doc.alternative energy

Слайд 1 Тема: Изучение возможности использования альтернативных источников
энергии в Оренбургской области.
Слайд 2 Цель: изучить возможности использования альтернативных и
восполняемых источников энергии в Оренбургской области и создать автономный
ветрогенератор небольшой мощности, преобразующий механическую энергию ветра
в электрическую.
Слайд 3 Задачи
•
Рассмотреть климатические условия и розу ветров Оренбургской области
для использования альтернативных и восполняемых источников энергии
• Изучить принцип работы ветровой установки;
• Создать действующую модель ветрогенератора ;
• Найти применения для маломощного ветрогенератора в быту.
Слайд 4.Методы
Сбор и анализ информации;
Подборка материалов;
Сборка модели
Проверка работоспособности.
Слайд 5 Актуальность. Без источников энергии жизнь человека трудно себе
представить. 1.Традиционные источники энергии — нефть, газ, каменный уголь, дрова —
со временем иссякнут. По некоторым оценкам это произойдет уже в ближайшие
десятилетия. Проблема перехода от традиционных углеводородных источников энергии
— дерева, угля, нефти, газа — становится все более актуальной с каждым годом. Кроме
перспективы истощения традиционных источников существует еще и проблема
экологическая, поскольку сжигание углеводородного топлива приводит к вредным
выбросам в атмосферу, ухудшая сферу обитания человека, создавая экологические
проблемы.
Использование атомной энергии, на которую возлагались большие надежды, тоже не
панацея, потому что тоже порождает проблемы, связанные с экологией — вспомните
сообщения о катастрофах на атомных станциях.
Поэтому В последние десятилетия использование возобновляемых источников энергии не
связанные с углеводородным или ядерным топливом, все чаще приветствуются и
становится темой различных научных исследований, совещаний, ассамблей-фактор
экологичности ,Энергоэффективности и энергосбережения .Эти направления входят в
общий стратегический план развития России, и обозначены были еще в 2010 году.С
этого же года в Оренбургской области начала реализовываться областная целевая
программа «Энергосбережение и повышение энергоэффективности», с внедрением
инновационных энергосберегающих технологий, снижению удельного потребления
топливно-энергетических ресурсов, расширение использования возобновляемых и
развития альтернативных источников энергии- энергию ветра, солнца, переработки
биологических продуктов растительного и животного происхождения.,которые нашли
свое отражение в Программе «Стратегия развития Оренбургской области до 2030 года».
Наиболее перспективными и доступными на настоящий момент в нашем регионе
являются ветровая и солнечная и энергия . В своей работе я остановлюсь на
возобновляемой ветровой энергии Оренбургской области.





Слайд 6.Альтернативный источник энергии является возобновляемым
ресурсом, он заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие
на нефти, добываемом природном газе и угле, к ним относятся:
солнечные,
ветряные,
приливные,
волновые,
геотермальные генераторы
Слайд 7 Энергия, альтернативных источников, еще называется- «регенеративная
энергия» и «зеленая энергия», то есть энергия, которую вырабатывается
природными источниками, и ее добыча совершенно не вредит окружающей среде.
Запасы такой энергии неисчерпаемы, размеры их неограниченные. К ним
относятся: Электромагнитное излучение солнца, Кинетическая энергия ветра,
Движение воды в реках в океанах и морях, Энергия волн морей и океанов,
Тепловая энергия горячих источников планеты.
Слайд 8
Оренбургская область является степной зоной, где постоянно дуют ветра в различных
направлениях. И с учетом климатических особенностей оренбургской области, с учетом
Розы ветров приоритетными направлениями в области альтернативной и возобновляемой
энергетики являются солнечная и ветроэнергетика.
Учет Розы ветров необходимое условие для установки ветроустановок.
Роза ветров («Роза компаса») - это повторяемость направления ветров,выраженная в
процентах.
схематично изображается Векторной диаграммой, в виде многоугольника, по длине лучей
построенного многоугольника можно выявить направление преобладающего ветра, со
стороны которого чаще всего приходит воздушный поток в данную местность.
Розы ветров, построенная по реальным данным наблюдений, г.
Оренбург,Акбулак,Кувандык,Орск
Оренбург
акбулак
кувандык
Орск
Красная линия относится к летним месяцам; синяя – зимним.
Для Орска: Лето- преобладание ветров со стороны запада,севера,северо-востока;
зимой – запада,севера-востока
слайд 9 Немаловажный фактор для установки» ветряка»- это учет скорости ветра,
минимальная скорость при которой может работать ветроустановка составляет от 3 м/с
среднегодовой скорости.
