Лит.:Рождественский И. В., Шефтер Я. И., Полуавтоматическая ветроэлектрическая станция с бесступенчатой передачей, «Вестник сельскохозяйственной науки», 1958,.№ 12; Ветроэлектрические станции, М. - Л., 1960.
Я. И. Шефтер.
Рис. 2. Полуавтоматическая ветроэлектрическая станция Д-20 с тепловым резервом.
Рис. 1. Ветроэлектрическая станция ВЭ-2М.
Ветроэнергетика
Ветроэнерге'тика,отрасль науки и техники, разрабатывающая теоретические основы, методы и средства использования энергии ветра для получения механической, электрической и тепловой энергии и определяющая области и масштабы целесообразного использования ветровой энергии в народном хозяйстве. В. состоит из 2 основных частей: ветротехники, разрабатывающей теоретические основы и практические приёмы проектирования технических средств (агрегатов и установок), и ветроиспользования, включающего теоретические и практические вопросы оптимального использования энергии ветра, рациональной эксплуатации установок и их технико-экономических показателей, обобщение опыта применения установок в народном хозяйстве. В. также опирается на результаты аэрологических исследований, на базе которых разрабатывается ветроэнергетический кадастр.По данным ветроэнергетического кадастра не только выявляют районы с благоприятным ветровым режимом, но и устанавливают виды работ, где применение ветровой энергии целесообразно и экономически выгодно по сравнению с другими энергоисточниками. Ветровую энергию, прежде всего, следует использовать в таких производственных процессах, которые допускают перерывы в подаче энергии, или в тех случаях, когда продукт переработки может быть заготовлен впрок (подъём воды, орошение, дренаж, помол зерна, кормоприготовление, зарядка электрохимических аккумуляторов и т.п.). Учитывая важность этой отрасли, В. И. Ленин в первый «Набросок плана научно-технических работ» (апрель 1918) включил работы по использованию энергии воды и ветра вообще и в земледелии в частности; в письме к А. П. Серебровскому (апрель 1921) В. И. Ленин подчёркивал важное значение использования в Бакинском районе ветряных двигателей для орошения земли и развития земледелия.
Ветровая энергия, наряду с солнечной и водной, принадлежит к числу постоянно возобновляемых и, в этом смысле, вечных источников энергии, обязанных своим происхождением деятельности Солнца. Вследствие неравномерного нагрева солнечными лучами земной поверхности и нижних слоев земной атмосферы, в приземном слое, а также на высотах от 7 до 12 кмвозникают перемещения больших масс воздуха, то есть рождается ветер. Он несёт колоссальное количество энергии: 96-10 21 дж(26,6-10 15 квт-ч) ,что составляет почти 2% энергии всей солнечной радиации, попадающей на Землю. Сила ветра, зависящая от его скорости, изменяется в очень широких пределах - от лёгкого дуновения до урагана, скорость которого достигает 60-80 м/сек.Потенциальные ресурсы ветровой энергии на всей территории СССР определены в 10,7 Гвт(млрд. квт) с возможной годовой отдачей 65-10 18 дж(18-10 12 квт-ч) .Используя даже несколько процентов этой энергии, можно удовлетворить значительную часть потребностей страны. Исходя из хозяйственных, ветровых и др. зональных условий, определяют тип применяемой ветроустановки и её экономические показатели.
