матеріал 12

112. Енергія вітру. Частина 2

Матеріал

Урок №112. Енергія вітру. Частина 2


Очікувані результати навчання:
  • формулює самостійно або у співпраці з іншими проблему дослідження [12 ПРО 1.1.1]
  • здійснює самостійно або у співпраці з іншими дослідження, фіксує результати [12 ПРО 1.4.2]
  • виявляє ціннісне ставлення до набутих дослідницьких навичок для пізнання природи [12ПРО 1.6.3]
  • планує, здійснює пошук, опрацьовує, порівнює, аналізує, оцінює самостійно або у співпраці з іншими надійність джерел і достовірність інформації для розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 2.1.1]
  • інтерпретує самостійно або у співпраці з іншими інформацію природничого змісту, представлену в різний спосіб [12 ПРО 2.2.2]
  • установлює та обґрунтовує самостійно або у співпраці з іншими взаємозв’язки між природними, техногенними об’єктами, закономірності явищ природи [12 ПРО 3.3.1]
  • розробляє самостійно або у співпраці з іншими стратегії ефективного розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 4.3.1]

Мета уроку: формувати в учнів уявлення про принцип роботи вітрових електростанцій; дослідити різні аспекти, які впливають на місце будівництва ВЕС; ознайомити з економічними аспектами встановлення вітрових генераторів, зокрема витратами та можливим доходом від їх використання.

Цілі сталого розвитку: 

Які цілі сталого розвитку (в порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

  • 7. Відновлювальна енергетика
  • 8. Гідна праця та економічне зростання.
  • 12. Відповідальне споживання
  • 13. Боротьба зі зміною клімату

Ключові слова: вітрогенератор, ВЕУ, ВЕС, кут атаки лопаті, інвертор, потужність, ‘‘зелений’’ тариф.

План уроку:
  1. Мотиваційна частина
  2. Генерація електричного струму вітровими електростанціями.
    • 2.1. Будова та принцип роботи вітрової електростанції
    • 2.2. Вітрова енергетика України (ВЕС)
    • 2.3. ВЕУ у приватних домогосподарствах України
    • 2.4. Вплив ВЕС на довкілля
  3. Попрактикуймо самостійно
  4. Рефлексія
Очікувані результати для учнівства:
  • розуміє переваги та недоліки використання вітрових електростанцій (ВЕС)
  • пояснює важливість будівництва ВЕС та їх внесок в енергосистему України
  • використовує критичне мислення для оцінки перспектив розвитку вітрової енергетики в Україні
  • проводить розрахунки щодо доцільності встановлення вітрових генераторів в приватних домогосподарствах
  • аналізує дані наведені на картах, діаграмах та в таблицях
Очікувані результати для вчителя:
  • учні розуміють переваги та недоліки використання вітрових електростанцій
  • учні пояснюють важливість будівництва ВЕС та їх внесок в енергосистему України
  • учні використовують критичне мислення для оцінки перспектив розвитку вітрової енергетики в Україні
  • учні проводять розрахунки щодо доцільності встановлення вітрових генераторів у приватних домогосподарствах.
  • учні аналізують дані наведені на картах, діаграмах та в таблицях

1. Мотивація (проблемне питання):

Тривалість до 3 хв.

  1. Шумове забруднення
  2. Психологічний дискомфорт
  3. Зниження вартості нерухомості

У 2019 році в Німеччині мешканець подав позов до компанії, яка побудувала вітрову електростанцію поруч з його домом. Позивач стверджував, що вітрові турбіни значно погіршили якість його життя.
Які основні аргументи використовував позивач?
До речі суд він виграв!


Посилання на відео джерела:

Відео

Відео


2. Генерація електричного струму вітровими електростанціями.

Тривалість: до 25 хв.

На початку викладу основної частини бажано звернути увагу на особливості отримання електричного струму завдяки генераторам.
Також потрібно звернути увагу на елементи з яких складається ВЕУ та їх призначення.

2.1. Будова та принцип роботи вітрової електростанції

Пристрій для перетворення кінетичної енергії потоку вітру в механічну енергію обертання ротора з подальшим її перетворенням на електричну енергію, – це і є вітроенергетична установка (вітрогенератор) або скорочено ВЕУ.

