Ветер плюсы и минусы доклад

Обновлено: 15.04.2024

Когда начали использовать ветровую энергию?
Востребованность ветроэнергетики
Сферы использования
Плюсы ветряной энергетики
Минусы энергии ветра
Ложные теории

Когда начали использовать ветровую энергию?

Еще во 2 столетии до н.э. Персидское государство, управляющиеся парфянами, использовало ветряные мельницы для помола зерна. Однако не известно представитель, какой национальности изобрел конструкции. К тому времени на землях Ирана 200 лет царила эллинистическая культура. После исламского завоевания изобретение переняли арабы.

Итогом последних Крестовых походов стало еще то, что ветряки (также как бани, античные знания и восточные бытовые традиции) стали распространяться в Европе.

Особого мастерства в строительстве козловых энергетических сооружений с лопастями добились жители германоязычных государств и городов. Благодаря немцам и голландцам они попали и в Россию. С 16 века в Старом Свете уже действуют водонасосы, использующие ветряной двигатель. Удобнее всего было эксплуатировать воду в Нидерландах – заодно избавляться от ее излишков во время приливов (королевство лежит ниже уровня моря).

Востребованность ветроэнергетики

Про ветряную энергию в Европе и США вспомнили в конце прошлого века – дал знать о себе нефтяной кризис. А в конце 80-ых Чернобыльская трагедия вызвала скептическое отношение и к атомной энергетике. Разработки ученых в обсуждаемой сфере получили зеленый свет. В Дании родились первые ветрогенераторы современного типа. Их переняли США, устанавливая поначалу в продуваемой всеми ветрами тихоокеанской и пустынной Калифорнии. А потом по всей территории. В итоге в странах Северной Европы и США высокая востребованность ветроэнергетики. К ней привыкли. Ветряки заказывают даже мелкие фермы и обычные домовладения. В указанных странах 67% от всего числа таких установок. В Азии 31% (в основном, в ведущих странах Тихоокеанского региона). Остальные 2 процента продукции рассредоточены по всему миру, который не спешит отказываться от традиционных носителей.

Говоря подробнее о Западе, широко занимаются производством ВЭС Германия (Senvion SE и Siemens), Норвегия (Statoil ASA) и Нидерланды (H Technologies BV). Филиалы этих организаций вместе с датской Vesta намерены создавать плавучие острова, на которые будут помещаться сверхмощные ветряки. В море больше воздушных движений – они там постоянны.

У обозначенных компаний много заказчиков среди соотечественников и по всему свету. Сегодня доля ветряного сектора в массиве электроэнергетики составляет уже 15%.

Сферы использования

Энергия ветра применяется не только в производстве электричества (хотя в Южной Корее и Китае удается выжимать уже до 7,9 ГВт/год с одной установки, питая тем самым небольшие заводы, а в Северной Европе и США на ветре работают многие фермы). Кое-где сила воздушных масс все еще заставляет крутиться жернова мельниц. А еще ветер используют в своих исследовательских целях метеорологи – он указывает им направления глобальных воздушных потоков.

Плюсы ветряной энергетики

Описываемый кластер энергодобычи имеет ряд заметных преимуществ, они приведены ниже:

ветряк экологичен (эти аппараты никак не влияют на чистоту окружающей среды);

экономен (не требует затрат на еще какие-нибудь ресурсы: нефть, газ, дрова и т.д.);

дает минимальные потери при передаче своей силы в сам электрогенератор;

будучи безопасным, может быть установлен прямо у объекта-потребителя (не надо ЛЭП).

Минусы энергии ветра

Между тем ветровая энергетика имеет несколько недостатков. Пока их столько, сколько и плюсов.

Высокий шум (он воздействует на фауну и даже человека).

В лопасти генераторов попадают птицы.

Мало где эту силу используют для запитки предприятия (в центральных сетях она добавочная ветка контура, автономно применяется лишь в бытовых целях или в аграрном хозяйстве).

Авиация доказала, что обледенелые лопасти снижают эффективность вращения.

