Строительство

Вітроенергетика - галузь енергетики, що спеціалізується на використанні енергії вітру - кінетичної енергії повітряних мас в атмосфері. Енергію вітру відносять до поновлюваних видів енергії, так як вона є наслідком діяльності сонця. Вітроенергетика є бурхливо розвивається галуззю, так в кінці 2009 року загальна встановлена потужність усіх вітрогенераторів склала 157 гігават, збільшившись вшестеро з 2000 року.

Одним з лідерів світової вітроенергетики як за розмірами наявних вітряних електростанцій, так і за темпами зростання встановлених потужностей є США. За даними Американської асоціації вітряної енергетики (AWEA) до 2008 року США вийшли на перше місце в світі за потужностями побудованих вітроелектростанцій. У 2008 році в США встановлені потужності вітроелектростанцій виросли на 50%. За рік було побудовано 8358 МВт нових вітроелектростанцій. На кінець 2008 року сумарні потужності вітроелектростанцій США становили 25170 МВт.
Історія використання енергії вітру

Вітряні млини використовувалися для розмелювання зерна в Персії вже в 200-му році до н.е. Млини такого типу були поширені в ісламському світі і в XIII столітті принесені в Європу хрестоносцями.

У XVI столітті в містах Європи починають будувати водонасосні станції з використанням гідродвигуна та вітряка. У Нідерландах численні вітряні млини відкачували воду з земель, огороджених дамбами. Відвойовані у моря землі використовувалися в сільському господарстві.

Вітряні млини, що виробляють електрику, були винайдені в XIX столітті в Данії. Там у 1890 р. була побудована перша вітроелектростанція, а до 1908 р. налічувалося вже 72 вітроелектростанції потужністю від 5 до 25 кВт. Найбільші з них мали висоту вежі 24 м і чотирьохлопатевих ротори діаметром 23 м. У період з 1940-х по 1970-і роки вітроенергетика переживає період занепаду в зв'язку з інтенсивним розвитком передавальних і розподільних мереж, що давали незалежне від погоди енергопостачання за помірні гроші. Відродження інтересу до вітроенергетики почалося в 1980-х, коли в Каліфорнії почали надаватися податкові пільги для екологічно чистої енергії.
Сучасні методи генерації електроенергії з енергії вітру

Сучасні вітрогенератори працюють при швидкостях вітру 3-25 м / с.

Потужність вітрогенератора залежить від площі, замітає лопатями генератора. Наприклад, турбіни потужністю 3 МВт виробництва датської фірми Vestas мають загальну висоту 115 метрів, висоту вежі 70 метрів і діаметр лопатей 90 метрів.

Найбільшого поширення в світі набула конструкція вітрогенератора з трьома лопатями і горизонтальною віссю обертання, хоча подекуди ще зустрічаються і двухлопастні.
Економічні аспекти вітроенергетики
Економія палива

Вітрогенератори практично не споживають викопного палива. Робота вітрогенератора потужністю 1 МВт за 20 років експлуатації дозволяє заощадити приблизно 29 тис. тонн вугілля або 92 тис. барелів нафти.
Собівартість електроенергії

Собівартість електрики, виробленого вітрогенераторами, залежить від швидкості вітру і складає за американськими даними $ 0.026-0.048/кВт * г. При подвоєнні встановлених потужностей вітрогенерації собівартість виробленої електрики падає на 15%.
Перспективи розвитку малої вітроенергетики на прикладі США

За даними AWEA в 2004 році в США було встановлено близько 30 МВт малих вітрогенераторів. У 2006 році було продано 6807 малих вітрогенераторів. Їх сумарна потужність 17543 кВт, а вартість $ 56,082,850, що становить приблизно $ 3200 за кВт потужності.

У 2006 році 51% малих вітрогенераторів було встановлено у сільських будинках, 19% на сільськогосподарських фермах, 10% на підприємствах малого бізнесу, 10% у школах та громадських будівлях.

Найбільш перспективними регіонами для розвитку малої вітроенергетики вважаються регіони з вартістю електроенергії більш $ 0,1 за кВт · год Собівартість електроенергії, виробленої малими вітрогенераторами в 2006 р. в США становила $ 0,10 - $ 0,11 за кВт · год AWEA очікує, що в найближчі 5 років собівартість знизиться до $ 0,07 за кВт · год

AWEA прогнозує, що до 2020 року сумарна потужність малої вітроенергетики США зросте до 50 тис. МВт, що складе близько 3% від сумарних потужностей країни. Вітрогенератори будуть встановлені в 15 млн. будинків і в 1 млн. підприємств малого бізнесу. В індустрії малої вітроенергетики будуть зайняті 10 тис. чоловік. Вони щорічно будуть виробляти продукції і послуг на суму більш ніж $ 1 млрд.
Екологічні аспекти вітроенергетики
Викиди в атмосферу

Вітрогенератор потужністю 1 МВт скорочує щорічні викиди в атмосферу 1800 тонн СО2, 9 тонн SO2, 4 тонн оксидів азоту.

За оцінками Global Wind Energy Council до 2050 року світова вітроенергетика дозволить скоротити щорічні викиди СО2 на 1,5 мільярда тонн.
Шум

Вітряні енергетичні установки виробляють два різновиди шуму:

    * Механічний шум - шум від роботи механічних і електричних компонентів (для сучасних вітроустановок практично відсутня, але є значною у вітроустановках старих моделей);
    * Аеродинамічний шум - шум від взаємодії вітрового потоку з лопатями установки (посилюється при проходженні лопаті повз вежі вітроустановки).

В даний час при визначенні рівня шуму від вітроустановок користуються тільки розрахунковими методами. Метод безпосередніх вимірів рівня шуму не дає інформації про галасливості вітроустановки, так як ефективний відділення шуму вітроустановки від шуму вітру в даний момент неможливо. Закони, прийняті у Великобританії, Німеччині, Нідерландах та Данії, обмежують рівень шуму від працюючої вітряної енергетичної установки до 45 дБ у денний час і до 35 дБ вночі.
Радіоперешкоди

Металеві споруди вітроустановки, особливо елементи в лопатях, можуть викликати значні перешкоди в прийомі радіосигналу. Чим більше вітроустановка, тим більші перешкоди вона може створювати.