Коли вітер обдуває лопаті турбіни, вони починають обертатися. Це обертання передається через вал до генератора, який перетворює механічну енергію в електричну (електричний струм). У деяких моделях між валом і генератором є редуктор, що збільшує швидкість обертання для ефективної роботи. Струм, який виробляє генератор, спочатку передається до контролера, що регулює напругу, а потім – до інвертора, який перетворює постійний струм у змінний (наприклад, 220 В, 50 Гц). Далі електроенергія може використовуватися для живлення будинків, підприємств або подаватись в загальну електромережу.

Промислова вітрова установка складається з наступних елементів:

  1. Фундамент
  2. Силова шафа, що включає силові контактори та ланцюги управління
  3. Вежа
  4. Сходи
  5. Поворотний механізм
  6. Гондола
  7. Електричний генератор
  8. Система стеження за напрямом та швидкістю вітру (анемометр)
  9. Гальмівна система
  10. Трансмісія
  11. Лопаті 
  12. Система зміни кута атаки лопаті
  13. Обтічник

А також у наявності: система пожежогасіння, телекомунікаційна система для передачі даних про роботу, систему захисту від блискавки та живлення (рис.1).

Під час встановлення ВЕУ потрібно також враховувати характеристику місцевості.

Подумай на якому з рисунків правильне розміщення вітровою установки на місцевості. Обґрунтуй свою відповідь (рис.2).

Рис.2 Джерело

Дай відповіді на наступні питання:

  1. Чому сучасні вітроустановки мають три лопаті, а не дві чи більше трьох?
  2. Чому в промислових ВЕУ вежа має висоту 80 м і вище?
  3. Що таке система зміни кута лопаті і для чого вона потрібна?
  4. Навіщо у ВЕУ потрібна гальмівна система?
  5. Чому вітроустановки часто виникають разом із іншими джерелами енергії (наприклад, сонячними панелями)?

2.2. Вітрова енергетика України.

У даному пункті зосереджується увага географічних особливостях побудови та динаміку запуску ВЕС. Учні повинні зрозуміти як географічне розташування ВЕС впливає на потужність побудованих станцій.
Робота з картами дозволить розвинути просторові уявлення учнів.
Також потрібно акцентувати увагу на факторах, які впливають на будівництво ВЕС (економічні, політичні, екологічні) та поговорити про позитивний внесок ВЕС в енергосистему України.

Україна має потужні ресурси вітрової енергії. Розподіл потенціалу енергії вітру по території є достатньо нерівномірним. Аналіз багаторічної динаміки середньорічної швидкості вітру на 40 метеорологічних станціях, дані спостережень яких були визнані валідними, показав, що середня багаторічна швидкість вітру на території України змінюється від 2,5 м/с до 5,7 м/с на висоті флюгера (≈10 м). Найвищі швидкості вітру є характерними для Приазовської височини, Причорноморської низовини, Кримських та Карпатських гір, Волинської та Донецької височин. 

Західні вітри є переважаючими для західних, центральних та північних областей, в той час як для східних та південних областей і Автономної республіки Крим переважаючими є східні та північні вітри.

Найскладнішими для будівництва ВЕС (вітрових електростанцій) є гірські райони. Будівництво в цих районах потребує суттєвого збільшення витрат часу і коштів на вибір площадок для ВЕС, прокладання шляхів і ліній електропередачі, доставку ВЕУ і кранів, обслуговування тощо. 

З інших причин малопривабливою для будівництва ВЕС є лісова зона. Ліси є природніми перешкодами вітровим потокам. Дерева, навіть суттєво нижчі нижнього краю вітроколеса ВЕУ, збільшують турбулентність відповідного вітрового потоку, що зменшує виробіток електроенергії ВЕУ і прискорює її знос. 

Географічні умови території суходолу України дозволяють ТЕОРЕТИЧНО побудувати 438 ГВт економічно ефективних ВЕС на базі сучасних моделей ВЕУ трьохмегаватного класу. Разом з потенціалом офшорних ВЕС (використання енергії морського вітру) це становитиме 438 + 250 = 688 ГВт. Відповідний річний виробіток електроенергії становить майже 2 200 млрд кВт·год, що більш ніж вдесятеро перевищує сучасне річне споживання електроенергії в Україні.