Приведем данные среднегодовые скорости ветра по районами и городам:
Расположение метеостанции
Орск
Красноярский (Кваркенский
район)
Абдулино
Оренбург
Энергетик (Новоорский район)
Тюльган
Соль-Илецк
Илек
Сорочинск
Акбулак
Новосергиевка
Бузулук
Домбаровский
Бугуруслан
Кувандык
Первомайский
Шарлык
Среднегодовая
скорость
ветра (на
высоте 10м)
4,4
4,0
3,2
3,1
3,1
3,1
3,0
2,8
2,6
2,6
2,6
2,5
2,5
2,4
2,3
2,2
2,1
На основании проводимых исследований и анализа данных о скорости ветра и иных
погодных условиях, предоставленных государственной метеорологической службой за
многолетний период, климатические условия и скорость ветра в выбранных для
дислокации ветропарков районах считаются: как хорошие и очень хорошие и дают
возможность правильно выбрать площадку для ветроустановок. И выгодно использовать
энергию ветра.
Слайд 10 Районы, где есть уже ветроэнергетические установки:
1 Тюльган;
2. поселке Каргала;( Дзержинского района города Оренбурга)
3) поселке Самородово; (Промышленного района города Оренбурга)
4) Кувандыкском районе (поселок Сара);
5) Гайском районе;
6) Соль-Илецком районе.
7) Орске
8)Оренбурге
9) п Энергетик
Первые 6 отмечены на карте оренбургской области:
Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — устройство
для преобразования кинетической энергии ветрового потока, в механическую
вращения ротора и преобразования её, в электрическую.
Слайд 11 Параметры ветрогенераторов в Оренбургской области
№ местоположение
Тюльган
(электромеханический
Вид ветрогенератора
Мощность
Средняя скорость ветра м/с
кВт/час
Трехлопастной
1
200
3,5
горизонтальный
завод)
в Тюльгане на местном электромеханическом заводе запущены в эксплуатацию
ветроэнергетическая установка мощностью 200 кВт и три мини-котельных мощностью 100 кВт
каждая, это позволило почти полностью обеспечить автономное энергоснабжение «Тюльганского
электромеханического завод» .
«Тюльганский электромеханический завод» (ООО «ТЭМЗ») активно участвует в реализации
проектов энергосбережения. За участие в выставке «Европа-Азия. Сотрудничество без границ»,
которая недавно проходила в Актобе, экспозиция ООО «ТЭМЗ» награждена дипломом.
Трехлопастной
2 Слайд 12 п.Каргала
200
3,1
горизонтальный
3
п.Самородово
(агрофирма
Промышленная)
Трехлопастной
3,1
55
горизонтальный
Точно такая же установка смонтирована в агрофирме «Промышленная» в посёлке Самородово, и
ещё одна, мощностью в 55 киловатт – в посёлке Каргала. Их запуск в эксплуатацию планируется
на ближайшее время.
4
5
Слайд 13 Кувандыкский
Трехлопастной
район (п.Сара)
Гайский район
горизонтальный
Общая
2,3
мощность
150000
3
в мае 2009 года в Кувандыкском и Гайском районах Оренбуржья были установлены три
ветроизмерительные мачты, В настоящее время подготовлен дизайн-проект ветропарка.
ветряные электростанции могут генерировать в среднем 150 МВт энергии, срок реализации 7-10
лет.
Слайд 14 Соль-Илецк
(ветропарк)
Трехлопастной
6
горизонтальный
Общая
мощность
300000
3
Соль-Илецкий район одним из первых в области начал внедрять новые технологии
в производство
в Соль-Илецком районе Полученные альтернативным путём энергоресурсы будут направлены
на полив посевных площадей, освещение посёлка Тамар-Уткуль Соль-Илецкого района и на
нужды производственных помещений.
Слайд 15
А вот Фермер Рихард Нойбауэр, директор сельхозпредприятия "Дельфин". в качестве
эксперимента решил перевести свое хозяйство на энергию солнца и ветра. В хозяйство закупили
девять установок, четыре из них уже запущены.
Это первый энергопарк в регионе. Пространство между ветроустановками закроют солнечными
и биогазовыми батареями , чтобы при определённых погодных условиях могли друг друга
заменять.
Солнечные батареи неслучайно установят в Соль-Илецком районе. Здесь находятся соленые
озера — российский аналог Мертвого моря. Летом сюда приезжают миллионы отдыхающих из
России и Ближнего зарубежья. Власти надеются, что альтернативная энергетика даст толчок к
развитию курорта. А фермер Рихард Нойбауэр, в свою очередь, собирается предложить туристам
дешевые продукты.
7 Слайд16
Трехлопастной
200 -250
Орск
3,8
горизонтальный
в Орске установлены уже три ветрогенератора. Пока подобные ноу-хау устанавливают для
собственных нужд частные кампании.
Это:1.ветроэлектроустановка на улице Дорожной, 11а. для обеспечения электроэнергией
производственной базы;
2.в районе улицы Союзной, в северо-западном промузле ;
3.в поселке ОЗТП, принадлежит ООО «Геосервис» и установлена на его территории и
обеспечивает работоспособность предприятия .
