АКАДЕМИЈА ТЕХНИЧКО-УМЕТНИЧКИХ СТРУКОВНИХ
СТУДИЈА БЕОГРАД
ОДСЕК ВИСОКА ШКОЛА ЕЛЕКТРОТЕХНИКЕ И
РАЧУНАРСТВА
СЕМИНАРСКИ РАД
из предмета Енергетски извори
Ветроелектране
Професор: Студенти:
др Ивана Влајић Наумовска
Александар Росић ЕЛИН-8/22
Душан Томић ЕЛИН-45/22
1. УВОД
Енергетски ресурси су од давнина играли главну улогу у развоју људске цивилизације.
Од индустријске револуције, енергија представља погонску снагу у развоју модерне
цивилизације. Развој технологије, потрошња енергије, те пораст броја становника у
свету су међусобно зависни.
Потребе за енергијом су у 19. веку биле веома скромне. Прве компаније у САД-у за
производњу гаса и нафте утемељене су 60-их година 19. века. Први Фордови погони
направљени 1910. године захтевали су за свој рад троструко више енергије од оне коју су
1850. године производили Британци у својим првим рафинеријама. Након Првог
светског рата производња и потреба за енергијом су биле испод 10.000 ТWh. Од 1945. до
2000. године потребе за енергијом су се експоненцијално увећавале.
Ветротурбине, познатије као ветрењаче се користе већ око 1000 година. Током 19. века
масовно су коришћене за покретање млинова, стругара или пумпи за воду посебно у
Холанђи, Данској и САД. За њих је карактеристично да претварају енергију кретања
ветра у енергију обртног кретања, па је непосредан исход њихове функције вратило које
се обрће и може покретати неки радни уређај. Коефицијент корисног дејства ових
машина (тј. количник енергије произведене на обртном вратилу и енергије коју ветар
утроши на то обртање) не може прећи Бетc-ову теоретску границу од 16/27 или у
процентима 59,3 %. Према узајамном положају обртне осе радног кола и правца ветра
који га покреће, ветротурбине се деле на аксијалне (оса радног кола углавном паралелна
са подлогом, тј. правац ветра дуж те осе) и радијалне (оса ротора углавном управна на
подлогу, тј. правац ветра управан на ту осу). Ветар представља неисцрпан еколошки
извор енергије чији глобални потенцијал вишеструко превазилази светске потребе за
електричном енергијом. Око 2% дозрачене сунчеве енергије се претвори у ветар.
Коришћење енергије ветра у производњи електричне енергије је почело да се развија
тридесетих година двадесетог века и тада је почела изградња првих ветроелектрана –
постројења за електромеханичку конверзију енергије ветра. Производња електричне
енергије из ветра у то време је била неефикасна, непоуздана и скупа. Са развојем великих
хидроелектрана и термоелектрана ветроелектране су брзо пале у заборав. Велика
енергетска криза седамдесетих година прошлог века, а касније и све озбиљнији глобални
еколошки проблеми су довели до ренесансе ветроелектрана. Данас ветроенергетика
представља грану енергетике која се најбрже развија, како у погледу технологије, тако и
у погледу пораста инсталисаних ветроелектрана у свету. Највећи допринос развоју
модерне ветроенергетике дала је Данска у којој је индустрија ветрогенератора постала
једна од водећих индустрија.
Прогнозе развоја технологија везаних за производњу електричне енергије из
обновљивих извора су врло оптимистичке. Електране на ветар су поред хидроелектрана
тренутно најекономичнија технологија за рационално коришћење обновљивих извора
енергије (у поређењу са соларном, енергијом таласа и биомасом). Електране на ветар
представљају технологију која тренутно има највећу стопу раста и то у протеклих
неколико година од око 30%. Производња струје из енергије ветра повећава своје
капацитете за 19% до 20% годишње, што се може упоредити са подручјима за која је
карактеристичан снажан раст, као што су интернет или мобилне комуникације.
Слика 1: Фарма ветрогенератора
Турбине на ветар су високо флексибилне машине које раде у стохастичком окружењу и
моделирање ових система захтева широко знање у опсегу од знања које поседују
класични инжењери до сазнања које обухвата наука која се бави атмосферским
приликама. Свака од ових дисциплина има типично сопствени сет алата за пројектовање
који анализирају само делове турбине на ветар и окружујућу околину (неопосредну) да
би се моделирало конбиновано физичко понашање турбине, ови алати се морају
комбиновано користити са глобалним приступом (посматрајући цео систем).
Код ветрењача често постоји степен емпиризма да би се одржао баланс који ограничава
употребу модела у појединим ситуацијама. Тачни модели који решавају више физичких
процеса, као рачунска динамика флуида или коначна анализа елемената, су доступни
пројектанту, али су преспори да би били корисни у процесу пројектовања система на
којима инжењери управљања често раде. [1]
турбуленције. Да би се се пронашле локације са најбољим ветром, потребно је изрвшити
многобројна мерења.
2.1. ВРСТЕ ВЕТРОВА
Постоје ветрови који дувају стално и повремено. Повремени ветрови су нпрм. монсуни.
То су сезонски ветрови у Јужној Азији, који целе зиме дувају са севера и доносе кишу,
јаке зимске хладноће, а преко лета мењају правац, дувајући са океана и доносећи кишу.
Ови ветрови дувају у Кини и Индији. Стални ветрови дувају непрекидно. Деле се на:
Пасати, дувају стално изнад тропских предела.
Антипасати, дувају од екватора ка суптропским регијама.
Западни и источни ветрови.
Локални ветрови су:
Фен, дува на Алпима, често изазива лавине;
Развигор, дува у пролеће;
Кошава, дува у североисточној Србији, долази са Карпата;
Вардарац, дува на Балканском полуострву, често зими;
Северац, дува у Војводини;
Маестрал, дува на Јадранском приморју;
Бура, дува на источној обали Јадранског мора;
Југо итд.
Слика 2: Ветрови у Србији [2]