На рис.3 представлено карту України з нанесеним розподілом потужностей вітрового потоку на території України та в акваторіях Чорного та Азовського морів.

Рис.3

На рис.4 можна побачити встановлену вітроенергетичну потужність за областями материкової частини України у 2021 році в МВт.

Рис.4 Джерело
  1. Які області в України є найбільш привабливішими для встановлення ВЕС?
    Що є причиною цього? 

На рис.5 можна спостерігати динаміку запуску нових СЕС.

Рис.5 Джерело
  1. Які фактори впливають на будівництво нових вітрових електростанцій (економічні, політичні, екологічні)?

В табл.1 можна побачити характеристики деяких СЕС України. 

Табл.1

Назва ВЕСПотужністьЩорічний видобуток енергії МісцезнаходженняРік запуску
1Ботієвська 200 МВтблизько 686 млн кВт·годс. Приморський Посад  Запорізької області.2014
2Приморська 200 МВт650-700 млн кВт·год М. Приморськ Запорізької області2019
3Мирненська163 МВтблизько 574 млн кВт·годМирненська територіальна громада, , Херсонська область2019(початок будівництва)

4
Орлівська98,8 МВтблизько  400 млн кВт·годс. Орлівка Запорізької області2019
5Овер’янівська68,4 МВтблизько 266 млн кВт·год Генічеський району Херсонської області2019
6

7

8

  1. Додай в таблицю ще три ВЕС (будь які за твоїм бажанням).
    Нанеси карту України (рис.6) місце знаходження кожної з цих ВЕС.
Рис.6 Джерело

2.3. ВЕУ у приватних домогосподарствах України

У цьому пункті потрібно обговорити, які саме фактори впливають на встановлених вітрових електростанцій у приватних домогосподарствах України.

Декілька причин щодо доцільності їх встановлення:

  • По-перше, термін окупності такої станції складає приблизно 10 років. Це вдвічі довше за сонячні домашні електростанції. Різниця пояснюється вищою ціною на обладнання, адже вітрова установка – це складніше інженерне рішення, ніж сонячна станція.  
  • По-друге, міні вітрові станції доцільно встановлювати у віддалених місцевостях, де не проведено ліній електропередач. Наприклад, у віддалених поселеннях у Карпатах.

Більшість вітрових електростанцій, що будуються в Україні, є переважно великими і забезпечують електроенергією цілі населені пункти. Але поруч з великими ВЕС також використовують вітрові установки малої генерації потужністю до 10-20 кВт. Їх використовують для забезпечення електроенергією невеликих господарств.

Така вітрова установка Flamingo потужністю 1,6 кВт працює в селищі Більмак Запорізької області (рис.7). Її встановив місцевий житель, вітряк закриває до 30% енергії для міні-маркету, решту електроенергії для магазину і приватного домогосподарства підприємця генерують сонячні батареї.

Рис.7 Джерело

Втім, встановлення таких міні вітрових станцій є поодинокими і не набули широкого поширення. 

  1. Які причини впливають на відсутність масового встановлення міні вітрових станцій в приватних домогосподарствах?
  2. Відшукай інформацію про ще якість ВЕУ, що встановлені на підприємствах України.

ВЕС потужністю до 20 кВт за умови продажу за “зеленим” тарифом окупаються в середньому за 10 років, а ось побутові сонячні станції — за 5. Але це не означає, що вітряки неефективні.

  1. Де доцільно встановлювати міні вітрові станції і в чому буде їхня перевага?

2.4. Вплив ВЕС на довкілля

Більш детально цей пункт розкривається ось тут:

Використання енергії вітру загалом є екологічно дружньою технологією, “зеленою енергією”, однак, нехтуючи екологічними нормами та базовими законами функціонування природних комплексів, відбираючи ділянки для будівництва ВЕС лише за показниками вітру та простотою оформлення землевідведення, зведення ВЕС може призвести до негативних наслідків й бути загрозою для природи. Невдало обравши місце розташування ВЕС, прекрасну ідею «зеленої» енергетики можна повністю перекреслити руйнівним впливом ВЕС на дику природу. Адже порушення зазнають всі компоненти природи: геологічна будова, ґрунти, водне середовище, рослинний та тваринний світ, рельєф території, клімат (рис.8).

Рис.8 Джерело
  1. Заповни табл.2 в якій вкажи прояви впливу на довкілля на різних етапах зведення та експлуатації вітрових електростанцій.

Табл.2

Вплив будівництва ВЕСПрояви впливу
На тварин та птахів

На степові екосистеми

На узбережжя та акваторії морів

На піщані дюни та водно-болотні угіддя

  1. Які фактори можуть вплинути на перенесення будівництва ВЕС?

3. Попрактикуймо самостійно
3.1. Вітрильне судно

Тривалість: до 15 хв.

Дане завдання містить математичні та економічні аспекти, що позитивно вплине на розвиток учнів. З немалого об’єму тексту учням важливо виділити найголовніше та те, що важливе. Завдання можна виконати як індивідуально так і в парах.

Вітроенергетика – це не тільки екологічно, але й показово вигідне джерело електроенергії.
Однак, що можна зробити на виробництві електроенергії вітрогенератором?
Давайте проведемо розрахунки та дізнаємося.
P.S. Дані є орієнтовними та можуть змінюватися залежно від конкретних умов: фактичної вартості обладнання, середньої швидкості вітру у ваших регіонах та законодавчих змін щодо “зеленого” тарифу.

1. Вибір потужності ВЕУ
Для середнього домогосподарства з місячним споживанням електроенергії близько 600 кВт·год доцільно встановити вітрогенератор потужністю 10 кВт.

2. Вартість обладнання та монтажу
Вітрогенератор : для установки потужністю 10 кВт необхідний генератор із діаметром лопатей приблизно 6-7 м. Середня вартість такої системи становить 350 000 грн.
Інвертор: потрібен для перетворення постійного струму у змінний. Орієнтовна вартість — 50 000 грн.
Монтажні роботи та додаткове обладнання : вартість монтажу становить приблизно 20% від вартості обладнання (розраховуйте самостійно).
Загальна вартість проекту (розраховуйте самостійно).

3. Річна генерація електроенергії
Середньорічна генерація вітрогенератора потужністю 10 кВт у Запорізькій області за середньої швидкості вітру 6 м/с становить приблизно 14 000 кВт·год.

4. Середнє споживання електроенергії сім’єю
При місячному споживанні 600 кВт·год річне споживання складає (розрахуйте самостійно)

5. Надлишкова електроенергія та “зелений” тариф
Надлишок електроенергії, який можна продати за “зеленим” тарифом.
Врахуйте середньорічну генерацію та річне споживання (розрахуйте самостійно).

6. Економія на власному споживанні
Власне споживання електроенергії покривається генерацією ВЕУ, що дозволяє уникнути витрат на електроенергію з мережі. При тарифі 4,32 грн/кВт·год річна економія складає (розрахуйте самостійно)

7. Загальний річний прибуток (розрахуйте самостійно)

8. Термін окупності (розрахуйте самостійно)

Рівень А: проведіть розрахунки для п.2,4
Рівень В: проведіть розрахунки для п.2,4, 5,6
Рівень С: проведіть розрахунки для п.2,5,6,7,8 + аналіз можливих додаткових витрат


4. Рефлексія

Тривалість: до 3 хв.

У тебе є компанія по продажу обладнання для будівництва вітрових електростанції.
Придумай назву компанії та створи короткий рекламний слоган для неї.


У вільний від відпочинку час:

Відео

Відео

Урок №112. Енергія вітру. Частина 2


Очікувані результати навчання:

Мета уроку: формувати в учнів уявлення про принцип роботи вітрових електростанцій; дослідити різні аспекти, які впливають на місце будівництва ВЕС; ознайомити з економічними аспектами встановлення вітрових генераторів, зокрема витратами та можливим доходом від їх використання.

