Тема 10: Нетрадиционные источники энергии.
10.1. Ветроэнергетика.
Типы ВЭУ:
- репейлерный
к
оэф.
использования ветра:
- репелейрный с вихреобразователем.
коэф. использования ветра: к=0.5.
Многолопастной:
- парусный - роторно-приводного типа (Флентера):
- ортогональный - Савониуса
- Дарье - Геликодный
Для установок типа репейлерного, репейлерного с вихреобразованием, ортогональной и Савониуса скорость ветра д.б. достаточно невелика 4 – 5 м/с (ср. годовая по РБ). Для других, особенно роторно-приводного и гелиеоидного типа, скорость ветра д.б. > 12 м/с.
- Мак Гроув:
в
нутригодовой
ход скорости ветра на территории РБ:
Число часов использования установленной мощ-ти ВЭУ будет находиться в районе 2 – 2.5 тыс. часов.
Остальное время установка может или вообще стоять или работать с незначительной мощ-тью, что повышает на нее срок окупаемости т эффективность работы. На уровне 20 – 80 м, скорость ветра колеблется от 0.2 до 4 м/с.
Мощ-ть, развиваемая ВЭУ может определятся:
,
где ср = к –
коэф. эффективности использования ВЭУ,
ρ – плотность воздуха, F
– сила, набегающая на колесо потока.
, где
-
перепад давления на ветроколесе, S
– поперечное сечение ветроколеса, uo
– скорость потока.
По данным ГосКомГидроМета. и ГП “Белэнергосетьпроект”, Ветроэнергетический потенциал территории РБ можно представить в следующем виде
зона |
тер-я, тыс.м². |
выработка энергии, кВтч. |
|||
с 1 м², млн кВтч |
|
Утилизируемая с территории зоны, %, млрд. кВтч. |
|||
100% |
7% |
||||
II |
39.7 |
2267 |
90 |
78.1 |
5.5 |
III |
21.9 |
3995 |
87.5 |
81.5 |
5.7 |
IV |
15.7 |
7051 |
110 |
64 |
4.5 |
Максимальная выработка э/э учитывалась при числе часов работы установленной мощ-ти 3000 часов в году.
10.2. Что несет развитие ветроэнергетики.
Наряду с положительными сторонами ВЭУ сущ-ет ряд отрицательных, негативных аспектов:
1. Шум. Уровень шума в сравнении от шума ВЭУ. Болевой порог чувствительности уха 140 дБ.
Шум турбин реактивного двигателя на удалении 250 м – 105 дБ.
Общий шумовой фон офиса – 60 дБ.
Шум от ветро фермы в 350 м от нее – 35-45 дБ.
2. Вред, наносимый животным и птицам.
Оценка ежегодной смертности птиц в Голландии:
От охоты – 1.5 млн. птиц.
От ЛЭП – до 1 млн. птиц.
От ветряков – 0.2 млн. птиц.
3. Визуальное воздействие.
4. Негативное влияние на прохождение радио и телевизионных сигналов.
5. использование земли.
10.3. Гидроэнергетика.
Принципы работы гидротурбины закл-ся в преобразовании энергии воды потенциальной в механическую, при этом мощ-ть, получаемая из-за падения воды, м.б. определена.
,
где
Q – объем расхода воды, Н – высота падения воды, мощ-ть на валу гидротурбины будет определена как:
,ρ
– плотность воды,
- КПД гидротурбины.
Гидротурбины сущ-ют активного и реактивного типа.
Схема активной гидротурбины:
Э
ффективность
активной гидротурбины, в силу ограниченного
подвода воды на лопатки не высока,
поэтому применяют реактивные гидротурбины,
которые имеют следующие схемы:
1
).
4-х сопловая турбина Пельтона.
2) радиально-осевая турбина Фрэнсиса.
3) турбина Каплана.
.
4) турбина Банки.
Д
ля
низких напоров меньше 10 м и расходов
5-20 м/с целесообразно использовать
пропеллерные гидротурбины, для напоров
от 10 до 20 м, целесообразно использовать
турбины горизонтально осевые, для
напоров свыше 20 м - используются турбины
пропеллерные с вертикально-вынесенным
генератором, это турбины типа Каплана.
На ГЭС мощ-ть турбины принимается больше, чем мощ-ть генератора на величину потерь генератора, т.е. на 2-4; больше. Активная мощ-ть гидро-турбины м.б. получена через напряжение – итог:
