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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Diga del vento. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative Dispositivo e principio di funzionamento. La diga eolica (vedi figura) è un sistema di condotti eolici 1 disposti radialmente, ristretti in direzione della centrale elettrica, formati da partizioni 2 posizionate radialmente o tangenzialmente rispetto alla ruota eolica 3, che rappresentano piantagioni forestali.
L’utilizzo delle piantagioni forestali come divisori può ridurre significativamente il costo di costruzione di una diga eolica e, in definitiva, ridurre il costo dell’elettricità prodotta. Il dispositivo funziona come segue. Il flusso del vento passa attraverso condotti eolici formati da piantagioni forestali e si concentra sulle pale della ruota eolica. Allo stesso tempo, secondo il noto principio di Bernoulli, il flusso del vento accelera, per cui la centrale produce più energia. Proprio come una diga idroelettrica raccoglie l'energia del flusso d'acqua sulle pale di una turbina, così una diga eolica raccoglie l'energia dei flussi d'aria sulle pale di una ruota eolica. I condotti del vento possono avere lunghezze diverse. Poiché la massima efficienza della centrale elettrica è possibile entro un certo intervallo di velocità del vento, è auspicabile restringere tale intervallo. Ciò è possibile nella fase di concentrazione del vento. La velocità media annuale del vento varia in diverse direzioni. Se si imposta la lunghezza dei condotti del vento in modo che sia inversamente proporzionale alla velocità media del vento in una determinata direzione, il flusso del vento sarà più uniforme. In questo modo si ottiene una maggiore efficienza della turbina eolica. Nelle zone con una direzione pronunciata dei venti (brezze, venti di valli montane, monsoni), una diga del vento può essere costituita da 1-2 condotti del vento. Vantaggi tecnici ed economici 1. La diga eolica proposta è progettata per la produzione di energia su scala industriale. La produzione di energia industriale pone una serie di sfide. È ovvio che la potenza massima ricevuta sull'asse della ruota eolica è proporzionale all'area della sezione trasversale del flusso d'aria catturato dalla ruota eolica durante la rotazione, vale a dire il quadrato del raggio della ruota eolica. Pertanto, la produzione industriale di elettricità è possibile per un impianto eolico con una ruota eolica di grande diametro. Ma ci sono restrizioni puramente fisiche sulla dimensione della ruota eolica. Inoltre, un impianto eolico con una grande ruota eolica e un’alta torre è una struttura costosa da costruire e gestire. Maggiore è la dimensione della ruota eolica, maggiore sarà il limite inferiore dell'intervallo di velocità del vento operativo, ovvero con vento debole la ruota eolica non gira. Pertanto, i tempi di inattività delle turbine eoliche dovuti a venti deboli sono molto maggiori per le turbine eoliche di grandi dimensioni. La sostituzione di una grande ruota eolica con una ruota eolica di medie dimensioni + un complesso di dighe eoliche elimina praticamente questi problemi, aumentando così significativamente l'efficienza di un parco eolico. 2. La diga eolica non è realizzata sotto forma di strutture artificiali, ma sotto forma di piantagioni di alberi. Questa soluzione consente di ridurre notevolmente i costi di creazione e gestione di una diga eolica. L'area occupata dalla diga eolica rimane aperta ad uso agricolo. Se si utilizzano pioppi come piantagioni di alberi (la cui crescita per alcune varietà è di 2-3 m all'anno), si può contare su un effetto benefico entro 5-6 anni, che è del tutto paragonabile nel tempo alla costruzione di strutture artificiali di simili dimensioni. Con la cura adeguata delle piantagioni (irrigazione, concimazione, stimolanti della crescita), l'effetto benefico può essere ottenuto molto prima. 3. La proposta diga eolica consente di aumentare la capacità del parco eolico. Dai nostri calcoli preliminari emerge che una diga eolica con un raggio di 150 m aumenta la potenza di 5-7 volte. Se lo si utilizza in combinazione con una ruota eolica con un raggio di 20 m, pari all'altezza delle piantagioni (una ruota eolica di queste dimensioni ha solitamente una potenza di 50 kW e costa circa 50000 dollari), allora la potenza del vento la ruota aumenterà e sarà di circa 300 kW, che equivale a una ruota eolica che costa 300000 dollari. Una semplice stima mostra già che il costo dell’elettricità sarà circa 6 volte inferiore al normale e che l’energia eolica diventerà più competitiva. 4. La durata di una diga eolica è di diversi decenni, non di 20 anni come una ruota eolica. Proprietà ecologiche uniche Impatto ambientale di una diga eolica da 300 kW in 1 anno di funzionamento Prodotto:
Ritardato:
Anidride carbonica assorbita - 11,22 tonnellate. Non ci sono problemi con lo smaltimento dei rifiuti. La quantità di materiali necessari per la costruzione di un impianto eolico è ridotta. Il risultato: La creazione di oasi del tipo sopra descritto nella zona steppica, che ha un effetto benefico sull'ecologia dell'ambiente, determina la formazione di un habitat confortevole per piccoli animali e uccelli ed è un fattore positivo per risolvere il problema della protezione e ripristino della flora e della fauna. L'aria pulita e il bel paesaggio hanno un effetto benefico sul sistema nervoso umano e sono una sorta di riflessologia plantare Impatto ambientale delle centrali termoelettriche quando generano la stessa potenza in 1 anno di funzionamento Carbone bruciato - 1314 tonnellate Ossigeno bruciato - 2724 tonnellate Entra nell'atmosfera:
Rifiuti solidi formati (cenere e fuliggine) - 175 tonnellate. Il risultato: 1. Aumento della morbilità e mortalità della popolazione. 2. Sono causati danni alla flora e alla fauna. 3. "Piogge acide", perdite nell'agricoltura e nella silvicoltura, inquinamento dei corpi idrici, danni causati a edifici, ponti e altre strutture suscettibili alla corrosione causata dalla sedimentazione di particelle di fuliggine e gas. 4. Cambiamenti climatici a seguito dell'effetto serra. 5. Ridurre il contenuto di ossigeno nell'atmosfera Diga eolica e agricoltura 1. La maggior parte dell'area occupata dalla diga eolica rimane aperta per uso agricolo. 2. La diga eolica ha un effetto benefico sulla fertilità del suolo:
Una diga antivento può fungere da frangivento ed essere utilizzata al suo posto. Autori: NG Makarenko, AN Makarenko
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