Wind power/ru

Ветер — это крупномасштабное движение воздуха. Он является результатом неравномерного нагрева Земли Солнцем и того факта, что температура постоянно стремится к равновесию (тепло всегда перемещается в более холодную область). Энергия ветра — это кинетическая энергия движущегося воздуха.

На Земле ветер относительно слабый — астрономы обнаружили, что на других планетах скорость ветра может достигать тысяч километров в час. Это один из способов, благодаря которому исключительные условия Земли делают возможной жизнь для нас и напоминают нам о необходимости бережного отношения к этой уникальной планете.

В нынешних условиях окружающей среды нам необходимо активнее использовать возобновляемые источники энергии, такие как ветер. Ветряные турбины можно устанавливать на сельскохозяйственных угодьях и других открытых полях, где нет препятствий или где вокруг расположены какие-либо сооружения.

Уровень энергии ветра

Доступная энергия ветра или плотность мощности сильно варьируется в зависимости от местоположения на Земле, а также от высоты над уровнем моря. Существует несколько классификаций и способов определения энергии ветра. Например, существует шкала Бофорта и классификация плотности ветровой энергии NREL США. ^{[ 1 ]}

Ветер как следствие неравномерного солнечного излучения
Карта глобальных ветров

Шкала Бофорта

Число Бофорта	Описание	скорость ветра	Высота волн	Морские условия	Условия местности
0	Спокойствие	< 1 км/ч	0 м	Плоский.	Спокойствие. Дым поднимается вертикально.
		< 1 миля в час	0 м
		< 1 кН	0 футов
		< 0,3 м/с	0 футов
1	Легкий воздух	1,1–5,5 км/ч	0–0,2 м	Рябь без гребней.	Дым указывает направление ветра, и флюгеры перестают двигаться.
		1–3 мили в час	0–0,2 м
		1–2 кн	0–1 фут
		0,3–1,5 м/с	0–1 фут
2	Легкий ветерок	5,6–11 км/ч	0,2–0,5 м	Небольшие волны. Гребни имеют зеркальную поверхность, не разбиваются.	Ветер ощущается на открытых участках кожи. Листья шелестят, и флюгеры начинают двигаться.
		4–7 миль в час	0,2–0,5 м
		3–6 кН	1–2 фута
		1,6–3,4 м/с	1–2 фута
3	Легкий ветерок	12–19 км/ч	0,5–1 м	Крупные волны. Гребни начинают разбиваться; местами видны белые гребни.	Листья и мелкие веточки постоянно шевелятся, светящиеся флажки расправлены.
		8–12 миль в час	0,5–1 м
		7–10 кН	2–3,5 фута
		3,4–5,4 м/с	2–3,5 фута
4	Умеренный ветерок	20–28 км/ч	1–2 м	Небольшие волны с разбивающимися гребнями. Довольно часто образуются белые гребни.	В воздухе поднялась пыль и разбросанная бумага. Начали двигаться мелкие веточки.
		13–17 миль в час	1–2 м
		11–15 кН	3,5–6 футов
		5,5–7,9 м/с	3,5–6 футов
5	Свежий ветерок	29–38 км/ч	2–3 м	Умеренные волны некоторой длины. Много белых гребней. Небольшое количество брызг.	Ветви среднего размера шевелятся. Небольшие деревья в листве начинают покачиваться.
		18–24 миль/час	2–3 м
		16–20 кН	6–9 футов
		8,0–10,7 м/с	6–9 футов
6	Сильный ветер	39–49 км/ч	3–4 м	Начинают формироваться длинные волны. Очень часто образуются белые пенные гребни. Присутствуют брызги воды в воздухе.	Крупные ветви деревьев движутся. Слышен свист в проводах над головой. Использовать зонты становится сложно. Пустые пластиковые мусорные баки опрокидываются.
		25–30 миль в час	3–4 м
		21–26 кН	9–13 футов
		10,8–13,8 м/с	9–13 футов
7	Сильный ветер, умеренный шторм, почти штормовой ветер	50–61 км/ч	4–5,5 м	Море сильно вздувается. Часть пены от разбивающихся волн разносится ветром полосами. В воздухе поднимается умеренное количество брызг.	Целые деревья в движении. Чтобы идти против ветра, требуются усилия.
		31–38 миль в час	4–5,5 м
		27–33 кН	13–19 футов
		13,9–17,1 м/с	13–19 футов
8	Штормовой ветер, сильный шторм	62–74 км/ч	5,5–7,5 м	Волны умеренной высоты с разбивающимися гребнями, образующими песчаную пыль. Хорошо заметные полосы пены разносятся ветром. Значительное количество брызг в воздухе.	С деревьев отломаны ветки. Автомобили съезжают с дороги. Передвижение пешком серьезно затруднено.
		39–46 миль в час	5,5–7,5 м
		34–40 кН	18–25 футов
		17,2–20,7 м/с	18–25 футов
9	Сильный шторм	75–88 км/ч	7–10 м	Высокие волны, гребни которых иногда перекатываются через борта. Густая пена разносится ветром. Большое количество брызг в воздухе может начать снижать видимость.	От некоторых деревьев ломаются ветки, а некоторые небольшие деревья падают от ветра. Строительные/временные знаки и ограждения также опрокидываются от ветра.
		47–54 миль/час	7–10 м
		41–47 кн	23–32 фута
		20,8–24,4 м/с	23–32 фута
10	Буря, ^{[ 2 ]} Весь шторм	89–102 км/ч	9–12,5 м	Очень высокие волны с нависающими гребнями. Большие скопления пены от гребней волн придают морю белый оттенок. Значительное буйство волн с сильным ударом. Большое количество брызг в воздухе снижает видимость.	Деревья сломаны или вырваны с корнем, молодые деревца согнуты и деформированы. Плохо прикрепленная битумная черепица и черепица в плохом состоянии отслаиваются от крыш.
		55–63 миль/час	9–12,5 м
		48–55 кН	29–41 футов
		24,5–28,4 м/с	29–41 футов
11	Сильный шторм	103–117 км/ч	11,5–16 м	Исключительно высокие волны. Очень большие скопления пены, гонимые ветром, покрывают большую часть поверхности моря. Очень большое количество брызг в воздухе значительно снижает видимость.	Обширный ущерб растительности. Повреждено множество кровельных покрытий; асфальтовая черепица, которая со временем деформировалась и/или потрескалась, может полностью отвалиться.
		64–72 миль/ч	11,5–16 м
		56–63 кн	37–52 фута
		28,5–32,6 м/с	37–52 фута
12	Ураган ^{[ 2 ]}	≥ 118 км/ч	≥ 14 м	Огромные волны. Море полностью покрыто пеной и брызгами. Воздух наполнен сильными брызгами, что значительно ухудшает видимость.	Очень масштабный ущерб растительности. Могут разбиться некоторые окна; повреждены передвижные дома, а также плохо построенные сараи и амбары. Возможно, будут разлетаться обломки.
		≥ 73 миль/час	≥ 14 м
		≥ 64 кН	≥ 46 футов
		≥ 32,7 м/с	≥ 46 футов

