Исследовательская работа "Создание ветрогенератора"

Альтернативные источники – энергетика будущего. Аннотация. На сегодняшний день существует множество предприятий, фабрик, заводов и т.д. И  такое понятие, как энергия, становится ценнейшим ресурсом. Ее пытаются экономить  разными методами: разработкой новых технологий, сокращением качества продукции или  созданием альтернативных источников энергии. Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с  их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым  топливным дефицитом в традиционной энергетике. Согласно отчёту ООН, в 2008 году во всём мире было инвестировано $140 млрд в  проекты, связанные с альтернативной энергетикой, тогда как в производство угля и нефти  было инвестировано $110 млрд.  Цель работы: провести объективный и субъективный анализ альтернативных   источников энергии, разработать и создать макет выбранного источника. Планировалось достичь цели при помощи следующих задач: 1.     изучить литературу по вопросу альтернативных источников.  2.     проанализировать рациональность использования различных источников энергии в условиях  нашего региона. 3.     создать действующий макет альтернативного источника.            При выполнении работы использовались методы:  ­  наблюдение; ­  экспериментирование; ­  сравнительно­исторический метод; ­  анализ и синтез; ­  моделирование.           Мною были получены данные: самым оптимальным источником электроэнергии в нашем регионе является вертикальный ветрогенератор, он может активно работать при небольшой  скорости ветра, практически бесшумен, устойчив к перепадам ветра, не требует постоянного  обслуживания, срок службы в среднем составляет 20 лет.           По результатам работы можно сделать следующие выводы: вертикальный генератор –  это наилучший вид альтернативной энергетики для нашего климата, но для того чтобы  создать автономную электростанцию необходимо его сочетать с солнечными  аккумуляторами. 2 Оглавление 1. Введение…...…………………………..………………………………………………….3 2. Анализ видов альтернативных источников.……………………...……….……………6 3. Теоретическая часть……………………………………………………..……….………11 4. Практическая часть………………………………………………………………………14 5. Заключение…………………………………………………………….………….…..….16 6. Список использованной литературы…………………………………………….…......17 7. Приложение…………………………………………………………………………........18 3 Альтернативные источники – энергетика будущего. «Ветер, ветер ты могуч…» А.С. Пушкин Потребность России в электроэнергии удовлетворяют электростанции, суммарной  мощностью превышающие 215 млн. кВт. Свыше 20% составляют ГЭС, более 10% — АЭС и  почти 70% — тепловые электростанции (ТЭС), работающие в основном на природном газе  (63%) и твёрдом топливе (28%). В структуре отечественной энергетики значительное место  занимают ТЭС на сверхкритические параметры пара с энергоблоками мощностью 250, 300,  500, 800 и даже 1200 МВт. Необходимое количество энергии определяется потребностью экономики, включая и  социальную её составляющую. В настоящее время эти потребности по секторам экономики  распределяются примерно следующим образом: промышленность — 33%; коммунальный сектор — 37%; транспорт — 19%; сельское хозяйство — 3%; нетопливные нужды — 8%. Задача состоит в том, чтобы, используя меньшее количество энергии, получать более  высокий результат. В настоящее время все больше людей проникается идеей энергосбережения. Топливно­ энергетический кризис перешел с нами в ХХI век, поэтому ученые многих стран пытаются  решить эту проблему различными методами. Один из них – использование альтернативных  источников энергии. На сегодняшний день существует множество предприятий, фабрик, заводов и т.д. И  такое понятие, как энергия, становится ценнейшим ресурсом. Ее пытаются экономить  разными методами: разработкой новых технологий, сокращением качества продукции или  созданием альтернативных источников энергии. 