Ложные теории

Вокруг ветроэнергетики сложилось несколько околонаучных мифов. Первый утверждает, что выработка ВЭС может внезапно упасть до нуля (ведь ветер имеет способность быстро стихать). На самом деле в нынешних энергосистемах уже все предусмотрено. Расположенные на все возможные стороны ветряки попросту компенсируют друг друга (если кончился ветер одного направления – обязательно приходит другой поток).

Вторая ложная теория касается появления излишних затрат на контур объектов, предназначенный для хранения и резервирования полученной энергии. По правде уважающая себя ВЭС всегда находится в контуре с еще какой-нибудь системой (к примеру, с солнечными аккумуляторами, АЭС, ТЭЦ или ГЭС).

Третий слух пророчит ухудшение слуха человека от вибрации, рождающейся работой лопастей. Но на расстоянии 300 м ее уже нет.

Ветер – это не просто сложное физическое явление. В современном мире он используется как источник энергии и представляет собой экономически ценный продукт. Ветроэнергетика в мире становится всё более востребованной, над развитием этой отрасли работают учёные различных специальностей.

Насколько велик потенциал ветроэнергетики? Какими достоинствами и недостатками она обладает? Где применяется? Пришло время ответить на эти вопросы.

С чего всё начиналось

Существует общераспространённое заблуждение, что ветроэнергетика зародилась лишь в XVII–XIX столетиях. Однако на самом деле ветер как источник энергии активно использовался представителями древних цивилизаций. Вот несколько красноречивых примеров из истории:

Уже в III–II веках до н. э. жители Месопотамии изобрели первые прототипы ветряных мельниц для размола зерна. Лопасти таких устройств, вращаясь под действием ветра, приводили в движение массивный жернов. Он, в свою очередь, растирал зерно в муку. Так энергия ветра позволила сэкономить силы и время нескольких сотен рабочих.
В Древнем Египте ветряные мельницы появились примерно в тот же период.
В Древнем Китае с помощью ветра производилась откачка водных масс с рисовых полей.
В XII веке технологии, базирующиеся на использовании воздушных потоков, стали распространяться по Европе.

Долгое время ветряная энергетика не могла похвалиться хорошими результатами. Она немного облегчала жизнь и работу человека, но не могла послужить на благо всего человечества.

И только в XX веке технический прогресс коснулся этой отрасли. Учёные начали разрабатывать оборудование, позволяющее преобразовывать энергию воздушных потоков в электроэнергию.

Востребованность

Сегодня энергия ветра используется человеком всё активнее.

По состоянию на 2015 год ветроэнергетика занимает в общем энергобалансе:

Дании – 42%;
Португалии – 27%;
Испании – 20%;
Германии – 8,6%.

Перечисленные страны являются лидерами по получению электроэнергии из ветра. К данному списку стремятся примкнуть Индия, США, Китай.

Ведущие государства мира строят планы по увеличению количества ветропарков. В Китае и некоторых странах ЕС принимаются законы об использовании возобновляемых источников энергии и повышении мощностей. Всё это способствует развитию ветроэнергетики.

Применение

Использование энергии ветра является одним из самых перспективных направлений в современной энергетике. Наглядное сравнение: потенциал ветра более чем в 100 раз превышает потенциал всех рек Земли.

Ветропарки бывают:

Крупные.Обеспечивают электричеством города и промышленные предприятия.
Небольшие.
Вырабатывают электроэнергию для удалённых жилых районов, частных ферм.

Набирает популярность офшорное строительство: ветроустановки возводятся прямо на воде, в 10–12 км от береговой линии океана. Такие парки приносят больше прибыли, чем традиционные. Связано это с тем, что скорость ветра над океаном в несколько раз выше, чем на суше.

Достоинства

Ветровая энергетика обладает рядом значимых преимуществ, таких как:

Все эти характеристики способствуют развитию и глобализации ветроэнергетики.