плотности ветровой энергии NREL США

Классификация плотности ветровой энергии, разработанная Национальным центром возобновляемой энергии США (NREL), делит энергию ветра на классы от 1 до 7. Средняя скорость ветра для класса 1 составляет 9,8 миль/час или меньше, а для класса 7 — 21,1 миль/час или даже больше. Для каждого класса установлено определенное количество ватт на квадратный метр (например, классы ветровой энергии 3: 300–400 Вт/м² ^на высоте 50 м; класс ветровой энергии 7: 800–2000 Вт/м² ^на высоте 50 м). Для эффективного производства электроэнергии необходимы ветры как минимум класса 2 (средняя скорость 11,5 миль/час).

Уровень энергии ветра в каждом классе также зависит от высоты (это логично, поскольку уровень энергии ветра значительно возрастает с высотой).

местного уровня ветровой энергии

Хотя уровень энергии ветра в вашем регионе можно определить самостоятельно , существуют глобальные карты, которые мгновенно дают хорошее представление об энергии ветра в конкретном месте и на определенной высоте. Преимущество этого метода заключается в значительной экономии времени (измерения необходимо проводить в течение длительного периода времени), а также в отсутствии риска ошибок в расчетах. Используя здравый смысл (например, на открытом пространстве и т. д.), мы можем определить подходящее место в пределах зоны, отмеченной на карте как зона с высокой ветровой активностью.

Определение подходящего места в пределах региона

Подходящее место для установки ветрогенератора в регионе с высокой ветровой активностью легко найти, руководствуясь здравым смыслом. Помимо очевидного выбора места, свободного от ветрозащитные преград и препятствий, дополнительную ветровую энергию можно получить вблизи берега и в горах. При установке ветряной турбины следует выбирать участок без высоких зданий или сооружений, так как это повлияет на эффективность турбины в производстве электроэнергии. Турбина должна располагаться на возвышенности и вдали от больших зданий. Средний дом потребляет около 9400 киловатт-часов в год, а мощность ветряных турбин для дома составляет примерно 5-15 кВт.

