Куц Тина

Вплив вітряних електростанцій на птахів є предметом багатьох зарубіжних і вітчизняних досліджень.

Основні типи негативного впливу вітряних електростанцій на авіафауну включають в себе:

• можливість смертельних зіткнень з елементами вітряків (смертність від зіткнень з вітряними електростанціями становить всього 0,01% – 0,02% від усіх смертей птахів);

• пряма втрата місць проживання і їх фрагментація і трансформація;

• зміна характеру землекористування;

• створення бар’єрного ефекту – зміна маршруту.

З точки зору впливу на домашню худобу, негативного впливу вітропарків виявлено не було. Використання пасовищних угідь для випасу худоби є звичайною практикою. Більш того, турбінні вежі є джерелом тіні для тварин.

Вплив вітряних електростанцій на хіроптерофауну (кажанів) охоплює наступні проблеми:

– руйнування або порушення зимівель і гніздування колоній;

– перетин маршрутів польоту кажана;

– запобігання використання мисливських угідь;

– ризик зіткнення.

Дослідження, проведені на замовлення Адміністрації влади Бонневілль в США, дозволили встановити, що популяції кажанів, мігруючі в кінці літа і восени, більш уразливі для зіткнень з вітряними електростанціями, а не кажанами, які населяють райони, прилеглі до вітряних турбін.

Акустичний вплив

Вітряна турбіна є джерелом двох видів шуму:

1) механічний шум, створюваний зубчастим колесом і генератором;

2) аеродинамічний шум, створюваний обертовими лопатями ротора, інтенсивність якого залежить від швидкості обертання лопатей (так звана швидкість обертання наконечника).

Завдяки передовим технологіям ізоляції, механічний шум був обмежений рівнем нижче аеродинамічного шуму в використовуваних в даний час моделях турбін. Це також пов’язано з тим, що рівень механічного шуму не збільшується зі збільшенням розміру турбіни в темпі, який спостерігається в разі аеродинамічного шуму.

Вимірювання, проведені Національним інститутом гігієни, показали, що інтенсивність звуку знаходиться на рівні 100-105 дБ, під самою вітровою турбіною – 50 дБ, а на відстані 500 метрів не перевищує 35 дБ. Також було виявлено, що на практиці звуки такої інтенсивності не можна почути, тому що вони змішуються з шумом вітру і природного середовища.

Вплив інфразвуку

Вітрові електростанції, в силу характеру роботи і вимог до адекватної енергії вітру, безсумнівно, також є джерелом інфразвукового шуму, який, згідно з багатьма поширеним думкам, досягає високих рівнів і становить загрозу для навколишнього середовища. Інфразвук може поширюватися в навколишньому середовищі навіть на значних відстанях від джерел. Основним шляхом сприйняття інфразвуку є рецептори вібраційних відчуттів людини. Енергія, що супроводжує інфразвук, може викликати явище резонансу внутрішніх органів людини. Вимірювання дозволили зробити висновок, що робота вітропарків не є джерелом інфразвуку на рівнях, які можуть загрожувати здоров’ю людини.

Через відсутність критеріїв для оцінки інфразвукового шуму в природному середовищі були використані критерії на робочому місці. На відстані 500 м від башти турбіни виміряні рівні інфразвуку були близькі до фонових рівнів.

У відповідь на численні публічні виступи щодо потенційного негативного впливу вітряних електростанцій, зокрема шуму та інфразвуку, які вони випромінюють, на здоров’я людини, Американська асоціація вітроенергетики і Канадська асоціація вітроенергетики створили в 2009 році міжнародну міждисциплінарну наукову групу. Група складалася з незалежних експертів в області акустики, аудіології, медицини і охорони здоров’я.

Завдання групи полягало в тому, щоб розглянути найсучаснішу літературу про потенційний негативний вплив шуму, створюваного вітряними електростанціями, на здоров’я людини і розробити на його основі всеосяжний і загальнодоступний інформаційний документ з цього питання. Результатом роботи групи є опублікована в грудні 2009 року доповідь під заголовком «Звук і вплив вітротурбіни на здоров’я. Огляд експертної панелі”. Автори звіту мають наступні спостереження і приходять до наступних висновків:

1. Вібрації людського тіла, викликані звуком резонансної частоти (тобто частоти, що викликає збільшення амплітуди коливань системи, з якою взаємодіє звук), виникають тільки в разі дуже гучних звуків. З огляду на рівень шуму, виробленого вітряними електростанціями, це не відноситься до такого явища.

2. Шум, вироблений вітряними електростанціями, не представляє небезпеки погіршення або втрати слуху. З таким явищем можна зіткнутися тільки тоді, коли рівень звукового тиску перевищує 85 дБ. Шум, випромінюваний вітряними електростанціями, не перевищує цю межу звукового тиску.

3. Експерименти показали, що інфразвук, який випромінюється на рівні від 40 до 120 дБ, не має шкідливого впливу на здоров’я.