4 Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с  их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым  топливным дефицитом в традиционной энергетике. По оценкам Европейской комиссии к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии  возобновляемой энергетики будет создано 2,8 миллионов рабочих мест. Индустрия  возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП. Также известно, что в 2010 году альтернативная энергия (не считая гидроэнергии)  составляла 4,9% всей потребляемой человечеством энергии.  По сравнению с США и странами ЕС использование возобновляемых источников  энергии (ВИЭ) в России находится на низком уровне. Сложившуюся ситуацию можно  объяснить доступностью традиционных ископаемых энергоносителей.  «У нас на преимущества автономных систем обратили внимание в конце 70 х гг. Но  стоило начать разработки и создать два специализированных института, как программу тут,  же прикрыли. Кто­то решил, что в стране, где хватает дешевых источников электроэнергии,  тратить деньги на получение энергии альтернативной нет смысла. Поэтому альтернативная  энергетика у нас удел частников, и то не всех, а тех, кто умеет считать деньги и не хочет  зависеть от энергетиков»[1]  Согласно отчёту ООН, в 2008 году во всём мире было инвестировано $140 млрд. в  проекты, связанные с альтернативной энергетикой, тогда как в производство угля и нефти  было инвестировано $110 млрд. (Приложение 1) Из всего вышеперечисленного можно выделить основные пункты, касающиеся альтернативной энергетики: 1) востребованность; 2) экологичность; 3) экономичность. Мне очень хотелось узнать, насколько осведомлены о видах альтернативных  источниках мои сверстники, и я решил провести опрос в кругах молодежи нашей школы. Был  задан вопрос: «Какой из видов альтернативных источников энергии, по вашему мнению, будет являться самым распространенным в будущем?» Были получены следующие ответы: 34% опрошенных выбрали энергию солнца, 40% энергию ветра, 11% энергию  геотермальных вод, 9%энергию приливных волн  и 5% энергию биотоплива. (Приложение II) Основным направлением альтернативной энергетики является поиск и использование  альтернативных (нетрадиционных) источников энергии. Источники энергии — встречающиеся в природе вещества и процессы, которые позволяют человеку получить необходимую для  существования энергию. 5 Альтернативный источник энергии — заменяет собой традиционные источники  энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при  сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, вызывающий парниковый эффект и  глобальное потепление. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность  получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов  и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность. Классификация источников: 1) Ветряные (движение воздушных масс) 2) Геотермальные (тепло планеты) 3) Солнечные (электромагнитное излучение солнца) 4) Гидроэнергетические (движение воды в реках и морях) 5) Биотопливные (теплота сгорания возобновляемого топлива) Максимальное значение КПД различных типов источников (Приложение III) Анализ видов альтернативных источников.  Геотермальная энергетика — направление энергетики, основанное на  производстве электрической энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли,  на геотермальных станциях. Наибольший интерес представляют высокотемпературные термальные воды или  выходы пара, которые можно использовать для производства электроэнергии и  теплоснабжения. Устройство паропреобразователя (Приложение VI) Достоинства: 1) Возобновляемый источник энергии (во всяком случае, при условии, что в  нагнетательную скважину не закачивается слишком много воды за слишком короткое  время). 2) Геотермальная электростанция для работы не требует поставок топлива из внешних  источников. 3) Эксплуатация геотермальной электростанции не требует дополнительных расходов,  кроме расходов на профилактическое техобслуживание или ремонт. 