Читайте также:
|
|
А) причины возникновения ветра и его характеристики
Движение воздуха в атмосфере — ветер — возникает под действием различных сил. Прежде всего, это силы, связанные с изменением давления по высоте: у поверхности Земли эти силы больше, чем на границе атмосферы. Возникает также разность давлений в горизонтальной плоскости — барический градиент, который вынуждает воздух перемещаться в горизонтальном направлении, вращение Земли и связанное с ним действие силы Кориолиса также оказывает воздействие на поток воздуха. Неравномерный нагрев атмосферы, земной поверхности и мирового океана из-за солнечной радиации, проявление сил внутреннего трения воздуха входят в число факторов, влияющих на возникновение воздушных потоков.Скорость ветра может меняться в широких пределах: от легкого дуновения до урагана. Ее максимальное значение 115,5 м/с зарегистрировано на горе Вашингтон в США в 1934 г.
Глобальная циркуляция воздуха в атмосфере выглядит следующим образом:
В области экватора воздух нагревается и поднимается вверх. Верхние слои движутся в направлении полюсов, там охлаждаются и опускаются к Земле. Охлажденные слои скользят у земной поверхности от полюсов к экватору.
Ветер — очень рассеянный энергоресурс. Природа не собрала ветры в каких-то отдельных "месторождениях", подобно горючим ископаемым. И не пустила их течь по руслам, подобно рекам. Всякая движущаяся воздушная масса "рассредоточена" по огромной территории. Правда, рассеянность, малая концентрация характерна и для солнечной энергии. Основные параметры ветра — скорость и направление — меняются очень быстро, в широких пределах и совершенно непредсказуемо. В итоге по надежности он почти везде уступает Солнцу. Отсюда и вытекают две главные проблемы проектирования ветроэнергетических установок (ВЭУ).
Во-первых, с учетом рассеянности ветра стремятся "снимать" его кинетическую энергию с максимальной площади. Что имеется в виду? Для ВЭУ обычной конструкции (ветровое колесо на горизонтальной оси) - это площадь круга, который описывают лопасти при вращении; у специалистов она называется сметаемой площадью. Отсюда вроде бы следует, что диаметр колеса (длину лопастей) надо всячески наращивать. И действительно: известны проекты гигантских ВЭУ с диаметром ветроколеса до 120 м. Но для таких габаритов сильные ветры, в принципе более "выгодные", становятся уже нежелательными - из соображений безопасной эксплуатации. К тому же, рассчитывая прочность, тут приходится дополнительно страховаться даже от маловероятных ураганных порывов и тем еще больше утяжелять громоздкую конструкцию. Путь явно тупиковый.
Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока на лопастях. Ведь в конечном счете, качество электроэнергии, вырабатываемой ВЭУ, определяется именно стабильностью момента вращения и угловой скорости на валу ее генератора. Для решения этой проблемы нужна установка принципиально новой конструкции.
Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 26 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |