Большая Советская Энциклопедия (ВЕ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (книги бесплатно без .TXT) 📗

  Состояние В. к концу 60-х гг. 20 в. В СССР созданы новые типы более совершенных унифицированных быстроходных ветроэнергетических агрегатов (ВБЛ-3, ВПЛ-4, «Беркут», «Ветерок» и др.), в которых используются новые типы насосов и генераторов, пневматические, электрические и др. виды приводов, более совершенные системы регулирования. Большинство ветродвигателей применяют для механизации подъёма воды, особенно на пастбищах и отдалённых фермах в Поволжье, на Алтае и Чёрных землях, в Казахской, Туркменской, Узбекской ССР и др. зонах, где они работают 250—300 дней в году. Разработка теоретических основ и создание новых конструкций ветроэнергетических агрегатов различного назначения проводятся в Советском Союзе (Всесоюзный НИИ электрификации сельского хозяйства, Всесоюзный НИИ электромеханики, ЦАГИ и др.), ФРГ (Штутгартская школа ветроэнергетиков), США, Великобритании, Франции, Дании и др. странах. В тех странах мира, где широко развита В., используются (по неполным данным) более 600 тыс. ветроэнергетических установок (по материалам ЮНЕСКО за 1967). В 1968 в Австралии эксплуатировались более 250 тыс. ветроустановок, преимущественно насосных. В СССР число эксплуатируемых ветродвигателей (без самодельных) составляет 8—9 тыс.

  Перспективы развития. Роль В. в Советском Союзе возрастает при реализации большой программы по обводнению и мелиорации земель и решении важнейших задач развития механизации животноводства и электрификации сельского хозяйства. Ветроэнергетические установки с успехом могут быть применены для механизации водоснабжения потребителей, осушения заболоченных участков и мелко-оазисного орошения бахчевых, кормовых и огородных культур во вновь осваиваемых пустынных и полупустынных зонах, для энергоснабжения отдалённых объектов и др. Для этих целей предполагается применить десятки тыс. ветроустановок, что в несколько раз снизит затраты на водоподъём. Это явится, как писал ещё в 30-х гг. 20 в. известный русский учёный К. А. Тимирязев, идеальным решением вопроса борьбы с засухой. Первые опыты показали, что ветроэлектрические агрегаты также целесообразно применять для питания энергией установок по опреснению минерализованных грунтовых вод, для так называемой катодной защиты трубопроводов и морских сооружений от коррозии, а ветропневматические установки— для аэрации водоёмов в зимнее время закачкой воздуха под лёд. Изучается возможность создания более крупных ВЭС (в частности, на Филиппинах — до 5 Мвт ) для энергоснабжения изолированных потребителей в труднодоступных районах (арктических, горных и др.) и на островах, куда доставка топлива сложна и дорога. Наиболее перспективно применение таких ВЭС для параллельной или совместной работы с др. электрическими станциями. В более отдалённой перспективе — применение высотных ВЭС мощностью до 3—5 Мвт, использующих энергию воздушных потоков в тропопаузе.

  Лит.: Вопросы ветроэнергетики, [Сб. ст.], М., 1959; Красовский Н. В., Сабинин Г. Х., Проблемы использования энергии ветра, М., 1923; Красовский Н. В., Как использовать энергию ветра, М. — Л., 1936; Шефтер Я. И., Ветроиспользование и его роль в энергетике сельского хозяйства, «Научные труды по электрификации сельского хозяйства», 1967, т. 20; Шефтер Я. И. [сост.]. Состояние, научно-технические и экономические основы развития ветроэнергетики и рекомендации по применению ветродвигателей, М., 1966; Сабинин Г. Х., Фатеев Е. М., Проблема использования энергии ветра в СССР, состояние и перспективы, «Изв. АН СССР. Отделение технических наук. Энергетика и автоматика», 1960, № 6; Колодин М. В., Ветер и ветротехника, Аш., 1957; Тажиев И. Т., Энергия ветра, как энергетическая база электрификации сельского хозяйства Казахстана, А.-А., 1949: Gliding Е. W., The generation of electricity by wind power, L., 1955.

  М. В. Колодин, Я. И. Шефтер.