4) Геотермальные электростанции не портят пейзаж и не требуют значительного  землеотвода. 5) Обычная геотермальная электростанция, расположенная на берегу моря или океана,  может применяться и для опреснения воды. Недостатки: 6 1) Найти подходящее место для строительства геотермальной электростанции и  получить разрешение местных властей и согласие жителей на ее возведение может  быть проблематичным. 2) Иногда действующая геотермальная электростанция может остановиться в результате естественных изменений в земной коре, плохого выбора места или чрезмерной  закачки воды в породу через нагнетательную скважину. 3) Через эксплуатационную скважину могут выделяться горючие или токсичные газы  или минералы, содержащиеся в породах земной коры. Избавиться от них достаточно  сложно.  4) Стоимость установки геотермальной электростанции велика.  Солнечная энергетика (Гелиоэнергетика)  ­ направление нетрадиционной   энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для  получения энергии в каком­либо виде. Солнечная энергетика использует неисчерпаемый  источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов. Достоинства: 1) Общедоступность и неисчерпаемость источника. 2) Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует  вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может  изменить альбедо (характеристику отражательной (рассеивающей) способности)  земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно). Недостатки: 1) Зависимость от погоды и времени суток. 2) Как следствие необходимость аккумуляции энергии. 3) При промышленном производстве ­­ необходимость дублирования солнечных ЭС  маневренными ЭС сопоставимой мощности. 4) Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к  примеру, индий и теллур). 5) Необходимость периодической очистки отражающей поверхности от пыли. 6) Нагрев атмосферы над электростанцией. Гидроэнергетика — область хозяйственно­экономической деятельности человека,  совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для  преобразования энергии водного потока в электрическую энергию. 7 На 2006 год гидроэнергетика обеспечивает производство до 88 % возобновляемой и до 20 % всей электроэнергии в мире, установленная гидроэнергетическая мощность достигает  777 ГВт. Абсолютным лидером по выработке гидроэнергии на душу населения  является Исландия. Кроме неё этот показатель наиболее высок в Норвегии (доля ГЭС в  суммарной выработке — 98 %), Канаде и Швеции. В Парагвае 100 % производимой энергии  вырабатывается на гидроэлектростанциях. Наиболее активное гидростроительство на начало 2000­х ведёт Китай, для которого  гидроэнергия является основным потенциальным источником энергии. Достоинства: 1) Использование возобновляемой энергии. 2) Очень дешевая электроэнергия. 3) Работа не сопровождается вредными выбросами в атмосферу. 4) Быстрый (относительно ТЭЦ/ТЭС) выход на режим выдачи рабочей мощности после  включения станции. Недостатки: 1) Затопление пахотных земель. 2) Строительство ведется там, где есть большие запасы энергии воды. 3) На горных реках опасны из­за высокой сейсмичности районов. 4) Сокращенные и нерегулируемые попуски воды из водохранилищ по 10­15 дней  приводят к перестройке уникальных пойменных экосистем по всему руслу рек, как  следствие, загрязнение рек, сокращение трофических цепей. Оптимальными по экологическим и экономическим параметрам считаются приливные  электростанции. (Приложение VIII) Биотопливо ­  топливо из растительного или животного сырья, из продуктов  жизнедеятельности организмов или органических промышленных отходов. Биотоплива разделяют на твердые, жидкие и газообразные. Твердые — это  традиционные дрова (часто в виде отходов деревообработки) и топливные  гранулы (прессованные мелкие остатки деревообработки). Жидкие топлива — это спирты  (метанол, этанол, бутанол), эфиры, биодизель и биомазут. Газообразные топлива — различные газовые смеси с угарным газом, метаном, водородом получаемые при термическом  разложении сырья в присутствии кислорода (газификация), без кислорода (пиролиз) или  при сбраживании под воздействием бактерий. Достоинства: 8 1) 2)  Производство биотоплива осуществляется с помощью самых разнообразных  органических материалов. Такой вид альтернативной энергии может быть доступен  каждому и кстати в любой стране и регионе.  