К достоинствам ветровой энергии, прежде всего, следует отнести доступность, повсеместное распространение и практически неисчерпаемость ресурсов. Источник энергии не нужно добывать и транспортировать к месту потребления: ветер сам поступает к установленному на его пути ветродвигателю.Эта особенность ветра чрезвычайно важна для труднодоступных (арктических, степных, пустынных, горных и т.п.) районов, удалённых от источников централизованного энергоснабжения, и для относительно мелких (мощностью до 100 квт) потребителей энергии, рассредоточенных на обширных пространствах. Основное препятствие к использованию ветра как энергетического источника - непостоянство его скорости, а следовательно, и энергии во времени. Ветер обладает не только многолетней и сезонной изменчивостью ( рис. 1 ), но также изменяет свою активность в течение суток ( рис. 2 ) и за очень короткие промежутки времени (мгновенные пульсации скорости и порывы ветра) ( рис. 3 ). Потенциал ветровой энергии зависит от значений среднегодовой или среднепериодной скорости и повторяемости различных скоростей ветра. Его оценивают количеством энергии, которую с помощью ветродвигателя можно получить в данной местности. В зонах с умеренным ветровым режимом (среднегодовая скорость ветра 5 м/сек) на 1 км 2можно получить годовую выработку электроэнергии около 3,6 Мдж(1 млн. квт-ч,или 1 Гвт-ч) .Мощность ветрового потока пропорциональна кубу скорости ветра. Поэтому даже относительно небольшие его изменения приводят к значительным колебаниям мощности, развиваемой ветродвигателем, в диапазоне скоростей от минимальной рабочей, при которой ветродвигатель начинает вырабатывать полезную мощность, до расчётной, которой соответствует установленная мощность ветроэнергетической установки.Конструкции и способы регулирования частоты вращения и мощности ветродвигателей обеспечивают их надёжную работу при буревых скоростях ветра (40-50 м/сек) и ограничение развиваемой мощности таким образом, что максимальная мощность превышает установленную обычно не более чем на 15-20%. Чтобы уменьшить колебания мощности или избежать их, ветровую энергию в периоды, когда имеется избыточная мощность, аккумулируют и затем используют в периоды безветрия или недостаточных скоростей ветра. Специфичностью аккумулирования в значительной мере объясняются трудности утилизации ветровой энергии и причины ещё недостаточного её практического использования.
Краткая история развития В. С древнейших времён человек использовал энергию ветра сначала в судоходстве, а затем для замены своей мускульной силы. Первые простейшие ветродвигатели применяли в глубокой древности в Египте и Китае. В Египте (около г. Александрии) сохранились остатки каменных ветряных мельниц барабанного типа, построенных ещё во 2-1 вв. до н. э. В 7 в. н. э. персы строили ветряные мельницы уже более совершенной конструкции - крыльчатые. Несколько позднее, по-видимому в 8-9 вв., ветряные мельницы появились на Руси и в Европе. Начиная с 13 в., ветродвигатели получили широкое распространение в Западной Европе, особенно в Голландии, Дании и Англии, для подъёма воды, размола зерна и приведения в движение различных станков. До Великой Октябрьской социалистической революции в крестьянских хозяйствах России насчитывалось около 250 тыс. ветряных мельниц, которые ежегодно перемалывали половину урожая (около 33 млн. т,или 2 млрд. пудов зерна). С изобретением паровых машин, а затем двигателей внутреннего сгорания и электродвигателей старые примитивные ветряные двигатели и мельницы были вытеснены из многих отраслей и остались, главным образом, в сельском хозяйстве. В начале 20 в. русский учёный Н. Е. Жуковский разработал теорию быстроходного ветродвигателя и заложил научные основы создания высокопроизводительных ветродвигателей, способных более эффективно использовать энергию ветра. Они были построены его учениками после организации в 1918 Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ). Советские учёные и инженеры теоретически обосновали принципиально новые схемы и создали совершенные по конструкции ветроэнергетические установки и ветроэлектрические станции (ВЭС) различных типов мощностью до 100 квт для механизации и электрификации процессов с.-х. производства и др. целей. Большие заслуги в создании основ В. и ветроиспользования имеют советские учёные Н. В. Красовский, Г. Х. Сабинин, Е. М. Фатеев и др. Промышленный выпуск ветродвигателей для механического привода машин был налажен в начале 20 в., а электрических ветроагрегатов с генераторами небольшой мощности - примерно в 20-х гг. В 40-50-х гг. в СССР и за рубежом получило интенсивное развитие строительство ВЭС. Так, в Дании в период 2-й мировой войны работали несколько десятков ВЭС, выработка которых превысила 80 млн. квт-чэлектроэнергии. За годы Советской власти налажено серийное производство специализированных и универсальных ветродвигателей мощностью от 0,7 до 11 квт(от 1 до 15 л. с.) ,главным образом, с механическими и электрическими трансмиссиями. В послевоенный период было выпущено более 40 тыс. ветродвигателей, в основном типов ТВ-8, ТВ-5, Д-12, ВЭ-2, которые с большой эффективностью применялись в колхозах и совхозах.
