Альтернативнi джерела енергiї: вiтер
ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ
величезнi.
Цiлком природно виникає питання, чи завжди використання енергiї i виробництво електроенергiї повинне супроводжуватися руйнуванням навколишнього середовища. І якщо правда, що будь-який вид людської дiяльностi неминуче впливає на природу, то ступiнь цiєї шкоди рiзний. Ми не можемо не впливати на середовище, у якiй живемо, оскiльки для пiдтримки життєвих процесiв як таких необхiдно поглинати i використовувати енергiю.
Людина, безумовно, впливає на навколишню його середовище, однак у природi iснують природнi механiзми, що врiвноважують, що пiдтримують середовище i спiльноти, що живуть у нiй, у станi рiвноваги, коли всi змiни вiдбуваються досить повiльно. Проте в багатьох випадках господарська дiяльнiсть людини порушує рiвновагу, пiдтримувану цими механiзмами, що призводить до швидких змiн умов навколишнього середовища, з якими нi людина, нi природа не можуть успiшно справитися. Традицiйне виробництво енергiї, що дає величезнi кiлькостi забруднювачiв води i повiтря, - один з видiв такої дiяльностi людини.
Дивно, що всього двiстi рокiв тому людство, крiм енергiї самої людини i тварин, володiло тiльки трьома видами енергiї. І джерелом цих усiх трьох видiв енергiї було Сонце. Енергiя вiтру обертала крила вiтряних млинiв, на яких мололи зерно чи ткали. Для того щоб можна було скористатися енергiєю води, необхiдно, щоб вода бiгла вниз до моря вiд вище розташованого джерела, де рiчка наповняється за рахунок дощiв, що випадають.
За останнє десятилiття iнтерес до цих джерел енергiї постiйно зростає, оскiльки в багатьох вiдносинах вони необмеженi. У мiру того як постачання палива стає менш надiйним i бiльш дорогим, цi джерела стають усе бiльш привабливими i бiльш економiчними. Пiдвищення цiн на нафту i газ послужило головною причиною того, що ми знову звернули свою увагу на воду, вiтер i Сонце.
ЕНЕРГІЯ ВІТРУ
У пошуках альтернативних джерел енергiї в багатьох країнах чимало уваги придiляють вiтроенергетицi. Вiтер служив людству протягом тисячолiть, забезпечуючи енергiю для вiтрильних суден, для розмелу зерна i перекачування води. В даний час головне мiсце займає виробництво електроенергiї. Уже сьогоднi в Данiї вiтроенергетика покриває близько 2% потреб країни в електроенергiї. У США на декiлькох станцiях працює близько 17 тисяч вiтроагрегатiв загальною потужнiстю до 1500 Мвт. Вiтроенергетичнi пристрої випускаються не тiльки в США i Данiї, але i Великiй Британiї, Канадi, Японiї i деяких iнших країнах.
можна будувати на узбережжях Чорного i Азовського морiв, у степових районах, а також у горах Криму i Карпат. У нинiшню епоху високих цiн на паливо можна вважати, що вiтродвигуни виявляться конкурентноздатними по вартостi i зможуть брати участь у задоволеннi енергетичних потреб країни.
Треба звернути увагу на те, що при швидкостi вiтру 33 км/год. подовження крила пропелера в 4 рази (з 15 до 60 м) збiльшує виробництво енергiї в 16 разiв. Вiдмiтимо також, що при довжинi крила 30 м вiтер зi швидкiстю 50 кiлометрiв за годину забезпечує виробництво електроенергiї у 26 разiв бiльше, нiж вiтер зi швидкiстю 17 кiлометрiв за годину. Саме тому iнженери схиляються на користь великих вiтродвигунiв i прагнуть перехопити вiтер на великiй висотi.
енергiї, а при швидкостях бiльш 58 кiлометрiв за годину можливе пошкодження двигуна.
Вiтродвигуни не слiд розраховувати на перехоплення штормових вiтрiв. Навiть якщо такий вiтер забезпечує одержання набагато бiльше енергiї, нiж слабкi вiтри, вiн робить настiльки сильний тиск на крила, що вся машина може бути зруйнована. Крiм того, тривалiсть часу, коли дмуть штормовi вiтри, настiльки мала, що внесок штормових вiтрiв у сумарне виробництво енергiї незначний, i це робить подiбний ризик безглуздим. Щоб усунути проблему штормових вiтрiв, крила вiтродвигунiв згинають так, щоб вони були злегка поверненi в одну сторону для зменшення напору вiтру; завдяки цьому повнi удари сильних поривiв не ушкоджують пропелер. Ця стара практика вiдома як «оперення». Щоб запобiгти поломцi крил, застосовують також новi матерiали, здатнi протистояти великим навантаженням.
сильним вiтрам, що дмуть на великiй висотi. Ближче до поверхнi землi будинки, дерева, невеликi пагорби i т. п. стримують i послабляють вiтер. Тому потрiбнi високi щогли. Однак важке устаткування - пропелер, коробка передач i генератор - повиннi розмiщатися на верхiвцi щогли, i це вимагає мiцної конструкцiї.