Рис. 3. Характер изменений скорости ветра за короткий промежуток времени.

Рис. 1. Сезонная изменчивость скоростей ветра.

Рис. 2. Суточное изменение скоростей ветра.

Ветроэнергетическая установка

Ветроэнергети'ческая устано'вка, комплекс технических устройств для преобразования кинетической энергии ветрового потока в какой-либо др. вид энергии. В. у. (см. блок-схему, рис. 1 ) состоит из ветроагрегата (ветродвигатель 1 в комплекте с одной или несколькими рабочими машинами 2 ) (рис. 2 ), аккумулирующего или резервирующего устройства 3, в ряде случаев дублирующего неветрового двигателя 4 и систем 5 автоматического управления и регулирования режимов работы.

  В качестве аккумулирующего устройства часто применяют наполняемую водой ёмкость или батареи электрохимических аккумуляторов; для кратковременного запаса энергии и выравнивания потребляемой мощности при небольших изменениях скорости ветра — инерционные аккумуляторы. Дублирующий двигатель (обычно двигатель внутреннего сгорания) используют в периоды безветрия и в тех случаях, когда из-за снижения скорости ветра мощность, развиваемая ветродвигателем, становится ниже номинальной либо недостаточна для питания электроэнергией всей присоединённой нагрузки.

  Системы автоматического управления и регулирования служат для включения и выключения ветродвигателя (в зависимости от режимов ветра и нагрузки, степени заполнения водой емкости или заряда аккумулятора), для контроля за работой главных элементов В. у., согласования режимов совместной или параллельной работы ветряного и теплового двигателей и др.

  Различают В. у. специального назначения (насосные, или водоподъёмные, электрические зарядные, мельничные, опреснительные и т.п.) и комплексного применения (ветросиловые и ветроэлектрические). В силовых В. у. от механической трансмиссии ветродвигателя приводятся в движение исполнительные машины, в электрических В. у. вырабатываемая электроэнергия передаётся на электродвигатель исполнительной машины. В зависимости от типа и характеристик ветродвигателей и рабочих машин В. у. могут быть тихоходными, средней быстроходности и быстроходными. Установленная (расчётная) мощность В. у. зависит, главным образом, от диаметра ветроколеса и значения расчётной скорости ветра. Известны В. у. мощностью от 100 вт до 1000 квт. В отличие от др. энергетических установок, В. у. работает с постоянно изменяющимися в широких пределах мощностью и частотой вращения ветроколеса. См. также Ветроэнергетика .

  Лит.: Фатеев Е. М., Ветродвигатели и ветроустановки, 2 изд., М., 1957: его же, Ветросиловые установки, М., 1959; Шефтер Я. И. и Рождественский И. В., Ветронасосные и ветроэлектрические агрегаты, М., 1967.

  Я. И. Шефтер.

Рис. 2. Ветроагрегат «Буран» с ленточным водоподъёмником и электрическим генератором.

Рис. 1. Блок-схема ветроэнергетической установки: 1 — ветродвигатель; 2 — рабочая машина; 3 — аккумулирующее или резервирующее устройство; 4 — дублирующий двигатель; 5 — системы автоматического управления и регулирования режимов работы. Пунктиром обведены узлы, составляющие ветроагрегат.

Ветроэнергетический кадастр

Ветроэнергети'ческий када'стр, система учёта (свод данных) ветроэнергетических ресурсов, представляющая собой совокупность объективных и необходимых количеств, сведений, характеризующих режимы скоростей ветра в той или иной местности. На основании этой системы можно судить о производительности и режиме работы ветроэнергетических агрегатов. Сведения о повторяемости мгновенных и средних скоростей ветра, длительности возможных затиший представляют в виде статистических закономерностей, а также в табличной или графической форме, пользуясь для этого материалами многолетних наблюдений на метеостанциях, публикуемыми в справочниках по климату СССР, а также данными специальных анеморазведок. Данные В. к. служат основой расчётов, проводимых в ветроэнергетике . Для наиболее полного математического описания изменений интенсивности ветра во времени пользуются моделью случайного процесса , учитывающей как тенденции сезонной изменчивости общего уровня скоростей ветра, так и их случайные вариации.