Производство биотоплива поможет решить очень важную проблему окружающей  среды, как утилизация мусора. О ней уже много лет думают большое количество  людей, в том числе и ученые всего мира. Недостатки: 1) Беспокоятся о том, что уничтожение лесов нанесет очень большой вред окружающей  среде. 2) Утверждают, что если выращивать большое количество разнообразных растений для  производства, то это может привести к истощению плодородности нашей планеты. Впоследствии многие страны третьего мира могут просто­напросто умереть с голода. Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании   кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую,  тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в народном  хозяйстве. Такое преобразование может осуществляться такими агрегатами,  как ветрогенератор (для получения электрической энергии), ветряная мельница (для  преобразования в механическую энергию), парус (для использования в транспорте) и другими. Достоинства: 1) Экологически­чистый вид энергии (ветрогенератор мощностью 1 МВт сокращает  ежегодные выбросы в атмосферу 1800 тонн СО2, 9 тонн SO2, 4 тонн оксидов азота). 2) Эргономика (ветровые электростанции занимают мало места и легко вписываются в  любой ландшафт, а также отлично сочетаются с другими видами хозяйственного  использования территорий). 3) Возобновляемая энергия (энергия ветра, в отличие от ископаемого топлива,  неистощима). 4) Ветровая энергетика ­ лучшее решение для труднодоступных мест (для удалённых  мест установка ветровых электрогенераторов может быть лучшим и наиболее дешёвым решением). Недостатки: 1) Нестабильность (нет гарантии получения необходимого количества электроэнергии; на некоторых участках суши силы ветра может оказаться недостаточно для выработки  необходимого количества электроэнергии). 2) Относительно невысокий выход электроэнергии (ветровые генераторы значительно  уступают в выработке электроэнергии дизельным генераторам, что приводит к 9 необходимости установки сразу нескольких турбин; кроме того, ветровые турбины  неэффективны при пиковых нагрузках). 3) Высокая стоимость (стоимость установки, производящей 1 МВт электроэнергии,  составляет 1 миллион долларов). 4) Опасность для дикой природы (лопасти каждой установленной турбины являются  причиной гибели не менее 4 особей птиц в год). 5) Шумовое загрязнение (шум, производимый "ветряками")  может причинять  беспокойство диким животным и людям, проживающим поблизости. Теоретическая часть Если вернуться назад в историю, то ещё в Персии упоминается применение ветряных  мельниц во II веке до н.э. Ещё раньше они применялись в Китае.  Ветроэнергетика США является наиболее быстро развивающейся отраслью  возобновляемой энергетики в стране. Как по размерам имеющихся и строящихся ветряных  электростанций, так и по темпам роста их суммарной установленной мощности, США  являются одним из лидеров мировой ветроэнергетики. Общая выработка электроэнергии  альтернативными источниками составляет 16818МВт. Штаты США с крупнейшими установленными ветрогенераторами. (Приложение V) Впервые на первом месте по суммарному количеству установленных мощностей  ветряных электростанций в 2010 г. оказался Китай, обогнав традиционных лидеров  ветроэнергетики ­ США и Германию. Однако на данный момент США вернули себе право  быть лидерами в развитии возобновляемых источников энергии. У нас, в России, к началу ХХ века были построены и успешно работали более 2500  тысяч ветряных мельниц, общей мощностью примерно 1 млн. кВт. Россия ­ это страна с огромной территорией и разными климатическими зонами.  