4. Негативний вплив вітряних електростанцій на здоров’я і благополуччя людей у ​​багатьох випадках зумовлений так званим ефектом ноцебо (протилежність ефекту плацебо).

Почуття неспокою, депресія, безсоння, головні болі, нудота або проблеми з концентрацією є загальними симптомами у кожної людини, і немає ніяких доказів того, що частота їх виникнення явно збільшується серед людей, що живуть в безпосередній близькості від вітряних електростанцій. Ефект Nocebo, що об’єднує виникнення симптомів такого типу, не є потенційним джерелом відчуття дискомфорту. Він пов’язаний з негативним ставленням до вітрового об’єкту і неприйняттям його присутності.

Вітрогенератори типу VAWT, тобто ротори з вертикальною віссю, були найбільш ранніми типами вітряків, відомими вже в давнину. В даний час ці типи турбін не мають промислового застосування. Існує безліч різновидів з багатообіцяючими характеристиками: низьке енергоспоживання, ефективне застосування на судах, яхтах, в будинках на одну сім’ю і т.д. Нижче наведено кілька рішень.

 Ротор Савоніуса

У 1922 році фінський інженер Сігурд Я. Савоніус розробив конструкцію вітродвигуна з вертикальною віссю обертання. Це пристрій з дуже простою конструкцією. Ротор Savonius часто використовується як любителями, що будують вітряні електростанції в якості економічного способу енергоспоживання, так і компаніями, які професійно займаються виробництвом вітряних турбін. Нажаль, двигун Savonius характеризується низькою ефективністю перетворення енергії вітру в корисну енергію. Проте, двигун Savonius відрізняється надійністю, простотою конструкції і низькими виробничими витратами.

Під час багатьох досліджень в аеродинамічній трубі в Sandia Laboratories було встановлено, що для ротора Савоніуса можна значно підвищити ефективність при наявності таких умов, як:

– дві лопаті в роторі – збільшення числа роторів сприяє підвищенню ефективності турбіни;

– діаметр зазору повинен відповідати 0,1 – 0,15 см;

– щити, що обмежують лопаті зверху і знизу, повинні бути на 5 – 10% більші за діаметр лопатей, щоб вітер «не виходив» з ротора;

 – щоб вирівняти роботу лопатей рекомендується розміщувати два таких ротора з поворотом навколо осі на 90 градусів.

 Ротор Дар’є

 У 1931 році Дар’є запатентував ротор, який тепер названо в честь його імені. Вітрогенератор цього типу має практично нульовий пусковий момент, тому необхідна попередня зарядка. Для прискорення ротора широко використовується електричний привід Darrieus, хоча використовуються нетрадиційні рішення, наприклад, два допоміжних ротора Savonius.

Вітрогенератор Дар’є – це пристрій, який використовує підйомну силу, створювану потоком рідини навколо профілю відповідної форми. Принцип генерації несучої сили, який в дійсності генерує крутний момент в двигуні Дар’є, а також в роторах H, показаний на малюнку.

Турбіни Darrieus знайшли своє найбільше застосування в США, де компанія FloWind встановила ряд таких турбін в Каліфорнії. Це були споруди висотою 17 і 19 м, введені в експлуатацію в наступному порядку:

– турбіна 142 кВт 17 м, при швидкості вітру 17 м / с

– турбіна потужністю 250 кВт 19 м зі швидкістю вітру 20 м / с.

Ротор Болотова

На даний момент світова громадськість стала приділяти особливу увагу малим вітровим установкам. До таких відноситься ротор Болотова. Конструкція вітрогенератора представлена ​​електростанцією, в якій вал генератора розташований вертикально.

Відмінною особливістю такого вітряка є його універсальність в різних кліматичних умовах. Цей вітрогенератор вловлює потік повітря з усіх боків, що дозволяє не витрачати час на установку його в певному напрямку. Цей вітрогенератор має можливість форсувати потоки повітря, що надходять до нього. Така конфігурація дозволяє вітряку ефективно працювати при будь-якій швидкості вітру.

До числа переваг даного вітрогенератора можна віднести і особливості розташування функціональних компонентів системи. Накопичувачі енергії, генератор і електрична схема розміщені на поверхні землі, що значно полегшує технічне обслуговування.

Окреме місце в добірці ефективних вітрогенераторів займає інноваційна турбіна, в якій немає лопатей. Компанія з Іспанії Vortex Bladeless зуміла відкрити особливу вертикальну структуру, що стала основою для безлопатевої турбіни. Тут геометрія в тандемі з частотою коливань потоку повітря призводить повітряні маси в стан обертання навколо цієї структури.

Альтернативне обладнання має вигляд конусоподібного циліндра, розташованого вертикально. Пілотні установки мають висоту близько 6 метрів, але розробники говорять про те, що нові версії будуть ще вище. Суть роботи такої турбіни полягає в наявності магнітів і спеціальних котушок, які не тільки генерують енергію, але і розгойдують пристрій в ритмі потоку повітря. Це можливо завдяки правильному налаштуванню структури (мається на увазі частота). Безлопастева турбіна – це фактично резонансний вітряк.