Цілі сталого розвитку: 

Які цілі сталого розвитку (в порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

  • 7. Відновлювальна енергетика
  • 8. Гідна праця та економічне зростання.
  • 12. Відповідальне споживання
  • 13. Боротьба зі зміною клімату

Ключові слова: вітрогенератор, ВЕУ, ВЕС, кут атаки лопаті, інвертор, потужність, ‘‘зелений’’ тариф.

План уроку:
  1. Мотиваційна частина
  2. Генерація електричного струму вітровими електростанціями.
    • 2.1. Будова та принцип роботи вітрової електростанції
    • 2.2. Вітрова енергетика України (ВЕС)
    • 2.3. ВЕУ у приватних домогосподарствах України
    • 2.4. Вплив ВЕС на довкілля
  3. Попрактикуймо самостійно
  4. Рефлексія
Очікувані результати для учнівства:
  • розуміє переваги та недоліки використання вітрових електростанцій (ВЕС)
  • пояснює важливість будівництва ВЕС та їх внесок в енергосистему України
  • використовує критичне мислення для оцінки перспектив розвитку вітрової енергетики в Україні
  • проводить розрахунки щодо доцільності встановлення вітрових генераторів в приватних домогосподарствах
  • аналізує дані наведені на картах, діаграмах та в таблицях

1. Мотивація (проблемне питання):

У 2019 році в Німеччині мешканець подав позов до компанії, яка побудувала вітрову електростанцію поруч з його домом. Позивач стверджував, що вітрові турбіни значно погіршили якість його життя.
Які основні аргументи використовував позивач?
До речі суд він виграв!


Посилання на відео джерела:

Відео

Відео


2. Генерація електричного струму вітровими електростанціями.
2.1. Будова та принцип роботи вітрової електростанції

Пристрій для перетворення кінетичної енергії потоку вітру в механічну енергію обертання ротора з подальшим її перетворенням на електричну енергію, – це і є вітроенергетична установка (вітрогенератор) або скорочено ВЕУ.

Коли вітер обдуває лопаті турбіни, вони починають обертатися. Це обертання передається через вал до генератора, який перетворює механічну енергію в електричну (електричний струм). У деяких моделях між валом і генератором є редуктор, що збільшує швидкість обертання для ефективної роботи. Струм, який виробляє генератор, спочатку передається до контролера, що регулює напругу, а потім – до інвертора, який перетворює постійний струм у змінний (наприклад, 220 В, 50 Гц). Далі електроенергія може використовуватися для живлення будинків, підприємств або подаватись в загальну електромережу.

Промислова вітрова установка складається з наступних елементів:

  1. Фундамент
  2. Силова шафа, що включає силові контактори та ланцюги управління
  3. Вежа
  4. Сходи
  5. Поворотний механізм
  6. Гондола
  7. Електричний генератор
  8. Система стеження за напрямом та швидкістю вітру (анемометр)
  9. Гальмівна система
  10. Трансмісія
  11. Лопаті 
  12. Система зміни кута атаки лопаті
  13. Обтічник

А також у наявності: система пожежогасіння, телекомунікаційна система для передачі даних про роботу, систему захисту від блискавки та живлення (рис.1).

Під час встановлення ВЕУ потрібно також враховувати характеристику місцевості.

Подумай на якому з рисунків правильне розміщення вітровою установки на місцевості. Обґрунтуй свою відповідь (рис.2).

Рис.2 Джерело

Дай відповіді на наступні питання:

  1. Чому сучасні вітроустановки мають три лопаті, а не дві чи більше трьох?
  2. Чому в промислових ВЕУ вежа має висоту 80 м і вище?
  3. Що таке система зміни кута лопаті і для чого вона потрібна?
  4. Навіщо у ВЕУ потрібна гальмівна система?
  5. Чому вітроустановки часто виникають разом із іншими джерелами енергії (наприклад, сонячними панелями)?

2.2. Вітрова енергетика України.

Україна має потужні ресурси вітрової енергії. Розподіл потенціалу енергії вітру по території є достатньо нерівномірним. Аналіз багаторічної динаміки середньорічної швидкості вітру на 40 метеорологічних станціях, дані спостережень яких були визнані валідними, показав, що середня багаторічна швидкість вітру на території України змінюється від 2,5 м/с до 5,7 м/с на висоті флюгера (≈10 м). Найвищі швидкості вітру є характерними для Приазовської височини, Причорноморської низовини, Кримських та Карпатських гір, Волинської та Донецької височин. 