Недостатки

Ветроэнергетика не имеет каких-либо серьёзных недостатков, но и в этом аспекте есть проблемы:

Высокий стартовый капитал.Запустить такой бизнес очень сложно, ведь закупка и монтаж оборудования требуют больших инвестиций.
Выбор территории.Не все регионы Земли подходят для строительства ветроэнергетических комплексов. Подбор местности осуществляется на основе высокоточных расчётов. При этом учитываются:

Ложные теории

Противники ветроэнергетики придумывают различные лжетеории:

Шум, создаваемый ветрогенераторами, вредит экосистеме.Ветряные станции и правда издают шум, однако на расстоянии 30–40 метров он уже воспринимается как фон (естественный уровень шума), поэтому никакого ущерба экологии не наносит.
Ветрогенераторы убивают птиц.Да, это действительно так. Однако от ветряных станций умирает столько же птиц, сколько от высоковольтных сетей и автомобилей.
Вблизи ветряных комплексов портится сигнал ТВ. Оборудование никак не влияет на качество сигнала спутникового, цифрового и аналогового ТВ.

Основная задача таких выдумок – привлечение большего количества людей на сторону традиционной энергетики, которая является более прибыльной для современных предпринимателей.

Заключение

Резкий скачок в развитии ветроэнергетики сделал жизнь человека проще. Энергия ветра используется на крупных промышленных предприятиях и в маленьких сельскохозяйственных комплексах. Именно эта отрасль энергетики является самой востребованной и перспективной.

Начало использования энергии ветра восходит к древнему Вавилону (осушение болот), Египту (помол зерна), Китаю и Маньчжурии (откачка воды с рисовых полей). В Европе эта технология появилась в XII веке, но современные технологии стали использоваться только в XX веке.

Несмотря на массовое производство, стоимость строительства современной ветряной электростанции велика. Однако, следует отметить, что ничтожна стоимость ее эксплуатации. Экологические и экономические выгоды зависят от правильного расположения. Требует это детального и всестороннего анализа как технических аспектов, так и экологических, а также финансовых. Ветряная энергетика соответствует всем условиям, необходимым для причисления ее к экологически чистым методам производства энергии. Ее основными преимуществами являются:
1. Отсутствие загрязнения окружающей среды - производство энергии из ветра не приводит к выбросам вредных веществ в атмосферу или образованию отходов.
2. Использование возобновляемого, неисчерпаемого источника энергии, экономия на топливе, на процессе его добычи и транспортировки.
3. Территория в непосредственной близости может быть полностью использована для сельскохозяйственных целей.
4. Стабильные расходы на единицу полученной энергии, а также рост экономической конкурентоспособности по сравнению с традиционными источниками энергии.
5. Минимальные потери при передаче энергии – ветряная электростанция может быть построена как непосредственно у потребителя, так и в местах удаленных, которые в случае с традиционной энергетикой требуют специальных подключений к сети.
6. Простое обслуживание, быстрая установка, низкие затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию.

Противники ветряной энергетики находят в ней также и недостатки. Большинство потенциальных преград для использования этого вида энергии чрезмерно пропагандируются как недостатки, которые делают невозможным ее развитие. По сравнению с вредом, причиняемым традиционными источниками энергии, они незначительны:
1. Высокие инвестиционные затраты - они имеют тенденцию к снижению в связи с новыми разработками и технологиями. Также стоимость энергии из ветра постоянно снижается.
2. Изменчивость мощности во времени - производство электроэнергии зависит, к сожалению, от силы ветра, на которую человек не может повлиять.
3. Шум – исследования шума, выполненные с использованием новейшего диагностического оборудования, не подтверждают негативного влияния ветряных турбин. Даже на расстоянии 30-40 м от работающей станции, шум достигает уровня шума фона, то есть уровня среды обитания.
4. Угроза для птиц - в соответствии с последними исследованиями, вероятность столкновения лопастей ветряка с птицами не больше, чем в случае столкновения птицы с высоковольтными линиями традиционной энергетики.
5. Возможность искажения приема сигнала телевидения - незначительна.
6. Изменения в ландшафте.

Одной из острых глобальных проблем в современном мире является загрязнение окружающей среды. Поэтому перед человечеством стоит задача расширения области применения экологически чистых источников энергии. Одним из них является ветер. Как человек использует ветер, рассматривается в статье.