Технический потенциал для ветроэнергетики составляет 6200 миллиардов кВт/час, что в  несколько раз превышает всё производство электроэнергии в стране. Около 70% территории  России не имеют централизованного электроснабжения по причине большого расстояния  между населёнными пунктами (иногда сотни и даже тысячи километров).  Мощность высотных потоков ветра (на высотах 7­14 км) примерно в 10­15 раз выше,  чем у приземных. Эти потоки обладают постоянством, почти не меняясь в течение года.  Возможно использование потоков, расположенных даже над густонаселёнными территориями  (например — городами), без ущерба для хозяйственной деятельности.  «Зонами эффективного применения ветроустановок на территории России являются 10 области: Архангельская, Астраханская, Волгоградская, Калининградская, Камчатская,  Ленинградская, Магаданская, Мурманская, Новосибирская, Пермская, Ростовская,  Тюменская; края: Краснодарский, Приморский, Хабаровский; республики: Дагестан,  Калмыкия, Карелия, Хакасия, Саха (Якутия); автономные округа: Коми­Пермякский,  Ненецкий, Чукотский, Ямало­Ненецкий» [2] По данным В.Г. Николаева наиболее подготовленные районы и мощности, где можно было бы  построить ВЭС до 2020 года. (Приложение IV) Для природных условий нашей местности подойдут солнечные и ветровые  электроустановки. Проанализируем, насколько оптимальным будет являться ветрогенератор. Воспользуемся для этого таблицей ветров (Приложение IX), и среднегодовым количеством  солнечных дней для Сургутского района (по информации сайта гидрометцентра России).  Средняя годовая скорость ветра составляет 4,7 м/с. Эта скорость позволяет использовать  ветродвигатели вертикального типа, для работы которых достаточно скорости ветра 1 м/с.  Среднее количество солнечных дней в году 116. Этого количества недостаточно чтобы  использовать солнечные элементы как самостоятельный источник энергии в нашем регионе,  их можно использовать лишь в комплексе с другими источниками.  Методы получения электричества за счет ветра создают альтернативу традиционным  способам энергоснабжения. Людей привлекает возможность обладания автономной  электростанцией с бесплатными источниками энергии. В большинстве конструкций ветряных  генераторов для населения применяются принципы: • преобразования кинетической энергии потоков воздуха во вращение вала ветряного  двигателя; • передача вращения ротору генератора; • выработка генератором постоянного электрического тока для подзаряда комплекта  аккумуляторов; • использование энергии аккумуляторов специальными устройствами – инверторами,  которые из 12 вольт постоянного напряжения создают переменный синусоидальный ток с  напряжением 220 вольт для питания бытовых электроприборов. Существуют и альтернативные конструкции ветрогенераторов с вертикальной осью  вращения. По коэффициенту полезного действия вертикальные ветряки немного уступают  (порядка 5%) горизонтальным. Но за счет лучшего коэффициента использования энергии  ветра, генераторы с вертикальной осью вращения, нивелируют 5­процентное отставание в  КПД. 11 Одним из преимуществ вертикальных ветрогенераторов является отсутствие  ориентации устройств по ветру. В тот момент, когда горизонтальные ветряки  разворачиваются чтоб стать “по ветру” у них КПД падает, вертикальные ветрогенераторы  продолжают выдавать электричество, как ни в чём не бывало. У вертикальных ветряков есть один, но существенный минус – цена. Производители  таких устройств, продают их в два, а то и три раза дороже, чем горизонтальные аналоги. Это  связано с более прочным опорно­подшипниковым узлом, который входит в состав  вертикальных ветряков. На него оказывается сильная нагрузка, поэтому он имеет довольно  большую прочность, что отражается в