Західні вітри є переважаючими для західних, центральних та північних областей, в той час як для східних та південних областей і Автономної республіки Крим переважаючими є східні та північні вітри.

Найскладнішими для будівництва ВЕС (вітрових електростанцій) є гірські райони. Будівництво в цих районах потребує суттєвого збільшення витрат часу і коштів на вибір площадок для ВЕС, прокладання шляхів і ліній електропередачі, доставку ВЕУ і кранів, обслуговування тощо. 

З інших причин малопривабливою для будівництва ВЕС є лісова зона. Ліси є природніми перешкодами вітровим потокам. Дерева, навіть суттєво нижчі нижнього краю вітроколеса ВЕУ, збільшують турбулентність відповідного вітрового потоку, що зменшує виробіток електроенергії ВЕУ і прискорює її знос. 

Географічні умови території суходолу України дозволяють ТЕОРЕТИЧНО побудувати 438 ГВт економічно ефективних ВЕС на базі сучасних моделей ВЕУ трьохмегаватного класу. Разом з потенціалом офшорних ВЕС (використання енергії морського вітру) це становитиме 438 + 250 = 688 ГВт. Відповідний річний виробіток електроенергії становить майже 2 200 млрд кВт·год, що більш ніж вдесятеро перевищує сучасне річне споживання електроенергії в Україні.

На рис.3 представлено карту України з нанесеним розподілом потужностей вітрового потоку на території України та в акваторіях Чорного та Азовського морів.

Рис.3

На рис.4 можна побачити встановлену вітроенергетичну потужність за областями материкової частини України у 2021 році в МВт.

Рис.4 Джерело
  1. Які області в України є найбільш привабливішими для встановлення ВЕС?
    Що є причиною цього? 

На рис.5 можна спостерігати динаміку запуску нових СЕС.

Рис.5 Джерело
  1. Які фактори впливають на будівництво нових вітрових електростанцій (економічні, політичні, екологічні)?

В табл.1 можна побачити характеристики деяких СЕС України. 

Табл.1

Назва ВЕСПотужністьЩорічний видобуток енергії МісцезнаходженняРік запуску
1Ботієвська 200 МВтблизько 686 млн кВт·годс. Приморський Посад  Запорізької області.2014
2Приморська 200 МВт650-700 млн кВт·год М. Приморськ Запорізької області2019
3Мирненська163 МВтблизько 574 млн кВт·годМирненська територіальна громада, , Херсонська область2019(початок будівництва)

4
Орлівська98,8 МВтблизько  400 млн кВт·годс. Орлівка Запорізької області2019
5Овер’янівська68,4 МВтблизько 266 млн кВт·год Генічеський району Херсонської області2019
6

7

8

  1. Додай в таблицю ще три ВЕС (будь які за твоїм бажанням).
    Нанеси карту України (рис.6) місце знаходження кожної з цих ВЕС.
Рис.6 Джерело

2.3. ВЕУ у приватних домогосподарствах України

Більшість вітрових електростанцій, що будуються в Україні, є переважно великими і забезпечують електроенергією цілі населені пункти. Але поруч з великими ВЕС також використовують вітрові установки малої генерації потужністю до 10-20 кВт. Їх використовують для забезпечення електроенергією невеликих господарств.

Така вітрова установка Flamingo потужністю 1,6 кВт працює в селищі Більмак Запорізької області (рис.7). Її встановив місцевий житель, вітряк закриває до 30% енергії для міні-маркету, решту електроенергії для магазину і приватного домогосподарства підприємця генерують сонячні батареї.

Рис.7 Джерело

Втім, встановлення таких міні вітрових станцій є поодинокими і не набули широкого поширення. 

  1. Які причини впливають на відсутність масового встановлення міні вітрових станцій в приватних домогосподарствах?
  2. Відшукай інформацію про ще якість ВЕУ, що встановлені на підприємствах України.

ВЕС потужністю до 20 кВт за умови продажу за “зеленим” тарифом окупаються в середньому за 10 років, а ось побутові сонячні станції — за 5. Але це не означає, що вітряки неефективні.