.Слайд17
В восточном Оренбуржье т с 2012 новая достопримечательность - ветровая турбина
мощностью. 200 кВт. Расположена в примечательном и знаковом месте: в базе отдыха
"Вишневые горки" п.Энергетик,которая относится к новаторскому предприятию ОАО
"Синтиспирт".
Такой необычный фундамент- ступенчатый обусловлен тем, что турбина стоит на скале, поэтому
и держится с помощью специальных элементов, установленных в пробуренных в скале каналах.
Слайд18 Оренбург
.В одном из помещений на территории ботанического сада ОГУ исследовательской группа
студентов ,под руководством Виталий Юрьевич Соколов, заведующий кафедрой
теплоэнергетики ОГУ, кандидата технических наук, доцента, проводит качественную оценку
силы ветра и определяет количество вырабатываемой электроэнергии. В комплексе свет солнца,
ветер и бензин обеспечат работу метеостанции ОГУ и насоса, который будет очищать и
обогащать кислородом воду в пруду. Последнее нужно рыбам, обитающим в водоеме.
В. Ю. Соколов со студентами около ветроустановки
Студенты электроэнергетического факультета монтируют опоры для
ветроустановки
Слайд19 Категории ветрогенераторов
Ветрогенераторы можно разделить на две категории: промышленные и домашние (для
частного использования).
мощность
применение
1)Промышленный комплекс,
промышленные
от 10кВт – 100кВт и более
2)малые производства
3)электроснабжение много
этажного дома
4)для сети
централизованного
электроснабжения
домашние
Маломощные от 20-300 Вт
подзарядки аккумуляторов
в гаражах,
в огородах,
подсобных помещениях
От 200-600 Вт
От 1,5- 5 кВт
5кВт – 10к Вт
освещение, телевизор, связь,
радио, для дачных участков;
для электроснабжения почти
полностью потребителей в
типом загородном доме,
включая стиральную
машину, холодильник,
компьютеры и т.п
для котеджей,
частных домов;
фермах,
подсобных хозяйствах,
В периоды сильного и
продолжительного ветра
излишки вырабатываемой
электроэнергии могут
использоваться для
отопления помещений
Слайд 20 Схема гибридной ветро –солнечной электростанции.
Варианты использования ветрогенератора в системе электроснабжения:



с аккумулятором в автономном режиме;
с солнечными батареями;
с использованием резервного (дизельного, бензинового или газового) генератора;
Слайд 21 Компоненты ветрогенератора.
основные
Генератор .Лопасти. Мачта
Дополнительные Контроллер. Аккумуляторные батареи, АВР – автоматический
переключатель источника питания. Инвертор
Слайд22 Принцип работы ветрогенератора:
Вращения ротора генератора происходит под действием подъемной силы, возникающей
при обтекании ветром лопастей. При этом генератор вырабатывает переменный ток,
который выпрямляется в контроллере. Постоянный ток контроллера предназначен для
заряда аккумуляторов. Одновременно к аккумуляторов подключено другое устройство инвертор, преобразующий постоянное напряжение аккумуляторов в переменное
однофазное напряжение 220 В ,50 Гц, используемое потребителем для питания нагрузки.
Слайд 23 Главные ценности :экологичность , возобновляемость , автономия
независимости, экономическое превосходство ветроустановок по сравнению с
электросетью минимум в 2 раза
Недостатки
1.Главный недостаток – нестабильность ветра,
2.Ландшафтные проблемы
3.Шумовое и электромагнитное воздействие на природу и человека
4.Последнее, что, несомненно, тормозит распространение ветряков в России — немалая
цена.
Слайд 24 Модель ветрогенератора:
Основным элементом конструкции является вентилятор охлаждения процессора
компьютера, работающего в режиме генератора.
В качестве ветра можно использовать любой воздушный поток
Слайд 25 Расчет параметров конструкции Формулу расчета энергии ветра:
P = 0,6 × S × V 3
 0,6 - КИЭВ (коэффициент использования энергии ветра)
 S - площадь (м2), на которую перпендикулярно дует ветер
 V - скорость ветра (м/с)
 P – мощность (Вт)
 Приводим расчеты для нескольких значений скоростей ветров с учетом площади
лопастей ветряка
Расчеты показывают ,чтоДля увеличения мощности (выходного напряжения)
генератора необходимо увеличивать площадь лопастей ветряка .
Слайд 26 Выводы:
 Оренбургская область имеет огромный потенциал в использовании
альтернативных и восполняемых источников энергии.
 В настоящее время промышленная установка автогенератора в качестве
альтернативного источника энергии для большинства районов является
дорогостоящей.
 Данная модель может быть использована в качестве индикатора определения
оптимального положения автогенератора.
 На базе предложенной модели можно сконструировать передвижной
автогенератор и использовать его в качестве альтернативного источника, например
на даче круглый год.