III. Енергія вітру
Людина використовує енергію вітру невідь-скільки років. Але його вітрильники, тисячоліттями бороздившие простори океанів, і вітряки використовували лише незначну частку з тих 2,7 трлн. кВт енергії, які мають вітри, дующие Землі. Вважають, що технічно можливо освоєння 40 млрд. кВт, але це більш ніж 10 разів перевищує гідроенергетичний потенціал планети.
Чому ж така багатий доступний і екологічно чисте джерело енергії так слабко використовується? Нині двигуни, використовують вітер, покривають всього одну тисячну світових потреб у енергії.
Ветровой енергетичний потенціал Землі 1989 року оцінено в 300 млрд. кВт * год на рік. Для технічного освоєння із цієї кількості придатне лише 1,5%. Головне перешкода йому – неуважність і мінливість вітрової енергії. Непостійність вітру вимагає споруди акумуляторів енергії, значно робить дорожчою собівартість електроенергії. Через неуважності під час спорудження рівних потужності сонячних і вітрових електростанцій для останніх потрібно на вп'ятеро площі (втім, землі можна одночасно використовувати й для сільськогосподарських потреб). На Землі і такі райони, де вітри дмухають із достатньою сталістю і силою. (Вітер, що дме зі швидкістю 5-8 м/сек., називається помірним, 14-20 м/сек. – сильний, 20-25 м/сек. – штормовим, а понад 30 м/сек. – ураганним). Прикладами подібних районів можуть бути узбережжя Північного, Балтійського, арктичних морів.
Новітні дослідження переважно отримання електричної енергії з енергії вітру. Прагнення освоїти виробництво вітроенергетичних машин призвело до появи світ безлічі таких агрегатів. Деякі їх досягають десятків метрів заввишки, і, вважають, згодом міг би утворити справжню електричну мережу. Малі ветроэлектрические агрегати призначені для постачання електроенергією окремих будинків.
Сооружаются ветроэлектрические станції переважно постійного струму. Ветряное колесо спричиняє рух динамо-машину – генератор електричного струму, який одночасно заряджає паралельно з'єднані акумулятори.
Сьогодні ветроэлектрические агрегати надійно постачають струмом нафтовиків; вони успішно працюють у важкодоступних районах, на далеких островах, в Арктиці, на тисячах сільськогосподарських ферм, де немає поблизу великих населених пунктів і електростанцій загального користування.
Основне напрям використання вітру – отримання електроенергії для автономних споживачів, і навіть механічної енергії на підйом води в посушливих районах, на пасовищах, осушення боліт та інших. У місцевостях, мають підходящі вітрові режими, вітроустановки в поєднанні з акумуляторами можна застосовувати щодо харчування автоматичних метеостанцій, сигнальних пристроїв, апаратури радіозв'язку, катодного захисту від корозії магістральних трубопроводів та інших.
За оцінками спеціалістів, енергію вітру можна змогли ефективно використати там, де без істотного господарського шкоди припустимі короткочасні перерви з подачі енергії. А використання вітроустановок з акумулюванням енергії дозволяє застосовувати їх задля постачання енергії практично будь-яких споживачів.
Потужні вітрові установки стоять зазвичай, у районах з постійно дующими вітрами (на морських узбережжях, в мілководних прибережних зони і т.д.) Такі установки вже у Росії, США, Канаді, Німеччині й інших країнах.
Широкому застосуванню ветроэлектрических агрегатів у звичайних обставинах поки перешкоджає їх висока собівартість. Навряд потрібно говорити, що з вітер не потрібно, проте машини, потрібні здобуття права запрягти їх у роботу, коштують надто дорого.
З використанням вітру виникає серйозні проблеми: надлишок енергії в вітряну погоду і брак їх у періоди затишності. Які ж нагромаджувати борги і зберегти про запас енергію вітру? Найпростіший спосіб у тому, що ветряное колесо рухає насос, який накопичує води розташований вище резервуар, і потім вода, стекая потім із нього, спричиняє дію водяну турбіну і генератор постійного чи змінного струму. Є й інші кошти та проекти: від, хоч і малопотужних акумуляторних батарей до розкручування гігантських маховиків чи нагнітання стиснутого повітря на підземні печери і до виробництва водню як паливо. Особливо перспективною представляється останній засіб. Електричний струм від ветроагрегата розкладає воду на кисень і водень, Водень можна зберігати в скрапленому вигляді й спалювати в топках теплових електростанцій за потребою.