Отрицательное воздействие ветроэнергоустановок на окружающую среду

1. Сильные порывы ветра, ураганы могут привести к разрушению ВЭУ. При этом наиболее опасной зоной является круг радиусом, равным высоте башни. Если же повреждение установки связано с отрывом лопастей, то радиус опасной зоны возрастает.

2. Вращающиеся лопасти создают помехи телепередачам и радиоприему УКВ в радиусе 3 км.

3. Шум, создаваемый ВЭУ средней мощности, слышен на расстоянии более 2 км, а на расстоянии 400 м уровень шума достигает 56 дБ.

Опросы населения показывают, что отдельно стоящие ВЭУ воспринимаются достаточно спокойно, но ветровые фермы вызывают определенное раздражение даже при их расположении на морском побережье.

4. Крупномасштабное применение ВЭУ на каком-то ограниченном участке может вызвать глубокие климатические изменения в данном районе.

5. Одиночная ВЭУ, а тем более ферма, требуют подъездных путей, ЛЭП, связи, управления. Поэтому территория, изымаемая для размещения ВЭУ, оказывается куда более значительной, чем может показаться на первый взгляд.

Принцип работы ветровой установки прост. Кинетическая энергия ветра превращается в энергию вращения ротора генератора. Используется двух- или трехлопастный ротор (рисунок 14.1.). Мощность ветрового двигателя N_B опре-деляется по формуле:

N_B D ² V ³ ,

где D – диаметр ветроколеса (м);

V – скорость ветра (м/сек);

- средний коэффициент мощности (коэффициент использования энер-гии ветра) - зависит от конструкции ветроколеса и скорости ветра. Электриче-ская мощность ветроустановки Р_ЭЛ учитывает КПД ветродвигателя ( _в ), КПД генератора ( _г ) и КПД передачи (_п ).

Рисунок 14.1. Ветроэнергетическая установка

Выходная мощность установки пропорциональна площади лопастей вет-рового ротора и скорости ветра в кубе.

Максимальная проектная мощность ветроэнергетической установки (ВЭУ) определяется для некоторой стандартной скорости ветра. Обычно эта скорость

равна примерно 12 м/с, при этом с 1 м ² ометаемой площади ( снимается

мощность порядка 300 Вт. В таблице 14.1 представлены основные характеристики ВЭУ различных классов и силы ветра. В районах с благоприятными ветровыми условиями среднегодовое производство электроэнергии составляет 25...33% его максимального проектного значения. Срок службы ветрогенераторов обычно не менее 15...20 лет, а их стоимость колеблется от 1000 до 1500 дол. США за 1 кВт проектной мощности.

Одно из основных условий при проектировании ветровых установок - обеспечение их защиты от разрушения очень сильными случайными порывами ветра. Ветровые нагрузки пропорциональны кубу скорости ветра, а раз в 50 лет бывают ветры со скоростью, в 5... 10 раз превышающей среднюю, поэтому установки приходится проектировать с очень большим запасом прочности. Кроме того, ско-рость ветра колеблется во времени, что может привести к усталостным разруше-ниям.

Таблица 14.1

Параметры ветроэнергетических установок различной проектной мощности

при скорости 12 м/с

Класс ВЭУ	Расчетная (проект-	Диаметр ветроколе-	Период враще-
	ная) мощность, кВт	са D,м	ния Т,с
Малые	10, 25	6,4, 10	0,3,	0,4
Средние	50, 100, 150	14, 20, 25	0,6,	0,9,	1,1
Большие	250, 500, 1000	32, 49, 64	1,4,	2,1,	3,1
Очень	2000, 3000, 4000	90, 110, 130	3,9,	4,8,	5,7
большие