Самый "старый" источник энергии

Ветер - это поступательное движение воздушных масс в горизонтальном направлении. Причиной появления ветра на нашей планете является неравномерный нагрев воздуха в различных ее частях. Так, экваториальные воздушные массы нагреваются сильнее, чем воздух в тропиках, в умеренном и полярном климатических поясах. Поскольку ветер связан с перемещением газовой субстанции, то он представляет собой механическую энергию.

Как человек использует ветер? Следует сказать, что эта энергия применяется с незапамятных времен. Можно привести пример ветряных мельниц, которые мололи зерно или выкачивали большие объемы воды. Согласно данным исторических архивов, первые ветряные мельницы конструировались еще в Персии в VII веке нашей эры. Интересно отметить, что лопасти этих изобретений, в отличие от современных аналогов, располагались горизонтально. Из Персии мельница попала на Ближний Восток и в Китай. В XII веке начали строить первые ветряные мельницы во Франции и Англии. Как уже было сказано, применялись они в основном для перемалывания зерна либо перекачивания воды. Так, известно, что голландцы их использовали для откачивания воды из отвоеванных у океана территорий суши.

Использование энергии ветра также связано с морскими путешествиями прошлых веков, которые были бы невозможны без нее, поскольку до XIX века многие корабли являлись парусными. Здесь стоит привести пример ветров пассатов, которые дуют в западном направлении. Они использовались европейскими державами для путешествия в Южную и Северную Америки через Атлантический океан.

Преимущества и недостатки ветровой энергии

Раскрывая вопрос, как человек использует ветер, следует сказать, что этот энергетический источник обладает рядом преимуществ, которые приводятся ниже:

Неиссякаемость. Сколько будет светить Солнце над нашей Землей, столько будет на ней ветер. По некоторым оценкам энергия последнего составляет 2% от всего солнечного тепла, которое достигает поверхности земли.
Экологичность. Использование ветра не подразумевает выброс отравляющих веществ и парниковых газов в атмосферу, как это происходит в случае таких энергетических источников, как нефть или уголь.
Простота использования. В настоящее время достаточно установить так называемый аэрогенератор, который представляет собой устройство для преобразования механической энергии в электрическую, и ветер можно использовать для различных хозяйственных нужд как крупных предприятий, так и частных домов.

Среди недостатков этого вида энергии можно назвать его непостоянство (ветер может стихать или усиливаться). Кроме того, аэрогенераторы не везде можно установить ввиду климатических особенностей местности.

Как люди используют силу ветра в настоящее время?

Главным образом, современное использования этого экологически чистого источника энергии заключается в создании парков аэрогенераторов, которые выполняют роль электростанций. Коэффициент использования энергии ветра в настоящее время невелик, так, всего 3% мирового потребления электроэнергии вырабатывается аэрогенераторами. Тем не менее, к 2040 году, по оценкам экспертов, эта цифра возрастет до 9% в мире и до 20% в Европе.

Мировым лидером в развитии и распространении систем получения экологически чистой возобновляемой энергии является испанская фирма "Acciona", которая в 2014 году из ветра выработала 17,5 ГВт*ч электроэнергии, что достаточно для удовлетворения энергетических нужд 5 млн. человек.

В каких странах вырабатывается больше всего ветровой энергии?

Завершая вопрос, как человек использует ветер, следует привести список стран, где она играет важную роль для экономики:

Китай (138 ГВт);
США (71 ГВт);
Германия (44 ГВт);
Индия (25 ГВт);
Испания (23 ГВт).

Если же говорить о том, как люди используют силу ветра, относительно их потребностей, то здесь на первые позиции выходят страны Европы. Например, в испанской провинции Наварра 20% потребляемой электроэнергии получают из ветра, в Шлезвиг-Гольштейне (Германия) - 15%. В то же время 10% энергопотребностей всей Дании покрывают парки аэрогенераторов. Правительство Дании планирует увеличить этот процент до 50% к 2030 году.

Читайте также: