2.4.5. Парусное оснащение судов

Используемый с древних времен на морях и океанах движитель — парус постепенно возвращается вновь на морские суда. Парусное оснащение имеет­ся не только на спортивных, прогулочных и учебных судах. Оно установлено на крупных пассажирских лайнерах американской туристической фирмы. Два корабля, рассчитанные на 225 пассажиров каждый, имеющие по 4 мачты с па­русами, построены в Гавре. Управляет парусами оператор с помощью автома­тических устройств и компьютера. Исследовательское судно известного французского ученого Ива Кусто было снабжено двигателем и системой раз­ворачивающихся парусов.

Первыми вернули паруса на современное крупнотоннажное судно водо­измещением 26 тыс. т японские судостроители. Парусное оснащение выпол­нено из твердого упругого материала. Управляющий микропроцессор с помо­щью датчиков учитывает не только силу ветра и его направление, но и скорость судна, а также режим работы главной двигательной установки. Это судно при одновременном выходе из порта к берегам США вместе с двумя обычными сухогрузами затратило на весь путь, проходящий через штормовые районы, 15 суток, а остальные — 40.

Британские специалисты серьезно заняты возвращением паруса в торго­вый флот. По их оценкам, применение парусов может сократить расход м°" торного топлива на одном дизельэлектроходе до 20%.

2.6. экологические аспекты строительства ВЭУ

Экологические аспекты использования энергии ветра приобретают боль­шое значение особенно потому, что в некоторых странах атомная энергетика запрещена в законодательном порядке, например, в Дании. Швеция должна по решению парламента вывести из эксплуатации все атомные электрические блоки в первом десятилетии XXI века. Под давлением общественности прави­тельство Германии отказалось вводить в строй новые АЭС.

Визуальное воздействие ветрогенераторов - субъективный фактор. Для улучшения эстетического вида ветряных установок во многих крупных фирмах работают профессиональные дизайнеры. Ландшафтные архитекторы привлекаются для визуального обоснования новых проектов.

В обзоре, выполненном датской фирмой AKF, стоимость воздействия шума и визуального восприятия от ветрогенераторов оценена менее 0.0012 евро на 1 кВт ч. Обзор базировался на интервью, взятых у 342 человек, живущих поблизости от ветряных ферм. Жителей спрашивали, сколько они заплатили бы за то, чтобы избавиться от соседства с ветрогенераторами.

Ветряные энергетические установки производят две разновидности шума:

• механический шум (шум от работы механических и электрических компонентов)

• аэродинамический шум (шум от взаимодействия ветрового потока с лопастями установки)

Источник шума	Уровень шума, дБ.
Болевой порог человеческого слуха	120
Шум турбин реактивного двигателя на удалении 250 м.	105
Шум от отбойного молотка в 7 м.	95
Шум от грузовика при скорости движения 48 км/ч на удалении от него в 100 м.	65
Шумовой фон в офисе	60
Шум от легковой автомашины при скорости 64 км/ч	55
Шум от ветрогенератора в 350 м.	35-45
Шумовой фон ночью в деревне	20-40

В непосредственной близости от ветрогенератора у оси ветроколеса уровень шума достаточно крупной ветроустановки может превышать 100 дБ.

Себестоимость электричества, производимого ветрогенераторами, зависит от скорости ветра.

Скорость ветра - Себестоимость (для США, 2004 год)

7,16 м/с - 4,8 цента/КВт.ч.

8,08 м/с - 3,6 цента/КВт.ч.

9,32 м/с - 2,6 цента/КВт.ч.

Для сравнения: себестоимость электричества, производимого на угольных электростанциях США 4,5-6 цента/кВт.ч. Средняя стоимость электричества в Китае 4 цента/кВт.ч.

При удвоении установленных мощностей ветрогенерации себестоимость производимого электричества падает на 15%. Ожидается, что себестоимость еще снизится на 35-40% к концу 2006г. В начале 80-х годов стоимость ветряного электричества в США составляла $0,38.

В марте 2006 года Earth Policy Institute (США) сообщил о том, что в двух районах США стоимость ветряной электроэнергии стала дешевле стоимости традиционной энергии. Осенью 2005 года из-за роста цен на природный газ и уголь стоимость ветряного электричества стала дешевле электроэнергии, произведенной из традиционных источников. Компании Austin Energy из Техаса и Xcel Energy из Колорадо первыми начали продавать электроэнергию, производимую из ветра, дешевле, чем электроэнергию, производимую из традиционных источников.

