風ダム。スキーム、説明

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風力ダム。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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デバイスと動作原理。 風力ダム（図を参照）は、発電所の方向に狭くなった放射状に配置された風導管１のシステムであり、森林植林地を表す風力車２に対して放射状または接線方向に配置された隔壁３によって形成される。

風ダム

植林地を区画として使用すると、風力ダムの建設コストを大幅に削減でき、最終的には発電コストも削減できます。

装置は次のように動作します。風の流れは、植林地によって形成された風路を通過し、風車のブレードに集中します。同時に、よく知られているベルヌーイの定理に従って、風の流れが加速し、その結果、発電所はより多くの電力を生成します。水力発電のダムが水流のエネルギーをタービンのブレードに集めるのと同じように、風力ダムも風車のブレードに空気の流れのエネルギーを集めます。

風ダクトはさまざまな長さにすることができます。最大の発電所効率は一定の風速範囲内で可能であるため、この範囲を狭めることが望ましい。これは風の集中段階で可能です。年間平均風速は方向によって異なります。風導管の長さを特定の方向の平均風速に反比例するように設定すると、風の流れがより均一になります。したがって、風力タービンのより高い効率が達成される。風向きが顕著な地域 (微風、山谷の風、モンスーン) では、防風ダムが 1 ～ 2 本の風導管で構成される場合があります。

技術的および経済的利点

1. 提案された風力ダムは産業規模の発電用に設計されています。産業用発電には多くの課題があります。風車の軸で受け取られる最大電力は、回転中に風車によって捕捉される空気流の断面積に比例することは明らかです。風車の半径の二乗。したがって、大直径の風車を備えた風力発電所では工業用電力の生産が可能です。ただし、風車のサイズには純粋に物理的な制限があります。さらに、大きな風車と高いタワーを備えた風力発電所は、建設と運営に費用がかかる構造物です。風車のサイズが大きくなると、動作風速範囲の下限が高くなります。風が弱いときは風車は回転しません。したがって、弱風による風力タービンのダウンタイムは、大型風力タービンの方がはるかに長くなります。大型の風車を中型の風車と風力ダムの複合体に置き換えることで、これらの問題が実質的に解消され、風力発電所の効率が大幅に向上します。

2. 風力ダムは人工構造物の形ではなく、植林地の形で作られています。このソリューションにより、風力ダムの構築と運用のコストを一桁削減することが可能になります。風力ダムが占めている地域は農業用に開放されたままである。ポプラを植林地（一部の品種では年間2〜3メートルの成長）として使用すると、5〜6年以内に有益な効果が期待できます。これは、時間的には同様の人工構造物の建設に匹敵します。サイズ。植栽を適切に管理する（水やり、施肥、成長促進剤）と、有益な効果をより早く達成することができます。

3. 提案された風力ダムにより、風力発電所の容量を増加できます。私たちの予備計算では、半径 150 m の風力ダムは出力を 5 ～ 7 倍増加させることを示しています。植栽の高さに等しい半径 20 メートルの風車と組み合わせて使用すると (このサイズの風車の出力は通常 50 kW で、価格は約 50000 ドルです)、風力は風車は増加し、約 300 kW になり、これは 300000 万ドルの風力車に相当します。単純な試算では、電気料金が通常の約 6 分の XNUMX に下がり、風力エネルギーの競争力が高まることがすでに示されています。

4. 風力ダムの耐久性は数十年であり、風車のような 20 年ではありません。

ユニークな生態学的特性

300 kW 風力ダムの 1 年間の運用による環境への影響

プロデュース:

酸素 - 8,7トン;
病原体を破壊するフィトンチッド;
バクテリアと微生物 - 0,09 t。

遅延：

ほこり - 最大1,7トン;
硫黄化合物 - 0,12トン;
塩化物-0,03トン;
フッ化物 - 0,006トン;

吸収された二酸化炭素 - 11,22トン。

廃棄物の処理にも問題はありません。風力発電所の建設に必要な資材の量が削減されます。

結果：

草原地帯における上記のタイプのオアシスの形成は、環境生態学に有益な効果をもたらし、小動物や鳥にとって快適な生息地の形成を決定し、保護と問題の解決にプラスの要因となります。動植物を回復すること。きれいな空気と美しい風景は人間の神経系に有益な効果をもたらし、一種のリフレクソロジーです。

火力発電所を1年間運転し、同じ電力を発電した場合の環境影響

燃焼石炭 - 1314 トン

燃焼酸素 - 2724 トン

大気圏に入る：

すす-13トン;
灰 - 87トン;
硫黄化合物 - 77トン;
窒素酸化物-25トン;
二酸化炭素 - 3733トン。

形成された固形廃棄物（灰とすす） - 175トン。

結果：

1.人口の罹患率と死亡率の増加。

2.動植物に被害を与えます。

3. 「酸性雨」、農業や林業における損失、水域の汚染、沈降するすす粒子やガスによる腐食を受けやすい建物、橋、その他の構造物への損傷。

4. 温室効果による気候変動。

5.大気中の酸素含有量を減らす

風ダムと農業

1. 風力ダムが占める面積のほとんどは、依然として農業用地として利用可能です。

2. 風力ダムは土壌の肥沃度に有益な効果をもたらします。

水収支の強力な調節因子として機能し、降水を遅らせます。
好ましい微気候を作り出し、同じ地域の水たまりの約 XNUMX 倍の空気を保湿し、リフレッシュします。
鳥類のビオトープであり、害虫の駆除に大きな役割を果たしています。
土壌を風食から保護し、狭い地域で風速を高め、ダム背後の最大 1300 m の距離で風速を下げます。

防風堤として機能し、代わりに使用することもできます。

著者: N.G. マカレンコ、A.N. マカレンコ

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