  1. Де доцільно встановлювати міні вітрові станції і в чому буде їхня перевага?

2.4. Вплив ВЕС на довкілля

Використання енергії вітру загалом є екологічно дружньою технологією, “зеленою енергією”, однак, нехтуючи екологічними нормами та базовими законами функціонування природних комплексів, відбираючи ділянки для будівництва ВЕС лише за показниками вітру та простотою оформлення землевідведення, зведення ВЕС може призвести до негативних наслідків й бути загрозою для природи. Невдало обравши місце розташування ВЕС, прекрасну ідею «зеленої» енергетики можна повністю перекреслити руйнівним впливом ВЕС на дику природу. Адже порушення зазнають всі компоненти природи: геологічна будова, ґрунти, водне середовище, рослинний та тваринний світ, рельєф території, клімат (рис.8).

Рис.8 Джерело
  1. Заповни табл.2 в якій вкажи прояви впливу на довкілля на різних етапах зведення та експлуатації вітрових електростанцій.

Табл.2

Вплив будівництва ВЕСПрояви впливу
На тварин та птахів

На степові екосистеми

На узбережжя та акваторії морів

На піщані дюни та водно-болотні угіддя

  1. Які фактори можуть вплинути на перенесення будівництва ВЕС?

3. Попрактикуймо самостійно
3.1. Вітрильне судно

Вітроенергетика – це не тільки екологічно, але й показово вигідне джерело електроенергії.
Однак, що можна зробити на виробництві електроенергії вітрогенератором?
Давайте проведемо розрахунки та дізнаємося.
P.S. Дані є орієнтовними та можуть змінюватися залежно від конкретних умов: фактичної вартості обладнання, середньої швидкості вітру у ваших регіонах та законодавчих змін щодо “зеленого” тарифу.

1. Вибір потужності ВЕУ
Для середнього домогосподарства з місячним споживанням електроенергії близько 600 кВт·год доцільно встановити вітрогенератор потужністю 10 кВт.

2. Вартість обладнання та монтажу
Вітрогенератор : для установки потужністю 10 кВт необхідний генератор із діаметром лопатей приблизно 6-7 м. Середня вартість такої системи становить 350 000 грн.
Інвертор: потрібен для перетворення постійного струму у змінний. Орієнтовна вартість — 50 000 грн.
Монтажні роботи та додаткове обладнання : вартість монтажу становить приблизно 20% від вартості обладнання (розраховуйте самостійно).
Загальна вартість проекту (розраховуйте самостійно).

3. Річна генерація електроенергії
Середньорічна генерація вітрогенератора потужністю 10 кВт у Запорізькій області за середньої швидкості вітру 6 м/с становить приблизно 14 000 кВт·год.

4. Середнє споживання електроенергії сім’єю
При місячному споживанні 600 кВт·год річне споживання складає (розрахуйте самостійно)

5. Надлишкова електроенергія та “зелений” тариф
Надлишок електроенергії, який можна продати за “зеленим” тарифом.
Врахуйте середньорічну генерацію та річне споживання (розрахуйте самостійно).

6. Економія на власному споживанні
Власне споживання електроенергії покривається генерацією ВЕУ, що дозволяє уникнути витрат на електроенергію з мережі. При тарифі 4,32 грн/кВт·год річна економія складає (розрахуйте самостійно)

7. Загальний річний прибуток (розрахуйте самостійно)

8. Термін окупності (розрахуйте самостійно)

Рівень А: проведіть розрахунки для п.2,4
Рівень В: проведіть розрахунки для п.2,4, 5,6
Рівень С: проведіть розрахунки для п.2,5,6,7,8 + аналіз можливих додаткових витрат


4. Рефлексія

У тебе є компанія по продажу обладнання для будівництва вітрових електростанції.
Придумай назву компанії та створи короткий рекламний слоган для неї.


У вільний від відпочинку час:

Відео

Відео

Ділись та обговорюй важливе

Обкладинка коментарів до матеріалу

Твоя поточна позиція

12 матеріал

Тема 5 — матеріал 12 з 22

12 матеріал Ти тут