Ще одну проблему використання енергiї вiд вiтродвигуна створює природа самого вiтру. Швидкiсть вiтру варiює в широких межах - вiд легкого подиху до могутнiх поривiв; у зв'язку з цим мiняється i число обертiв генератора за секунду. Для усунення цього перемiнний струм, що виробляється при обертаннi осi генератора, випрямляють, тобто перетворюють у постiйний, що йде в одному напрямку. При великих розмiрах вiтродвигуна цей постiйний струм надходить в електронний перетворювач, що робить стабiльний перемiнний струм, придатний для подачi в енергетичну систему. Невеликi вiтродвигуни на кшталт тих, що використовують на iзольованих фермах чи на морських островах, подають випрямлений струм у великi акумуляторнi батареї замiсть перетворювача. Акумуляторнi батареї необхiднi для запасання електроенергiї на перiоди, коли вiтер занадто слабшає для виробництва енергiї.
Бiльш важка проблема регулювання всiєї системи електростанцiй. Тут бувають перiоди, коли генератори виробляють мало енергiї чи зовсiм її не виробляють. У такий час необхiдно десь збiльшити вироблення струму звичайною електростанцiєю, щоб покрити потреби в ньому.
ПРОБЛЕМИ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
Чи викликає вiтрова енергетика забруднення повiтря? Нi. Чи вимагає вона води для охолодження i чи не викликає теплового забруднення? Нi. Чи споживає вона паливо? Нi. Але вона робить шум, вимагає земельної площi i матерiалiв для конструкцiй. Вона також робить вiзуальний вплив, але опори лiнiй далекої електропередачi мають висоту, близьку до висоти самого вiтродвигуна з числа нинi розроблювальних, а градирнi теплових електростанцiй бувають ще вище.
Є ще один вид впливу вiтрової енергетики. Генератори великих вiтродвигунiв обертаються зi швидкiстю близько 30 обертiв за секунду. Це близько до частоти синхронiзацiї телебачення. Тому великi вiтродвигуни можуть заважати прийому передач на вiдстанi до 1,6 км. При використаннi крил пропелера зi скловолокна, що виявилися дешевше металевих, вiдстань перешкод зменшується приблизно вдвiчi. Але так справа обстоїть лише з великими вiтродвигунами, i можна чекати, що це не буде проблемою для менших двигунiв.
акумуляторних батарей i набагато бiльшою кiлькiстю дротiв i лiнiй передач, необхiдних для збору електроенергiї вiд її численних джерел. Але в цiлому, якщо ми врахуємо усi витрати на охорону середовища, вони виявляться дуже малими. Отже, огляд рiзних альтернативних джерел енергiї показує, що на порозi широкомасштабного промислового впровадження знаходяться вiтротурбiни i сонячнi батареї. Якщо додати до цього енергозбереження, є надiя на вирiшення енергетичних проблем, що встають; таким чином, будiвництво нових атомних i теплових електростанцiй зовсiм не обов'язково. Однак їх прийдеться ще якийсь час зберегти в якостi резервних для стабiльного енергозабезпечення. Що ж стосується вiддаленого майбутнього, то в першу чергу варто розробляти системи запасання енергiї, вироблюваною сонячними i вiтровими станцiями.
З погляду навколишнього середовища i стiйкого розвитку цi альтернативнi джерела електрики цiлком надiйнi. На жаль, вони нiяк не вирiшують проблему скорочення запасiв сирої нафти, що як i ранiше необхiдна для транспорту.
Добре iнформованi й активнi громадяни можуть багато чого зробити для пiдтримки i розвитку бiльш збалансованої й екологiчно стiйкої полiтики. Крiм того, необхiдно писати у вiдповiднi органи, вимагаючи, щоб вони пiдтримали наступнi заходи:
- фiнансування в першу чергу не ядерної енергетики, а дослiджень i технiчних розробок в областi використання сонячної енергiї для одержання водню, дешевого виробництва сонячних батарей i легких недорогих акумуляторiв з високою ємнiстю;
- поновлення економiчного стимулювання енергозбереження i використання сонячних нагрiвальних систем.
Вкладаючи грошi у цi перспективнi напрямки, ми в кiнцевому рахунку доможемося бiльшої економiчної i полiтичної безпеки, нiж витрачаючи на заходи по охоронi танкерiв з нафтою.
Помiтьте, що жоден з цих заходiв не вимагає додаткових витрат; мова йде тiльки про змiну прiоритетiв, що могло б привести нас до стiйкого суспiльства.
Вивчайте i застосовуйте на практицi будь-якi засоби, що дозволяють заощаджувати у Вашому власному будинку (зрозумiло, якщо вони не призводять до дискомфорту), полiпшуючи його теплоiзоляцiю i впроваджуючи, де це тiльки можливо, сонячнi системи опалення i гарячого водопостачання.
Нарештi, щоб захистити себе в майбутньому вiд нафтових криз, постарайтеся оселитися в такому мiсцi, де користуватися автомобiлем необов'язково.
|
