Амосова Дарья, 9 класс, МАОУ Лицей ИГУ, г. Иркутск

 

Научный руководитель: Л.В. Маланушенко,

Ученица 9Мкл., МАОУ Лицея ИГУ, г.Иркутска, Д.В. Амосова

 

Использование энергии ветра, как альтернативного источника энергии

 

Аннотация:В настоящее время многие высокоразвитые страны переходят на использование альтернативных источников энергии, с целью сохранения природных ресурсов и уменьшения вредного воздействия на окружающую среду. В связи с этим, мною был разработан проект, в котором я рассмотрела возможность использования ветрогенератора для энергоснабжения дома в сельской местности на территории Иркутской области.

 

Ключевые слова:альтернативная энергетика, ветрогенератор, генератор ElectroWind G-3+

 

Введение

Ветер – неограниченный ресурс для производства электроэнергии. Он есть везде, бесконечен, экологически чист. Использование энергии ветра началось на самом раннем этапе человеческой истории. Древние персы (территория современного Ирана) использовали силу ветра для размола зерна. В середине XIX в. в США был изобретён многолопастный ветряк, использовавшийся для подъёма воды из колодцев.[3]

Если в прошлом энергию ветра использовали, как правило, для повышения эффективности физического труда, то в настоящее время энергию ветра применяют в основном для выработки электроэнергии. Ветроэнергетика является отраслью энергетики, которая специализируется на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в народном хозяйстве.[4]

С каждым годом все больше используется природных ресурсов в качестве источников энергии, что приводит к их истощению. Для предотвращения данной тенденции создаются проекты по использованию альтернативных источников энергии, которые будут экономически выгодными и экологически безопасными. В связи с этим мною была поставлена цель заключающаяся в том, чтобы рассмотреть проблемы и перспективы использования энергии ветра, как альтернативного источника энергии.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: рассмотреть альтернативные и возобновляемые источники энергии; изучить способы превращения энергии ветра в электроэнергию; рассмотреть возможность использования ветрогенератора на территории Иркутской области.

 

Методы и материалы:

В качестве модельного образца использовался генератора ElectroWind G-3+, характеристики которого являются более подходящими: номинальная мощность 3 кВт, диаметр ветродвигателя 7 м, напряжение 48 В, масса 70 кг и стоимость 105000 рублей.

По данным фирмы производителя, при скорости 3, 6 и 10 м/с, будет вырабатываться мощность 0,2, 2 и 3,4 кВт.[1] Зная, что стоимость 1кВт энергии в нашем городе, мы смогли рассчитать срок окупаемости ветрогенератора: Стоимость генератора / (цену 1кВт энергии * количество часов в году * выработку энергии) = срок окупаемости.

 

Результаты и обсуждения:

Мною было проведено исследование возможности использования ветрогенератора для энергоснабжения дома в сельской местности на территории Иркутской области с целью уменьшения вредного воздействия на окружающую среду.

Наиболее благоприятными территориями для установки ветряков для  энергоснабжения дома в сельской местности в Иркутской области являются Иркутский, Ольхонский и Слюдянский районы (согласно розе ветров Иркутской области [2]). На данных территория существуют населенные пункты, жители которых могли бы перейти на использование энергии ветра.

Для выработки электроэнергии с помощью ветра менее затратной является покупка нескольких ветряков с меньшей мощностью, так как покупка ветряков с большой мощностью достаточно дорогостоящая, и чтобы такой ветряк работал на полную мощность, необходим довольно сильный ветер, который на территории Иркутской области возникает крайне редко. Но тут возникают проблемы, связанные с размещением их на территории (так как диаметр лопастей в среднем превышает 3 м), шумовыми эффектами и прерыванием радио- и телеволн. 

 

Таблица 1

Выработка энергии генератором ElectroWind G-3+

	Скорость ветра, м/с			Выработка энергии генератором ElectroWind G-3+  кВТ
Населенный пункт	Макс.	Сред.	Миним.	Макс.	Сред.	Миним.
Иркутский район (Иркутск)	21	2	1,7	7,14	0,13	0,11
Слюдянский район (Байкальск)	16	1,3	1,2	5,44	0,08	0,07
Ольхонский район (Хужир)	24	2,2	1,7	8,16	0,14	0,11

 

Таблица 1

В таблице 1 показано, сколько будет вырабатываться энергии  генератором ElectroWind G-3+  при максимальной, среднегодовой или минимальной скоростей ветра на территориях Иркутского, Слюдянского и Ольхонского районов.

 

Таблица 2

Срок окупаемости генератора ElectroWind G-3+

	Срок окупаемости, год
Населенный пункт	Макс.	Миним.
Иркутский район (Иркутск)	2,5	151,5
Слюдянский район (Байкальск)	3	238
Ольхонский район (Хужир)	2	151,5

В таблице 2 показаны расчеты окупаемости генератора ElectroWind G-3+ , стоимость которого 105000 рублей, при максимальных и минимальных значениях скоростей ветра.

 

На основе полученных данных можно сказать, что использование ветрогенератора на территории Иркутской области, для предотвращения крупных экологических проблем, возможно, но в настоящее время является экономически невыгодным и причиняет небольшие неудобства людям. В России данный альтернативный источник мало используется, так как природные условия не способствуют эффективной выработке энергии. Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра считаются прибрежные зоны и прилежащие к горным системам участки.

 

Библиографический обзор

1.http://www.electrowind.ru

2.Атлас «Иркутск и Иркутская область», 2-е издание, обновленное и дополненное ФГУП «ВостСиб АГП», 2010 г

3.http://www.powerinfo.ru/wind-generator.php

4.http://energodoma.ru