윈드댐. 계획, 설명

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풍력댐. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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장치 및 작동 원리. 풍력 댐(그림 참조)은 발전소 방향으로 좁아지는 방사상 위치의 바람 도관(1) 시스템으로, 산림 농장을 나타내는 풍차(2)에 대해 방사상 또는 접선 방향으로 위치한 칸막이(3)에 의해 형성됩니다.

윈드 댐

산림 농장을 칸막이로 사용하면 풍력 댐 건설 비용을 크게 줄일 수 있으며 궁극적으로 생산되는 전기 비용도 줄일 수 있습니다.

장치는 다음과 같이 작동합니다. 바람의 흐름은 산림 농장에 의해 형성된 바람 덕트를 통과하며 바람개비의 블레이드에 집중됩니다. 동시에 잘 알려진 베르누이 원리에 따르면 바람의 흐름이 가속화되고 그 결과 발전소가 더 많은 전력을 생산합니다. 수력 발전 댐이 터빈 블레이드의 물 흐름 에너지를 수집하는 것처럼 풍력 댐은 풍차 블레이드의 공기 흐름 에너지를 수집합니다.

바람 덕트는 길이가 다를 수 있습니다. 일정 풍속 범위 내에서는 최대 발전소 효율이 가능하므로 이 범위를 좁히는 것이 바람직하다. 이는 바람 집중 단계에서 가능합니다. 연평균 풍속은 방향에 따라 다릅니다. 풍로의 길이를 특정 방향의 평균 풍속에 반비례하도록 설정하면 바람의 흐름이 더욱 균일해집니다. 따라서 풍력 터빈의 더 높은 효율이 달성됩니다. 바람의 방향이 뚜렷한 지역(미풍, 산간 계곡 바람, 몬순)에서 풍력 댐은 1-2개의 바람 도관으로 구성될 수 있습니다.

기술 및 경제적 이점

1. 제안된 풍력댐은 산업 규모의 발전용으로 설계되었습니다. 산업용 발전에는 여러 가지 과제가 있습니다. 풍차의 축에 받는 최대 동력은 회전하는 동안 풍차가 포착하는 공기 흐름의 단면적에 비례한다는 것은 명백합니다. 바람개비 반경의 제곱. 따라서, 직경이 큰 풍차를 갖춘 풍력발전소에서도 산업용 전력생산이 가능하다. 그러나 풍차의 크기에는 순전히 물리적인 제한이 있습니다. 또한, 대형 풍차와 높은 타워를 갖춘 풍력발전소는 건설 및 운영 비용이 많이 드는 구조물이다. 풍차의 크기가 클수록 작동 풍속 범위의 하한이 높아집니다. 약한 바람에서는 풍차가 회전하지 않습니다. 따라서 약한 바람으로 인한 풍력 터빈 가동 중단 시간은 대형 풍력 터빈의 경우 훨씬 더 깁니다. 대형 풍차를 중형 풍차+풍력 댐 단지로 교체하면 이러한 문제가 실질적으로 해결되어 풍력 발전 단지의 효율성이 크게 향상됩니다.

2. 풍력댐은 인공적인 구조물 형태로 만들어지지 않고, 나무를 심는 형태로 만들어진다. 이 솔루션을 사용하면 풍력 댐을 만들고 운영하는 데 드는 비용을 몇 배나 줄일 수 있습니다. 풍력 댐이 차지하는 지역은 농업용으로 계속 열려 있습니다. 포플러를 나무 농장으로 사용하는 경우(일부 품종의 경우 연간 2-3m의 성장) 5-6년 이내에 유익한 효과를 기대할 수 있으며 이는 유사한 인공 구조물의 건설과 시간적으로 상당히 비슷합니다. 크기. 식재를 적절하게 관리하면(물주기, 비료, 성장 촉진제) 유익한 효과를 훨씬 더 일찍 얻을 수 있습니다.

3. 제안된 풍력 댐을 통해 풍력 발전 단지의 용량을 늘릴 수 있습니다. 우리의 예비 계산에 따르면 반경 150m의 풍력 댐은 전력을 5~7배 증가시킵니다. 식목 높이와 동일한 반경 20m의 바람개비(이 크기의 바람개비의 출력은 일반적으로 50kW이고 비용은 약 $50000)와 함께 사용하면 바람의 힘은 휠은 증가하여 약 300kW가 될 것이며 이는 $300000의 윈드 휠 비용과 동일합니다. 간단한 추정에 따르면 전기 비용은 평소보다 약 6배 낮아질 것이며 풍력 에너지의 경쟁력은 더욱 높아질 것입니다.

4. 윈드댐의 내구성은 윈드휠처럼 20년이 아니라 수십년입니다.

독특한 생태적 특성

300년 동안 운영된 1kW 풍력 댐의 환경 영향

생산:

산소 - 8,7톤;
병원체를 파괴하는 피톤치드;
박테리아 및 미생물 - 0,09 t.

지연:

먼지 - 최대 1,7톤;
황 화합물 - 0,12톤;
염화물 - 0,03 t;
불화물 - 0,006톤;

흡수된 이산화탄소 - 11,22톤.

폐기물 처리에는 문제가 없습니다. 풍력발전소 건설에 필요한 자재의 양이 줄어듭니다.

결과 :

환경 생태에 유익한 영향을 미치는 대초원 지대에 위에서 설명한 유형의 오아시스 생성은 작은 동물과 새를 위한 편안한 서식지 형성을 결정하며 보호 및 보호 문제를 해결하는 데 긍정적인 요소입니다. 동식물 복원. 깨끗한 공기와 아름다운 풍경은 인간의 신경계에 유익한 영향을 미치며 일종의 반사 요법입니다.

1년 동안 동일한 전력을 생산할 때 화력발전소가 환경에 미치는 영향

탄 석탄 - 1314톤

연소된 산소 - 2724톤

대기에 들어갑니다:

그을음 - 13톤;
재 - 87톤;
황 화합물 - 77톤;
질소 산화물 - 25톤;
이산화탄소 - 3733톤.

형성된 고형 폐기물(재 및 그을음) - 175톤.

결과 :

1. 인구의 이환율 및 사망률 증가.

2. 동식물에 피해를 입힌다.

3. "산성비", 농업 및 임업 손실, 수역 오염, 그을음 입자 및 가스 침전으로 인해 부식되기 쉬운 건물, 교량 및 기타 구조물에 대한 손상.

4. 온실 효과로 인한 기후 변화.

5. 대기 중 산소 함량 감소

풍력 댐과 농업

1. 풍력댐이 차지하는 대부분의 지역은 농업용으로 개방되어 있습니다.

2. 풍력댐은 토양 비옥도에 유익한 영향을 미칩니다.

물 균형의 강력한 조절자 역할을하여 강수를 지연시킵니다.
유리한 미기후를 조성하여 같은 지역의 물 웅덩이보다 약 두 배 더 많은 공기를 보습하고 상쾌하게 합니다.
해충 퇴치에 큰 역할을 하는 조류의 비오톱입니다.
바람 침식으로부터 토양을 보호하여 작은 지역에서 풍속을 증가시키고 댐 뒤 최대 1300m 거리에서 풍속을 줄입니다.

풍력댐은 바람막이 역할을 하여 대신 사용할 수 있습니다.

저자: N.G. 마카렌코, A.N. 마카렌코

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