЭС, опасность пожара установки от трения деталей, привлекательность башен для молний и, наконец, изменение пейзажа. Но несмотря на все это, генераторы продолжают строить. И не только потому, что дорожает нефть. Не так давно для их использования появился новый стимул — Киотский протокол. ВЭС, в отличие от ТЭС, не выбрасывают в атмосферу ни одного грамма углекислого газа, а значит, не способствуют «глобальному потеплению». На научном языке это называется «нулевой эмиссией» парниковых газов (слайд 11). Для развитых государств, которым протокол предписывает сокращать эмиссию, перевод части энергетики на экологически чистые источники, каковыми являются Солнце и ветер, — достойное и удобное решение.

Литература:
-Интернет,
-Журнал «Вокруг Света»

№8

Поделиться

Просмотров: 1579

Автор: Я Узнаю Мир

Дата: Суббота, 14 Января 2012

смотреть все статьи...
Корзина пуста.
Раздел покупателя
E-Mail:
Пароль:
Регистрация | Забыли пароль?
КОНКУРС ПО РОБОТОТЕХНИКЕ ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ И ДОШКОЛЯТ 2013
КОНКУРС ПО РОБОТОТЕХНИКЕ 2013
КОНКУРС ДЕТСКИХ ПРЕЗЕНТАЦИЙ 2012 АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
КОНКУРС ДЕТСКИХ ПРЕЗЕНТАЦИЙ ЧИСТАЯ ЗЕМЛЯ
КОНКУРС ДЕТСКИХ НАУЧНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 2011
КОНКУРС ДЕТСКИХ НАУЧНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 2011
КОНКУРС ДЕТСКИХ НАУЧНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 2010
КОНКУРС ДЕТСКИХ НАУЧНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 2010
 
Карта сайта Соглашение Сотрудничество Сотрудничество с детскими образовательными учреждениями
Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 689689250908
Проверить аттестат
merchant.webmoney.ru www.robokassa.ru www.prochange.ru/