Первый ветрогенератор был простым устройством с вертикальной осью вращения, таким, например, как устройство, которое применялось в Персии за 200 лет до нашей эры для размола зерна. Использование такой мельницы с вертикальной осью вращения получило впоследствии повсеместное распространение в странах Ближнего Востока. Немного позднее была разработана мельница с горизонтальной осью вращения, которая состояла из десяти деревянных стоек, оснащенных поперечными парусами. Подобный примитивный тип ветрогенератора находит применение до сих пор во многих странах Средиземноморского бассейна. В ІХ столетии ветряные мельницы широко использовались на Ближнем Востоке и попали в Европу в Х столетии при возвращении крестоносцев. В Средние века в Европе многие поместные законы, включая и право отказа в разрешении на строительство ветряных мельниц, заставляли арендаторов иметь площади для посева зерна возле мельниц феодальных имений. Посадки деревьев близ ветреных мельниц запрещались для обеспечения "свободного ветра". В XIV столетии голландцы стали ведущими в усовершенствовании конструкций ветряных мельниц и широко использовали их с этих пор для осушения болот и озер в дельте реки Рейн. Между 1608 и 1612 гг. Польдер Беемстер, который находился на три метра ниже уровня моря, был осушен с помощью 26 ветрогенераторов мощностью 37 кВт каждый.
Позднее известный инженер-гидравлик Лигвотер, применив 14 ветрогенераторов производительностью 1000 м3/мин., которые перекачивали воду в аккумулирующий бассейн, осушил за четыре года польдер Шермер. Потом 37 ветрогенераторов перекачивали воду из бассейна в кольцевой канал, откуда она попадала в Северное море.
В 1582 г. в Голландии была построена первая маслобойня, которая использовала энергию ветра, через 4 года - первая бумажная фабрика, которая удовлетворяла повышенные требования к бумаге, обусловленные изобретением печатной машины.
В середине XIX столетия в Голландии для разных целей использовалось около 9 тысяч. ветрогенераторов. Голландцы существенно усовершенствовали конструкцию ветряных мельниц и, в частности, ветроколеса.
В более современных конструкциях паруса были заменены тонким листовым металлом, использовались стальные махи и разные типы жалюзи и щитков для регулирования частоты вращения ветроколеса при больших скоростях ветра. Большие ветряные мельницы заводского изготовления при больших скоростях ветра могли развивать мощность до 66 кВт.
Первой лопастной машиной, которая использовала энергию ветра, был парус. Парус и ветрогенератор кроме одного источника энергии объединяет один и тот же используемый принцип. Исследования показали, что парус можно представить в виде ветрогенератора с бесконечным диаметром колеса. Парус является наиболее совершенной лопастной машиной, с высочайшим КПД, который непосредственно использует энергию ветра для движения.
Еще в 1714 году француз Дю Квит предложил использовать ветрогенератор как двигатель для перемещения по воде. Пятилопастное ветроколесо, установленное на треноге, должно было приводить в движение гребное колесо. Идея так и осталась на бумаге, хотя понятно, что ветер произвольного направления может двигать судно в любом направлении.
Первые разработки теории ветрогенератора относятся к 1918 г. В. Залевский заинтересовался ветряными мельницами и авиацией одновременно. Он начал создавать полную теорию ветряной мельницы и вывел несколько теоретических положений, которым должна отвечать ветроустановка.
В начале ХХ столетия интерес к воздушным винтам и ветроколёсам не был обособлен от общих тенденций времени - использовать ветер, где это только возможно. Сначала наибольшее распространение ветрогенераторы получили в сельском хозяйстве. Воздушный винт использовали для привода судовых механизмов. На всемирно известном "Фраме" он вращал динамомашину. На парусниках ветряные мельницы передавали движение насосам и якорным механизмам.
В Русской империи к началу минувшего столетия работало около 2500 тысяч ветряных мельниц общей мощностью 1 млн. квт. После 1917 года мельницы остались без хозяев и постепенно разрушились. Правда, делались попытки использовать энергию ветра уже на научной и государственной основе. В 1931 году близ Ялты была построена наибольшая на том время ветроэнергетическая установка мощностью 100 кВт, а позднее разработан проект ветрогенератора на 5000 кВт. Но реализовать его не удалось, так как Институт ветроэнергетики, который занимался этой проблемой, был закрыт.
Нужно отметить, что такова была общемировая тенденция. В США до 1940 года построили ветрогенератор мощностью 1250 кВт. До конца войны одна из его лопастей получила повреждения. Ее даже не стали ремонтировать - экономисты подсчитали, что более выгодно использовать обычную дизельную электростанцию. Дальнейшие исследования этой установки прекратились
Неудачные попытки использовать энергию ветра в крупномасштабной энергетике сороковых лет не были случайными. Нефть оставалась сравнительно дешевой, резко снизились удельные капитальные вложения на больших тепловых электростанциях, освоение гидроэнергии, как тогда казалось, гарантировало и низкие цены, и удовлетворительную экологическую ситуацию.
В конце двадцатого столетия человечество столкнулось с проблемой всевозрастающего энергодефицита, и, как следствие, значительным удорожанием энергоресурсов.
И актуальность использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии стала очевидной.
Из всех нетрадиционных источников энергии, наиболее целесообразным в России является использование энергии ветра. Россия располагает зна¬чительными ресурсами ветровой энер¬гии, в том числе в тех районах, где отсут¬ствует централизованное энергоснабже¬ние. Побережье Северного Ледовитого океана, Камчатка, Сахалин, Чукотка, Якутия, а также побережье Финского за¬лива, Черного и Каспийского морей имеют высокие среднегодовые скорос¬ти ветра. География распределения ветроэнергетических ресурсов позво¬ляет рационально их использовать как автономными ветроэнергетическими ус¬тановками, так и при работе ВЭУ в сос¬таве местных энергетических систем.
В то время, как производство сетевых ветрогенераторов уже налажено, и в мире существует огромное количество производителей установок данного типа, серийным производством автономных ветрогенераторов занимаются очень немногие.
Одним из мировых лидеров в области автономной ветроэнергетики – обладателем Гран-при и трех золотых медалей Всемирной брюссельской выставки инноваций «Eureka! 2005» является научно-производственная группа компаний «Сайнмет» (117 321, Москва, а/я118, E-mail: [email protected]; http://www.scienmet.com). Специалисты НПГ «Сайнмет» более десяти лет занимаются разработкой и производством автономных ветрогенераторов малой мощности.
С продукцией НПГ «Сайнмет» можно ознакомиться на ветрополигоне в г.Дубна, Московской области, а также на сайте www.scienmet.net
Scienmet Group
www.scienmet.com
Live long and prosper!
