|
| |
|
Главная -> Экология
История развития ветроэнергетики. Переработка и вывоз строительного мусораМорские приливы и отливы представляют собой периодические колебания уровня моря, вызываемые силами притяжения Луны. В соответствии с теорией И. Ньютона под действием сил притяжения Луны поверхность гидросферы превращается из сферической в эллипсоидальную с большой осью, направленной на Луну. За счет вращения Земли вокруг своей оси приливы имеют периодический характер - за сутки 2 раза происходит прилив и 2 раза отлив. Величина приливов различна для различных районов Земли. Например в некоторых пунктах береговой линии Ла Манша наибольшая величина прилива составляет 15 м. В Песчаной Губе Охотского моря – 13 м. На побережье Белого моря – 10 м. В некоторых местах атлантического побережья Канады – до 18 м. Общая мощность морей и океанов Земли в 120 изученных створах оценивается в 8 млрд. кВт. Таблица 1. Сведения о приливах в некоторых портах мира. Порт Интервал между приливами Средняя высота прилива, м час мин Рейкьявик, Исландия 4 50 2.77 р. Коксоак, Гудзонов пролив, Канада 8 56 7.65 Барнтко, залив Фанди, Канада 0 9 12.02 Портленд, шт. Мэн, США 11 10 2.71 Бостон, шт. Массачусетс, США 11 16 2.90 Нью-Йорк, шт. Нью-Йорк, США 8 15 1.34 о. Марака, Бразилия 6 0 6.98 Бальбоа, Панама 3 5 3.84 Сан-Франциско, шт. Калифорния, США 11 40 1.19 Сиэтл, шт.Вашингтон, США 4 29 2.32 Ситка, шт.Аляска, США 0 7 2.35 Санрайз, залив Кука, шт. Аляска, США 6 15 9.24 Дарвин, Австралия 5 0 4.39 Рангун, Мьянма 4 26 3.90 Занзибар, Танзания 3 28 2.47 Гранвиль, Франция 5 45 8.69 Лит, Великобритания 2 8 3.72 Лондон, Великобритания 1 18 5.67 Дувр, Великобритания 11 6 4.42 Эйвонмут, Великобритания 6 39 9.48 Рамси, о. Мэн, Великобритания 10 55 5.25 Гамбург, Германия 4 40 2.23 Таблица 2. Приливные ресурсы в некоторых регионах. Регион Средняя разница между уровнями прилива и отлива, м Средняя возможная выработка электроэнергии, Мвт Северная Англия 9.8 1680 Мон-Сен-Мишель, Франция 8.4 9700 Белое море, Россия 5.7 14400 Мезень (эстуарий), Россия 6.6 1370 Пассамакводди, США, Канада 5.5 1800 Кобскук, США 5.5 722 Аннаполис, Канада 6.4 765 Майнас-Кобеквист, Канада 10.7 19900 Камберленд, Канада 10.1 1680 Петиткодиак, Канада 10.7 794 Наиболее очевидным способом использования океанской энергии представляется постройка приливных электростанций (ПЭС). Но общее количество пунктов, в которых сооружение ПЭС более или менее экономически оправдано не превышает 80, а их суммарная мощность не выше 100 млн. кВт. Кроме того расчетное число часов работы в год мало, а стоимость сооружения выше, чем ГЭС. Разработаны четыре метода использования энергии приливов, но наиболее практичным из них является создание системы приливных бассейнов. При этом колебания уровня воды, связанные с приливо-отливными явлениями, используются в системе шлюзов так, что постоянно поддерживается перепад уровней, позволяющий получать энергию. Мощность приливных электростанций непосредственно зависит от площади бассейнов-ловушек и потенциального перепада уровней. Последний фактор, в свою очередь, является функцией амплитуды приливо-отливных колебаний. Достижимый перепад уровней, безусловно, наиболее важен для производства электроэнергии, хотя стоимость сооружений зависит от площади бассейнов. С 1967 г. в устье реки Ранс во Франции на приливах высотой до 13 метров работает ПЭС мощностью 240 тыс. кВт с годовой отдачей 540 тыс. кВт·ч. Советский инженер Бернштейн разработал удобный способ постройки блоков ПЭС, буксируемых на плаву в нужные места, и рассчитал рентабельную процедуру включения ПЭС в энергосети в часы их максимальной нагрузки потребителями. Его идеи проверены на ПЭС, построенной в 1968 году в Кислой Губе около Мурманска на 800 кВт; своей очереди ждет ПЭС на 6 млн. кВт в Мезенском заливе на Баренцевом море. Первый ветродвигатель был простым устройством с вертикальной осью вращения, таким, например, как устройство, которое применялось в Персии за 200 лет до нашей эры для размола зерна. Использование такой мельницы с вертикальной осью вращения получило впоследствии повсеместное распространение в странах Ближнего Востока. Немного позднее была разработана мельница с горизонтальной осью вращения, которая состояла из десяти деревянных стоек, оснащенных поперечными парусами. Подобный примитивный тип ветряной мельницы находит применение до сих пор в многих странах бассейна Средиземного моря. В ІХ столетии ветреные мельницы широко использовались на Ближнем Востоке и попали в Европу в Х столетии при возвращении крестоносцев. В средние века в Европе многие поместные законы, включая и право отказа в разрешении на строительство ветреных мельниц, заставляли арендаторов иметь площади для посева зерна возле мельниц феодальных имений. Посадки деревьев близ ветреных мельниц запрещались для обеспечения свободного ветра . В XIV столетии голландцы стали