Существует два типа турбин: с горизонтальной и с вертикальной осью вращения. Турбины с горизонтальной осью должны быть направлены в сторону ветра, тогда как турбины с вертикальной осью могут быть направлены в любом направлении, но требуют больше места на земле. Большинство турбин требуют минимального технического обслуживания и имеют срок службы около 20 лет, хотя он может варьироваться. Это отличный способ снизить счета за электроэнергию, используя бесплатную энергию круглый год. Хотя вырабатываемая электроэнергия является прерывистой, поскольку зависит от направления и скорости ветра, ваши затраты будут заключаться только в установке и комплектующих, поэтому они по-прежнему являются жизнеспособным вариантом для крупномасштабных проектов возобновляемой энергетики или для домашних установок, позволяющих снизить потребление невозмещаемой энергии вашей семьей.

Выбор ветрогенератора в зависимости от местных условий

На меньших высотах над землей ветротурбины с вертикальной осью вращения (VAWT) более эффективны, чем ветротурбины с горизонтальной осью вращения (HAWT), и хотя сначала следует постараться разместить устройство для сбора энергии как можно выше (и использовать VAWT), на меньших высотах лучше использовать именно VAWT.

Как они работают

Турбина — это устройство, в котором работа совершается жидкостью на вращающихся лопатках. Это приводит к падению давления от входа до выхода турбины. Это устройство также может выделять некоторое количество тепла, которое передается в окружающую среду. Этот теплообмен часто очень мал и незаметен.

Положительное W(dot)=m(dot)*(h2-h1)

h = энтальпии

Использует

В соответствующем контексте возможны следующие варианты использования:

Преобразование в электроэнергию : К основным преимуществам ветровой энергии относятся её практически бесплатность (после покупки оборудования) и отсутствие загрязнения окружающей среды. К недостаткам можно отнести нестабильность источника энергии (скорость ветра колеблется, и зачастую её недостаточно для выработки электроэнергии) и необходимость в земельном участке площадью около одного акра.
Транспорт : Ветер также можно использовать в естественном состоянии для приведения в движение таких транспортных средств, как парусные лодки и/или их гибриды. К другим транспортным средствам, использующим ветер, относятся (но не ограничиваются ими) парусные ледовые лодки, багги для запуска воздушных змеев, воздушные шары и лыжи для запуска воздушных змеев.
Очистка сточных вод : Некоторые современные очистные сооружения для сточных вод и канализации аэрируются воздушными потоками без использования электрических воздуходувок. Это позволяет сократить выбросы углекислого газа примерно на 0,5 тонны на один дом в год. ^{[ требуется подтверждение ]}

Примечания и ссылки

↑ Классы плотности ветровой энергии
↑^{Перейти к:2.0} ^2.1 Названия «шторм» и «ураган» по шкале Бофорта обозначают только силу ветра и не обязательно означают наличие других опасных погодных явлений (например, грозы или тропического циклона ). Во избежание путаницы в предупреждениях о сильном ветре часто используется термин, например, «ураганные ветры».

Внешние ссылки

Википедия: Атлас ветров
WindTurbines.net : «Социальная сеть для сообщества владельцев ветряных турбин» (по всей видимости, это коммерчески ориентированная социальная сеть).
Очистные сооружения сточных вод, работающие на энергии ветра, и переоборудование септических систем :
http://www.residentialwindturbines.org/ Страница автора оригинальной статьи
Вики-проект Embark Community Energy Project — ориентированный на Австралию ресурс, предназначенный для групп, стремящихся создать проекты в области возобновляемой энергетики, особенно ветроэнергетики. Здесь вы найдете полезную информацию по таким вопросам, как управление, проведение общественных собраний и работа с оппозицией.
Форумы по ветроэнергетике на Permies.com

Данные страницы
ЦУР
Авторы
Лицензия	CC-BY-SA-3.0
Язык	Английский (en)
Переводы	хинди
Связанный	1 подстраница , 51 страница (ссылка здесь)
Мнения	2357 просмотров страниц ( аналитика )
Созданный	1 июля 2010 г. , Крис Уотергай
Последнее изменение	28 ноября 2025 г. , StandardWikitext bot
Цитировать как	KVDP , Крис Уотергай , Ариэль О'Каллаган (2010–2025). «Ветроэнергетика» . Appropedia . Дата обращения: 21 января 2026 г.
API-запросы	базовый , семантический , HTML , файлы , больше

[1] Классы плотности ветровой энергии

[forcenamenote-2] {Перейти к:2.0} ^2.1 Названия «шторм» и «ураган» по шкале Бофорта обозначают только силу ветра и не обязательно означают наличие других опасных погодных явлений (например, грозы или тропического циклона ). Во избежание путаницы в предупреждениях о сильном ветре часто используется термин, например, «ураганные ветры».

[ 1 ]

[ 2 ]