цене. Существует несколько разновидностей вертикально ориентированных ветряков:  ортогональные, с ротором Савониуса, с ротором Дарье, с геликоидным ротором и  многолопастным ротором с направляющим аппаратом. Давайте рассмотрим их конструкции  более подробно. Ортогональные ветрогенераторы это ветряки расположенные горизонтально и  имеющие в своей конструкции несколько параллельных лопастей, расположенных на  одинаковом расстоянии от оси вращения. Благодаря такой конструкции в ортогональных  ветрогенераторах, нет надобности использования направляющих механизмов. Приводное  оборудование ветряка можно расположить на уровне земли, что существенно снижает затраты на его обслуживание. У конструкции ветряков такого типа есть и минусы. Это низкий срок службы опорных узлов,  а так же большая масса лопастной системы. Ветрогенераторы с геликоидным ротором более усовершенствованная модель  ортогональных ветрогенереаторов. Иногда такую конструкцию называют ротор Горлова.  Лопасти в таком ветряке закручиваются по определенному шаблону, что дает более  равномерное вращение ротора, меньшие динамические нагрузки и больший срок службы  ветрогенератора. Закрученная конструкция лопастей несколько увеличивает стоимость  такого ветряка. Еще одной усовершенствующей конструкцией ортогональных ветряков является  ветрогенераторы с многополостным ротором с направляющем аппаратом. Такая  конструкция состоит из двух рядов лопастей. Первый ряд нужен для захвата направления  ветра, а второй для раскрутки ротора. 12 Такая конструкция ветрогенератора помогает ему работать при низких скоростях  ветра, что увеличивает его эффективность. Из­за сложной конструкции, ветрогенераторы с  многополостным ротором стоят довольно дорого. Ветрогенераторы с ротором Савониуса это несколько отличная конструкция от тех,  которые мы рассмотрели выше. В качестве лопастей в ветряке такого типа используются  полуцилиндры. Ветрогенераторы Савониуса хорошо себя проявили во время низких  скоростей ветра. Однако, эффективность такой конструкции все равно ниже, чем у  ветрогенераторов горизонтального типа. Кроме того, конструкция такого типа обладает  довольно высокой материалоемкостью и сложностью изготовления, что отражается на  стоимости ветрогенератора такого типа. Ветрогенератор с ротором Дарье. В состав его конструкции входят три, либо две  лопасти. Они изготавливаются без сложных элементов, что значительно удешевляет  стоимость. Ветряк Дарье не нуждается в ориентации на ветер, а приводное оборудование  можно разместить на земле. Минусы такого типа ветрогенераторов схожи с остальными  вертикальными конструкциями такого назначения: низкая эффективность работы лопастной  системы и быстрая изношенность опорных узлов. Вертикальные ветрогенераторы хорошо зарекомендовали себя в местах с часто  меняющейся скоростью ветра и высокой турбулентностью. В других местах, из­за большой  стоимости такой конструкции, целесообразно устанавливать “классические” горизонтальные  ветрогенераторы. Практическая часть Доказательство экономической эффективности ВЭУ Подключение к энергосети Оборудование Прокладка 10 км ЛЭП КТП Электроэнергия 720 тыс. кВтч (за 10 лет) Вывод: стоимость 1кВт электроэнергии – 0,13 $ Стоимость 80 000 $ 20 000 $ 14 400 $ Питание от бензиновой электростанции Оборудование Бензиновая электростанция Топливо (при 87600 часах работы, 18250 литров за 10 лет)  Стоимость 10 000 $ 10 950$ (при стоимости топлива 0,6$) 13 Вывод: стоимость 1кВт электроэнергии – 0,37 $ Питание от ВЭУ Оборудование Ветрогенератор 30кВт + инвертор Аккумуляторная батарея (на 2 суток безветрия) Монтаж и обслуживание Стоимость 50 000 $ 20 000 $ 10 000 $ Вывод: стоимость 1кВт электроэнергии – 0,11 $ Рассматривая одно и то же производство и оценивая стоимость 1 кВт электроэнергии  при различных источниках, я убедился, что при необходимых климатических условиях ВЭУ  является наиболее выгодным источником электроэнергии.  