ведущими в усовершенствовании конструкций ветреных мельниц и широко использовали их с этих пор для осушения болот и озер в дельте реки Рейн. Между 1608 и 1612 гг. польдер Беемстер, который находился на три метра ниже уровня моря, был осушен с помощью 26 ветродвигателей мощностью 37 квт каждый. Позднее известный инженеров-гидравлик Лигвотер, применив 14 ветродвигателей производительностью 1000 м3/мин., которые перекачивали воду в аккумулирующий бассейн, осушил за четыре года польдер Шермер. Потом 37 ветродвигателей перекачивали воду из бассейна в кольцевой канал, откуда она попадала в Северное море. В 1582 г. в Голландии была построена первая маслобойня, которая использовала энергию ветра, через 4 года - первая бумажная фабрика, которая удовлетворяла повышенные требования к бумаге, обусловленные изобретением печатной машины. В середине XIX столетия в Голландии использовалось для разных целей около 9 тыс. ветродвигателей. Голландцы внесли много усовершенствований в конструкцию ветреных мельниц и, в частности, ветроколеса. Более поздний для улучшения аэродинамической формы лопате бруски были присоединены к ее задней кромке. В более современных конструкциях паруса были заменены тонким листовым металлом, использовались стальные махи и разные типы жалюзи и щитков для регулирования частоты обращение ветроколеса при больших скоростях ветра. Большие ветреные мельницы заводского изготовления при больших скоростях ветра могли развивать мощность до 66 квт. Первой лопастной машиной, которая использовала энергию ветра, был парус. Парус и ветродвигатель кроме одного источника энергии объединяет один и тот же используемый принцип. Исследование показали, что парус можно представить в виде ветродвигателя с бесконечным диаметром колеса. Парус является наиболее совершенной лопастной машиной, с высочайшим КПД, который непосредственно использует энергию ветра для движения. Еще в 1714 году француз Дю Квит предложил использовать ветродвигатель как двигатель для перемещения по воде. Пятилопастное ветроколесо, установленное на треноге, должно было приводить в движение гребное колесо. Идея так и осталась на бумаге, хотя понятно, что ветер произвольного направления может двигать судно в любом направлении. Первые разработки теории ветродвигателя относятся к 1918 г. В. Залевський заинтересовался ветряными мельницами и авиацией одновременно. Он начал создавать полную теорию ветреной мельницы и вывел несколько теоретических положений, которым должна отвечать ветроустановка. В начале ХХ столетия интерес к воздушным винтам и ветроколёсам не был обособлен от общих тенденций времени - использовать ветер, где это только возможно. Сначала наибольшее распространение ветроустановки получили в сельском хозяйстве. Воздушный винт использовали для привода судовых механизмов. На всемирно известном Фраме он вращал динамомашину. На парусниках ветряные мельницы передавали движение насосам и якорным механизмам. В Русской империи к началу минувшего столетия работало около 2500 тысяч ветряных мельниц общей мощностью 1 млн. квт. После 1917 года мельницы остались без хозяев и постепенно разрушились. Правда, делались попытки использовать энергию ветра уже на научной и государственной основе. В 1931 году близ Ялты была построена наибольшая на том время ветроэнергетическая установка мощностью 100 квт, а позднее разработан проект агрегата на 5000 квт. Но реализовать его не удалось, так как Институт ветроэнергетики, который занимался этой проблемой, был закрыт. Сформировавшаяся ситуация отнюдь не обуславливалась местным головотяпством. Такова была общемировая тенденция. В США до 1940 года построили ветроагрегат мощностью 1250 кВт. До конца войны одна из его лопатей получила повреждения. Ее даже не стали ремонтировать - экономисты подсчитали, что более выгодно использовать обычную дизельную электростанцию. Дальнейшие исследования этой установки прекратились, а ее творец и собственник П.Путнем выложил свой печальный опыт в прекрасной книге Энергия ветра , которая не утратила до сих пор своей актуальности. Неудачные попытки использовать энергию ветра в крупномасштабной энергетике сороковых лет не были случайными. Нефть оставалась сравнительно дешевой, резко снизились удельные капитальные вложения на больших тепловых электростанциях, освоение гидроэнергии, как тогда казалось, гарантировало и низкие цены, и удовлетворительную экологическую ситуацию. Важным недостатком энергии ветра является ее переменчивость во времени, но это можно компенсировать за счет расположения ветроагрегатов. Если в условиях полной автономии объединить несколько десятков больших ветроагрегатов, то средняя их мощность будет постоянной. При наличии других источников энергии ветрогенератор может дополнять существующие.
Инвестиционное планирование ипроектное управление. Энергосберегающий дом. Гудима о. Raychem. Гоэлро. Главная -> Экология 
|