19 березня  2025 року відбулося чергове засідання наукового гуртка здобувачів вищої освіти “Актуальні проблеми електроніки та електроенергетики” кафедри гідротехнічного будівництва, водної та електричної інженерії факультету архітектури та будівництва. Відповідно до плану роботи, з доповіддю на тему «Типи вітрогенераторів, фізичні основи роботи вітроелектростанції та обмеження існуючих технологій та систем вітроенергетики» виступив керівник наукового гуртка к.т.н., доцент Литвиненко В.М.

У своїй доповіді доповідач висвітлив наступні питання:

1. Основні типи вітрогенераторів та принцип перетворення енергії вітру.

2. Технічні особливості  вітроелектростанцій.

3. Обмеження існуючих технологій та систем вітроенергетики.

            На початку своєї доповіді доповідач розповів про  основні типи вітрогенераторів та охарактеризував фізичні основи перетворення енергії вітру.Вітер обертає вітроколесо з лопатями, яке в свою чергу крутить вал турбіни. На валу турбіни виникає механічна енергія, яка буде пропорційна вітровому потоку. Чим сильніший вітер, тим більша кількість енергії виникає. Вал турбіни  з’єднаний з ротором електрогенератора, який і виробляє змінний електричний струм. Це струм йде на випрямляч, який перетворює його в постійну напругу. Енергія постійного струму накопичується в акумуляторах. Постійний струм акумулятора  за допомогою  інвертора перетворюють   в змінний напругою 220 В або 380 В, яка надходить до споживачів електроенергії (зазвичай, споживачі використовують змінну напругу). Такий комплекс називають вітроелектростанцією.

          Типи вітрогенераторів. За потужністю та областю застосування вітрогенератори бувають:  промислові (потужність від 500 кВт) та побутові (потужність 1-10 кВт).

          За конструкцією побутові типи вітряків відрізняються будовою турбіни:   з горизонтальною віссю та з вертикальною віссю. В наш час широке застосування отримали вітрогенератори з горизонтальною віссю обертання (крильчасті), завдяки тому, що у них коефіцієнт використання енергії вітрового потоку (КВЕВ) легко досягає 30% і більше, а у вітрогенераторів з вертикальною віссю обертання КВЕВ становить близько 20%.

          Переваги вітрової енергетики: – низька собівартість – вітроенергетика може конкурувати з ядерною, вугільною та газовою енергетикою; – нульова вартість паливної складової, джерело енергії невичерпне і присутнє в необмеженій кількості; – екологічно прийнятна енергетика – виробництво енергії не супроводжується викидами двоокису вуглецю; – вітроенергетика не має ризиків, пов'язаних із нестабільністю цін на викопне паливо; – надійність поставок – вітроенергетика дозволяє уникнути залежності від імпорту енергоресурсів; – модульний дизайн, швидкий монтаж; – електропостачання за обсягами порівнянне з традиційними способами генерації; – вітроенергетика не заважає веденню сільського господарства і промислової діяльності поблизу вітростанцій.

          Також  доповідач  зупинився  на обмеженнях існуючих технологій та систем вітроенергетики. Оскільки енергетичні перетворення в системах відбуваються за допомогою масивних рухомих елементів, це обумовлює їх високу інерційність та необхідність періодичного обслуговування протягом всього строку експлуатації. З іншого боку, існуючі енергетичні об'єкти вітроенергетики зазвичай є системами непрямої дії. Вони потребують подвійного і навіть потрійного проміжного перетворення енергії. Наприклад, у вітрових електростанціях механічна кінетична енергія  повітряного потоку спочатку перетворюється у кінетичну енергію вітротурбін. Унаслідок перехідних енергетичних трансформацій схеми електростанцій ускладнюються і знижується їх виробнича ефективність (коефіцієнт корисної дії). Недоліки вітрових електростанцій: 1) непостійність генерації; 2) залежність від погодних умов; 3) необхідність резервних джерел енергії; 4) складність прогнозування виробітку; 5) потреба в системах накопичення енергії. Екологічні проблеми: шумове забруднення (до 55 дБ на відстані 300 м); негативний вплив на птахів та кажанів; візуальне забруднення ландшафту;  можливі зміни мікроклімату.

У засіданні наукового  гуртка та обговорені запропонованих питань прийняли активну участь здобувачі 1-4 курсів та магістри першого року навчання спеціальності 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка.

Автор:  Литвиненко В.М. (19.03.25року)