Сегодня актуальна проблема исчерпаемости природных ресурсов и ухудшение экологии Земли. Технологии будущего учёные очень тесно связывают с экологически чистыми источниками энергии, в связи с этим обеспечение бытовых потребностей населения энергией является главнейшей задачей, и в отличие от потребностей промышленности требует немедленного удовлетворения. Ветер весьма привлекателен как самостоятельный источник. Потоки ветра обладают огромными запасами кинетической энергии, которая никогда не иссякнет.
Ключевые слова : ветрогенератор, альтернативные источники энергии, образовательные организации.
Практически вся электроэнергия производится установками, использующими энергию природных ресурсов. Темпы производства постоянно увеличиваются, и полезные ископаемые рано или поздно закончатся. В связи с этим, ведутся перспективные разработки, внедряются новые технологии, выступающие в качестве альтернативных источников электроэнергии. Так можно использовать энергию солнца и ветра, водных ресурсов и земных недр.
Одним из таких вариантов являются ветряные электростанции, применяемые в производственной сфере и в частном секторе. Превращая энергию ветра в электричество, они способны обеспечить основные потребности в питании приборов и электрооборудования.
Ветрогенераторы преобразуют ветер в электроэнергию. Работают они по принципу мельницы — потоки воздуха крутят лопасти, и те вращаются в вертикальной плоскости. Таким образом, возникает механическая энергия, энергия движения. А подключенный к устройству генератор уже вырабатывает электричество. Чем выше «ветряк», тем больше он производит электроэнергии.
Достоинства «ветряков»: нет вредных выбросов и опасностей для флоры и фауны; не требуют дополнительного топлива: платить нужно только за их постройку и обслуживание, так что это выходит дешевле, чем другие виды энергии.
Недостатки «ветряков»: работают лишь благодаря ветру; сложные и высокотехнологичные механизмы; нормативная база — «Закон вынуждает рассматривать ветроустановку как уникальное сооружение из-за ее высоты, налагая ряд нелогичных ограничений (например, есть требование обустраивать подъездные пути к ветряным электростанциям как автомобильные дороги, все это ведет к увеличению стоимости ветряков); из-за «ветряков» гибнут птицы и летучие мыши (около тысячи в год погибают от одного генератора).
Анализ удельных расходов всех энергоресурсов с приведением к условному топливу и в отдельности по каждому виду на 1 кв. м общих площадей зданий образовательных организаций и на 1 обучающегося всех форм обучения. Суммарный средний удельный расход по образовательной организации всех ТЭР, выраженных в тоннах условного топлива (ТУТ), представлен в таблице 1 [1].
Таблица 1
Суммарный средний удельный расход по образовательной организации
|
Единица измерения |
Календарный год |
||||
|
2016 |
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
|
|
ТУТ на кв.м |
0,018 |
0,018 |
0,019 |
0,020 |
0,020 |
|
ТУТ на одного обучающегося |
0,276 |
0,274 |
0,273 |
0,293 |
0,298 |
Средний удельный расход ТЭР на 1 кв. м или на 1 обучающегося рассчитывается с учетом общей площади зданий, входящих в образовательные организации, независимо от их назначения, и общей численности обучающихся.
Целью исследовательской работы автора было рассчитать возможности использования ветроэнергетики для Губернаторского авиастроительного колледжа г. Комсомольска-на-Амуре. Строительство ветрогенераторов и внедрение для обеспечения электроэнергией образовательных организаций очень актуально тем, что позволит снизить расходы на электроэнергию.
Разместить «ветряки» для обеспечения энергией корпуса учебного заведения можно на пространстве между ул. Культурной 2 и ул. Культурной 3, где находятся 2 здания, расположены мастерский и установлено большая часть оборудования учено-производственного кластера колледжа.
Рис. 1. Предполагаемое место размещения ветряков
В кампусе Западный, по проспекту Мира 23 ветрогенераторы можно расположить на крыше здания.
Рис. 2. Предполагаемое место размещения ветряков
Расположение ветрогенераторов на крыше здания имеет ряд преимуществ:
— ветрогенераторы находятся в наиболее безопасном от людей месте (исключаются случайные травмы);
— конструкция располагается в наиболее открытой и ветровой местности (рядом с кампусом «Западный нет высотных домов»), а также ветрогенераторы не находятся на постоянном уровне глаз, тем самым практически отсутствует влияние вращающихся турбин на психику человека.
Списочный состав образовательной организации (на примере колледжа) составляет 1200 человек, тогда 357,6 ТУТ на кв.м.
Для (полного) снабжения электроэнергией понадобиться 7 ветрогенераторов ROSVETRO FK-50K мощностью 50–55кВт. Работающих при скорости ветра 3м/с. Стоимостью 3 980 180 р. [2]
Для эффективной работы ветрогенератора, необходимо учесть направление и скорость ветра. Роза скоростей ветра г. Комсомольск-на-Амуре указывает на то, сколько часов за год ветер дует с определенного направления.
Для установки ветрогенератора и обеспечения питанием образовательной организации разработаны рекомендации [3].
Территория возле генератора должна быть свободной от построек, сооружений, деревьев и других факторов, снижающих продуктивность установки. Имеющиеся помехи располагаются на расстоянии не ближе 200 метров от места установки.
Высота конструкции для монтажа генератора должна быть как минимум на 2–3 метра выше помех, имеющихся на прилегающей территории.
Расстояние от жилых домов — не менее 30–40 м, поскольку при вращении лопастей создается некоторый шум, вызывающий у окружающих определенный дискомфорт.
Литература:
- Тарифы на коммунальные услуги в 2021 году, утверждённые Комитетом по ценам и тарифам Правительства Хабаровского края // Комсомольск-на-Амуре. Официальный сайт органов местного самоуправления: [сайт]. — URL: https://www.kmscity.ru/activity/city/investing/enterprises-programs/29910/
- Стоимость строительства ветряной электростанции // ESFC Investment Group: [сайт]. — URL: https://esfccompany.com/articles/vetroenergetika/stoimost-stroitelstva-vetryanoy-elektrostantsii/
- Дектярев К. С. Экономика возобновляемой энергетики в мире и в России / К. С. Дектярев // Журнал Сантехника, Отопление, Кондиционирование: [сайт]. — URL: https://www.c-o-k.ru/articles/ekonomika-vozobnovlyaemoy-energetiki-v-mire-i-v-rossii
