Введение

В XXI в человечество столкнулось с глобальной проблемой энергетики, а именно значительный рост энергопотребления при ограниченных ТЭР (нефть и газ- 40-60 лет, уголь-200 лет).

Сегодня Казахстан, при его энергоемком промышленном потенциале, потребляет значительное количество энергии, занимая одно из первых мест в мире по энергоемкости внутреннего валового продукта - почти в десять раз выше, чем в развитых странах. Значительное потребление энергии и, соответственно, производство энергии, приводит также к существенному загрязнению окружающей среды. Таким образом, производство электроэнергии на базе возобновляемых источников, особенно ветра, солнца и воды (малые ГЭС), с частичным замещением традиционной энергетики с использованием угля, нефти, газа имеет для страны особенно большое значение. Следует заметить также, что потенциал энергии ветра огромен. Если, например, солнце по-разному обогревает разные участки земной поверхности — горы и долины, океаны и сушу, то ветры дуют постоянно и повсюду: начиная лёгким ветерком и заканчивая сильнейшими ураганами, как летом, так и зимой.

В 2008 г. ООН выдвинула призыв развивать «зеленую» экономику в качестве реагирования на всемирный финансовый кризис и глобальные климатические изменения.

В экономике, о которой идет речь, экономический рост осуществляется не за счет расходов ископаемого топлива. Энергетическая стратегия с низкой углеродной составляющей предполагает:

1) замену употребления ископаемого топлива, которое порождает высокие выбросы газообразных углеродных соединений, возобновляемых энергетическими ресурсами, такими как солнечная, ветровая и биологическая энергия;

2) значительное повышение эффективности применения ископаемого топлива;

3) увеличение площадей озеленения путем лесонасаждения, чтобы деревья поглощали углеродные соединения, появляющиеся в процессе антропогенной деятельности.

Новая модель экономики, нацеленная на производство экологически чистых ресурсов, внедрение ветроустановок с большим КПД для электроснабжения больших и малых населенных пунктов, фермерских хозяйств, отгонных пастбищ и повышение эффективности их применения, является глобальной задачей.

Поэтому целью нашей работы является разработка конструкции и создание модели ветроустановки с изменяющимся углом к направлению ветра.

Исследование включает в себя следующие задачи:

1. Изучение положения ветроэнергетики в мире;

2. Изучение положения и перспектив развития ветроэнергетик в Казахстане;

3. Изучение действующих ветроустановок;

4. Изучение активности ветра на территории Павлодарской области;

5. Разработка модели ветроэнергетической установки.

Гипотеза:

Если разработать ветроэнергетическую установку, то результатом будет являться эффективное использование энергии ветра в широком диапазоне скоростей ветрового потока и относительно высокая надежность работы ветроэнергетической установки.

Объект исследования:

Ветроэнергетика.

Предмет исследования:

Создание действующей модели ветроустановки.

Научная новизна:

Впервые разработана конструкция ветроэнергетической установки с повышенным КПД, за счет эффективного использования потока ветра. Изготовлена модель, которая отличается от стандартных ветроустановок винтообразной формой лопастей, работающая в широком диапазоне скоростей ветра.

Результаты и область применения:

Изобретение относится к ветроэнергетике, и может быть использовано в установках малой и средней мощности с флюгерной ориентацией для электроснабжения потребителей.

Техническим результатом является использование энергии ветра, в широком диапазоне скоростей ветрового потока и относительно высокая надежность работы ветроэнергетической установки.(п)

Это достигается за счет того, что в заявляемой ветроэнергетической установке применено ветроколесо, содержащее конический обтекатель и две группы криволинейных лопастей, расположенных на внешней и внутренней поверхностях кольца, соединенного с осью посредством криволинейных лопастей внутри кольца. В месте соединения штанги с флюгером установлен шарнир, обеспечивающий свободное перемещение флюгера в вертикальной плоскости. Рядом с основным шарниром под генератором установлено устройство стабилизации, гасящие колебания положения генератора при неустойчивых скоростях ветрового потока, превышающих допустимое значение.