ного потоку складає близько 500 Вт/м 2 (швидкість повітряного потоку при цьому рівна 7 м/с), може перетворити в електроенергію близько 175 з цих 500 Вт/м 2.
Енергія, що міститься в потоці рухомого повітря, пропорційна кубу швидкості вітру. Однак не вся енергія повітряного потоку може бути використана навіть за допомогою ідеального пристрою. Теоретично коефіцієнт корисного використання (КПІ) енергії повітряного потоку може бути рівний 59,3%. На практиці, згідно з опублікованими даними, максимальний коефіцієнт корисного використання енергії вітру рівний приблизно 50%, проте і цей показник досягається не при всіх швидкостях, а тільки при оптимальній швидкості, передбаченій проектом. Крім того, частина енергії повітряного потоку втрачається при перетворенні механічної енергії в електричну, яке здійснюється з ККД зазвичай 75-95%. Враховуючи всі ці чинники, питома електрична потужність, що видається реальним вітроенергетичний агрегатом, мабуть, становить 30-40% потужності повітряного потоку за умови, що цей агрегат працює стійко в діапазоні швидкостей, передбачених проектом. Однак іноді вітер має швидкість, що виходить за межі розрахункових швидкостей. Швидкість вітру буває настільки низькою, що вітроагрегат зовсім не може працювати, або настільки високою, що вітроагрегат необхідно зупинити та вжити заходів щодо його захисту від руйнування. Якщо швидкість вітру перевищує номінальну робочу швидкість, частина отримання електричної енергії вітру не використовується, з тим щоб не перевищувати номінальної електричної потужності генератора. Враховуючи ці фактори, питома вироблення електричної енергії протягом року, мабуть, становить 15-30% енергії вітру, або навіть менше, залежно від місця розташування і параметрів вітроагрегата.
Новітні дослідження направлені переважно на отримання електричної енергії з енергії вітру. Прагнення освоїти виробництво вітроенергетичних машин привело до появи на світ безлічі таких агрегатів. Деякі з них досягають десятків метрів у висоту, і, як вважають, з часом вони могли б утворити справжню електричну мережу. Малі вітроелектричні агрегати призначені для постачання електроенергією окремих будинків.
Споруджуються станції переважно постійного струму. Вітряне колесо приводить в рух динамо-машину - генератор електричного струму, який одночасно заряджає паралельно з'єднані акумулятори. Акумуляторна батарея автоматично підключається до генератора в той момент, коли напруга на його вихідних клемах стає більше, ніж на клемах батареї, і також автоматично відключається при протилежному співвідношенні.
У невеликих масштабах спеціальні станції знайшли застосування кілька десятиліть тому. Найбільша з них потужністю 1250 кВт давала струм в мережу електропостачання американського штату Вермонт безперервно з 1941 по 1945 р Однак після поломки ротора досвід перервався - ротор не стали ремонтувати, оскільки енергія від сусідньої теплової електростанції обходилася дешевше. З економічних причин припинилася експлуатація вітроелектричних станцій і в європейських країнах.
Сьогодні вітроелектричні агрегати надійно постачають струмом нафтовиків; вони успішно працюють у важкодоступних районах, на далеких островах, в Арктиці, на тисячах сільськогосподарських ферм, де немає поблизу великих населених пунктів і електростанцій загального користування. Американець Генрі Клюз в штаті Мен побудував дві щогли і зміцнив на них вітродвигуни з генераторами. 20 акумулятором по 6 В і 60 по 2 В служать йому в безвітряну погоду, а в якості резерву він має бензиновий движок. За місяць Клюз отримує від своїх вітроелектричних агрегатів 250 кВт · год енергії; цього йому вистачає для освітлення всього господарства, живлення побутової апаратури (телевізора, програвача, пилососа, електричної друкарської машинки), а також для водяного насоса і добре обладнаній майстерні.
Широкому застосуванню вітроелектричних агрегатів у звичайних умовах поки перешкоджає їх висока собівартість. Навряд чи потрібно говорити, що за вітер платити не потрібно, однак машини, потрібні для того, щоб запрягти його в роботу, обходяться занадто дорого.
Зараз створено найрізноманітніші прототипи вітроелектричних генераторів (точніше, вітродвигунів з електрогенераторами). Одні з них схожі на звичайну дитячу вертушку, інші - на велосипедне колесо з алюмінієвими лопатями замість спиць. Існують агрегати у вигляді каруселі або ж у вигляді щогли з системою підвішених один над одним кругових ветроуловітелей, з горизонтальною або вертикальною віссю обертання, з двома або п'ятдесятьма лопатями.
У проектуванні установки найважча проблема полягала в тому, щоб при різній силі вітру забезпечити однакове число оборотів пропелера. Адже при підключенні до мережі генератор повинен давати не просто електричну енергію, а тільки змінний струм із заданим чи...