Таким преимуществом можно воспользоваться для обеспечения электроэнергией  районов удаленных от линий ЕЭС. Например, на родовых угодьях малых народностей. «В  Сургутском районе насчитывается 157 общинно­родовых угодий (территорий традиционного  природопользования), на которых проживают и ведут традиционный образ жизни более 500  семей, что составляет более 1500 человек».[3] Рассмотрим энергообеспечение на одном из угодий. Электропитание деревянного дома на родовых угодьях обеспечивает бензиновый генератор внутреннего сгорания мощностью 1,5 кВт.  Средний расход бензина для работы бензинового генератора составляет 10 литров в  сутки. Дотация государства составляет 3т топлива в год. Средняя стоимость литра бензина  составляет 31 рубль (для заправки генератора используется бензин с октановым числом не  менее 92). Стоимость бензина за 10 лет  составит 915000 рублей. Заменить данный генератор может гибридная система автономного электроснабжения,  которая состоит из ветрогенератора 600Вт и солнечной панели 250 Вт. Такая система за  месяц вырабатывает 60­150 кВтч электричества (в зависимости от скорости ветра и  облачности).  В комплект входят: ветрогенератор, мачта с растяжками, солнечная панель, гибридный  контроллер заряда, инвертер и аккумуляторы. Запас энергии: 1,7 кВтч, максимальная  мощность потребления: 600 Вт. При этом лучше всего использовать энергосберегающее оборудование, а для  освещения светодиодные лампы. Энергии хватит также для работы ноутбука, ЖК телевизора, зарядки телефона и т.п. Если предполагается подключение большого числа электроприборов,  то целесообразнее устанавливать ветрогенератор мощностью 1 или 2 кВт.  Ветрогенератор 600 Вт ­ 46 тыс. руб.  Солнечная панель 250 Вт – 15 тыс. руб.  Контроллер – 1,5 тыс. руб.  Инвертер (600 Вт) – 3,5 тыс. руб.  Аккумуляторы (2В 100Ач 12 шт) – 19,8 тыс. руб. 14 Цена основной комплектации– 85 800 руб. Такая установка за десять лет использования даст экономию денежных средств  ……. И окупит себя по сравнению с бензиновым генератором через……….лет. Можно уменьшить расходы на установку ветродвигателя, если собрать его  своими руками. Свой макет мы решили создать на основе трехлопастного ветрогенератора Савониуса. Хотя двухлопастной двигатель давал бы более высокий КПД, при невысокой средней  скорости ветра в нашем регионе двух лопастей для запуска двигателя не хватит. Лопасти были изготовлены их пластика, размером 7,6 см на 10,5 см. Осью для лопастей послужил круг диаметром 11,7 см. В качестве основания был взят пластмассовый короб, на  котором я поместил милливольтметр, соединенный с шаговым электродвигателем,  выполняющим роль генератора. (Приложение VIII)  Затем я нашел мощность моего ветряка в условиях Сургутского района. Для этого я  использовал формулу мощности:   P=ρSv3 2  скорость ветра,  ρ  — плотность воздуха, S — ометаемая площадь. где   —υ Дано: l = 7,6 см = 0,076м (длина крыла), d =10,5 см = 0,105м (диаметр крыла) υ условиях) ρ  = 3,7 м/с (Среднегодовая скорость ветра в г. Сургут),   = 1,293  кг/м 3 (при нормальных  Расчет: S = 0,076*0,105 = 0,008 м2 P = ½ * 1,293 * 0,008 * (3,7)³ = 0,262 Вт. Для того чтобы создать двигатель мощностью 1,5 кВт необходимо увеличить параметры  ветрогенератора. Диаметр крыла ….. высота ветрогенератора….    Мощность нашего двигателя будет меняться в зависимости от скорости ветра в данное  время года, которая достигает своего максимума в межсезонье, минимума в летние месяцы.  (Приложение IX). Значит, в летнее время получить автономный бесперебойный источник  энергии, используя лишь ветрогенератор невозможно. В летние месяцы в нашем регионе  устанавливается солнечная погода, что является хорошей возможностью использовать  солнечные аккумуляторы в дополнение к ветрогенератору. Заключение 15 В   своей   работе   мы   доказали   экономическую   эффективность   размещения   ветряных установок. Такой вид выработки энергии выгоден, во­первых, для инвесторов, так как не нужно покупать сырье (все мы знаем, что стоимость ветра равна нулю), и к тому же есть возможность получения различных государственных льгот, так как данный проект направлен на защиту окружающей среды. Во­вторых, он выгоден для потребителя, так как стоимость кВтч электроэнергии гораздо ниже. И, конечно же, данный вид выработки электроэнергии является экологически чистым и не загрязняет окружающую среду.  Дальнейшее   развитие   ветряной   энергетики   позволит   не   только   не   зависеть   от постоянных скачков цен на сырье (нефть, газ), но и сократить выбросы парниковых газов в атмосферу (по Киотскому протоколу Россия обязана сократить их выбросы до уровня 1990 года). Именно поэтому нужно решать эту проблему сейчас, для того чтобы обеспечить себе и следующему поколению счастливое будущее. 16 1 Андрианов В. Н., Быстрицкий Д. Н., Вашкевич К. П.,  «Ветроэлектрические станции» Список использованной литературы 1960 2 Безруких П.П. «Концепция использования ветровой энергии в Росси» 2005 3 Глазунов «Физика и научно­технический прогресс» 4 Стэн Гибилиско «Альтернативная энергетика без тайн» 5 Сидоров В. В. «Ветроэнергетические установки и системы»,1990. 6 Фатеев Е. М., «Ветродвигатели и ветроустановки», 1956. 7 Шефтер Я. И., Рождественский И. В., Печковский Г. А., «Монтаж, эксплуатация и ремонт ветроустановок», 1960. 8 А.П. Кашкаров «Ветрогенераторы, солнечные батареи и другие полезные  конструкции», 1998. 9 Гулиа Н.В. «Удивительная физика» 10 Лейзерович А. «Куда дует ветер?»  ("Вестник", 2001, 3 июля.)  11 Ляхтер В., статья «Второе пришествие ветряка» (журнал «Наука и жизнь» №5) Ссылки 1. Татьяна Крупко статья в журнале «Сибирский дом», 15.02.2009. П.П. Безруких, П.П. Безруких (младший) «Ветроэнергетика, вымыслы и факты, ответы на 100 вопросов». Сайт администрации Сургутского района  www   .  ru  .  old   .  admsr     2. 3. 17 Приложение 1 60 50 40 30 20 10 0 инвестировано в альтернативную энергетику, млрд $  Европа Америка Китай Индия Приложение II 10 8 4 солнце ветер геотермальные воды приливные волны биотопливо 35 30 Социологический опрос среди старшеклассников. Наибольшее достигнутое значение КПД, % Вид альтернативного источника энергии 90 48 17 94 84 Ветряные Геотермальные Солнечные Гидроэнергетические Биотопливные Приложение III Приложение IV 18 Субъекты Российской Федерации  Центральный федеральный округ 1 Брянская область 2 Воронежская область 3 Калужская область 4 Курская область 5 Московская область 6 Смоленская область 7 Тверская область Северо­Западный федеральный округ 1 Архангельская область 2 Калининградская область 3 Республика Коми 4 Ленинградская область 5 Мурманская область 6 Ненецкий АО 7 Республика Карелия Южный федеральный округ 1 Астраханская область 2 Волгоградская область 3 Республика Кабардино­Балкария 4 Республика Калмыкия 5 Республика Карачаево­Черкесия 6 Краснодарский край 7 Ростовская область 8 Ставропольский край Приволжский федеральный округ 1 Оренбургская область 2 Пермский край 3 Самарская область 4 Саратовская область 5 Ульяновская область Уральский федеральный округ 1 Курганская область Установленная мощность ВЭС, МВт 900 100 50 200 100 100 200 150 1500 150 200 100 300 600 50 100 2050 200 600 50 200 50 600 200 150 600 100 150 100 150 100 200 200 Место Штат Мощность, МВт Приложение V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Техас Калифорния Миннесота Айова Вашингтон Колорадо Орегон Иллинойс Оклахома Нью­Мексико 4356 2439 1299 1273 1163 1067 885 699 689 496 Устройство паропреобразователя. 19 Приложение VI Приложение VII Приложение VIII 20 Сборка электродвигателя.   месяц январь февраль март апрель май июнь июль август сентябрь октябрь ноябрь декабрь год 2011 2011 2011 2011 2011 2011 2011 2011 2011 2011 2011 2011 Приложение IX Средняя скорость ветра, м/с 9 10 10 8 6 4 3 3 5 7 8 9