Наиболее благоприятный экологический эффект ветротурбин заключает-^Ся в том, что они не выбрасывают загрязнений в атмосферу и не создают °^Паеных отходов. Кроме того, по окончании эксплуатации ветроагрегаты лег-^к° Демонтируются и утилизируются, а земля полностью рекультивируется. По оценке специалистов Великобритании, единица энергии, вырабатываемой ВЭУ, предотвращает выброс 0,6-1 кг диоксида углерода СО₂ в атмосфер Так, ВЭУ мощностью 100 кВт исключает выброс 1 т сероводорода H₂S, 157 диоксида углерода СО₂, значительного количества пыли.

В Германии комплекс ветротурбин суммарной мощностью 12,4 МВт вы рабатывает ежегодно 26,5 млн кВт.ч электроэнергии. При той же выработке на ТЭС в атмосферу могло бы попасть: 1177 т SO₂, 2858 т СО₂, много пыли и других загрязнений. В целом, уже действующие ВЭС на территории стран Ев­ропейского Союза (Р = 4425 МВт) позволяют предотвратить ежегодно выброс 7800000 т С0₂, 26000 т SO₂ и 22500 т NO_X.

К числу недостатков, присущих ветроэнергетическим станциям, относят большие территории, которые они занимают — порядка 8-10 га на 1 МВт ус­тановленной мощности. Собственно фундаменты под дороги ВЭУ занимают только 2% этой площади. Поэтому в Англии, Канаде, Германии и других странах остальная земля используется как пастбище для овец и для возделы­вания сельскохозяйственных культур.

На начальной стадии эксплуатации ветроэлектрические установки вызы­вали отрицательное отношение населения из-за неблагоприятного функцио­нального, социального и эстетического воздействия на окружающую среду. Они создавали электромагнитные помехи при приеме теле- и радиопередаю­щей станции. Кроме того, ветроколеса диаметром более 10 м при вращении генерируют инфразвуковые колебания, которые не воспринимаются на слух, но оказывают вредное угнетающее психологическое воздействие на организм человека и на животных.

Влияние указанных факторов можно значительно уменьшить при тща­тельном изучении мест предполагаемого строительства ВЭУ и с помощью технических мер. Например, помехи при приеме телепередач устраняются пу­тем использования недорогих направленных передатчиков и приемников.

В результате принятых мер современные ветротурбины являются доста­точно тихими объектами, и шум перестал быть проблемой. Некоторые страны законодательным порядком регламентируют размещение ветротурбин побли­зости от домов, дорог, аэропортов и других объектов.

При создании ВЭС необходимо тщательно прорабатывать вопрос взаим­ного размещения отдельных ветротурбин. Когда расстояние между ВЭ^ меньше 8-10 диаметров ветроколеса, возникает значительное ослабление ветрового потока. Оно может проявиться в нежелательном влиянии на климат ре-ионз из-за ухудшения частоты смены воздуха в промышленных районах.

Снижение уровня шума и вибрации при работе ветроагрегата достигается _овершенствованием его конструкции, уменьшением скорости вращения вет-поколеса, тщательной обработкой лопастей, применением эластомерных про­кладок между поворотной гондолой и башней.

Некоторые ветротурбины мощностью более 1 МВт, выпускаемые в Герма­нии, имеют литые конструкции из модифицированного чугуна (опорная рама с подшипниковыми кронштейнами), который обладает высокими демпфирую­щими свойствами по отношению к механическим и акустическим нагрузкам.

Безредукторная конструкция ветротурбины с многополюсным синхрон­ным генератором уменьшает скорость вращения вала генератора и резко по­нижает уровень шума. Так, немецкие ВЭУ ENERCON-40, ENERCON-60 ха­рактеризуются уровнем шума, который в 3-3,5 раза меньше, чем на обычных установках.

В земле Северный Рейн-Вестфалия (Германия) предельно допустимый шум ветротурбин ограничен уровнем 35 дБ для установок мощность более 500 кВт. Поэтому они не должны располагаться ближе 950 м от жилых строений. Предусматривается даже остановка ВЭУ в ночное время при больших скоро­стях ветра, если уровень шума от ветротурбины превышает 40 дБ.

Экологи высказывали опасения, что в районах размещения ВЭС будет гибнуть много птиц при столкновении с вращающимися лопастями. Однако серия исследований, проведенных в Дании и Соединенных Штатах, показала, что в десятки и сотни раз больше птиц погибает от столкновений с движущи­мися автомобилями, на линиях электропередачи и от охотников. При проекти­ровании мест размещения ВЭС все-таки следует учитывать пути миграции птиц.