Состояние В. к концу 60-х гг. 20 в. В СССР созданы новые типы более совершенных унифицированных быстроходных ветроэнергетических агрегатов (ВБЛ-3, ВПЛ-4, «Беркут», «Ветерок» и др.), в которых используются новые типы насосов и генераторов, пневматические, электрические и др. виды приводов, более совершенные системы регулирования. Большинство ветродвигателей применяют для механизации подъёма воды, особенно на пастбищах и отдалённых фермах в Поволжье, на Алтае и Чёрных землях, в Казахской, Туркменской, Узбекской ССР и др. зонах, где они работают 250-300 дней в году. Разработка теоретических основ и создание новых конструкций ветроэнергетических агрегатов различного назначения проводятся в Советском Союзе (Всесоюзный НИИ электрификации сельского хозяйства, Всесоюзный НИИ электромеханики, ЦАГИ и др.), ФРГ (Штутгартская школа ветроэнергетиков), США, Великобритании, Франции, Дании и др. странах. В тех странах мира, где широко развита В., используются (по неполным данным) более 600 тыс. ветроэнергетических установок (по материалам ЮНЕСКО за 1967). В 1968 в Австралии эксплуатировались более 250 тыс. ветроустановок, преимущественно насосных. В СССР число эксплуатируемых ветродвигателей (без самодельных) составляет 8-9 тыс.
Перспективы развития. Роль В. в Советском Союзе возрастает при реализации большой программы по обводнению и мелиорации земель и решении важнейших задач развития механизации животноводства и электрификации сельского хозяйства. Ветроэнергетические установки с успехом могут быть применены для механизации водоснабжения потребителей, осушения заболоченных участков и мелко-оазисного орошения бахчевых, кормовых и огородных культур во вновь осваиваемых пустынных и полупустынных зонах, для энергоснабжения отдалённых объектов и др. Для этих целей предполагается применить десятки тыс. ветроустановок, что в несколько раз снизит затраты на водоподъём. Это явится, как писал ещё в 30-х гг. 20 в. известный русский учёный К. А. Тимирязев, идеальным решением вопроса борьбы с засухой. Первые опыты показали, что ветроэлектрические агрегаты также целесообразно применять для питания энергией установок по опреснению минерализованных грунтовых вод, для так называемой катодной защиты трубопроводов и морских сооружений от коррозии, а ветропневматические установки- для аэрации водоёмов в зимнее время закачкой воздуха под лёд. Изучается возможность создания более крупных ВЭС (в частности, на Филиппинах - до 5 Мвт) для энергоснабжения изолированных потребителей в труднодоступных районах (арктических, горных и др.) и на островах, куда доставка топлива сложна и дорога. Наиболее перспективно применение таких ВЭС для параллельной или совместной работы с др. электрическими станциями. В более отдалённой перспективе - применение высотных ВЭС мощностью до 3-5 Мвт,использующих энергию воздушных потоков в тропопаузе.
Лит.:Вопросы ветроэнергетики, [Сб. ст.], М., 1959; Красовский Н. В., Сабинин Г. Х., Проблемы использования энергии ветра, М., 1923; Красовский Н. В., Как использовать энергию ветра, М. - Л., 1936; Шефтер Я. И., Ветроиспользование и его роль в энергетике сельского хозяйства, «Научные труды по электрификации сельского хозяйства», 1967, т. 20; Шефтер Я. И. [сост.]. Состояние, научно-технические и экономические основы развития ветроэнергетики и рекомендации по применению ветродвигателей, М., 1966; Сабинин Г. Х., Фатеев Е. М., Проблема использования энергии ветра в СССР, состояние и перспективы, «Изв. АН СССР. Отделение технических наук. Энергетика и автоматика», 1960, № 6; Колодин М. В., Ветер и ветротехника, Аш., 1957; Тажиев И. Т., Энергия ветра, как энергетическая база электрификации сельского хозяйства Казахстана, А.-А., 1949: Gliding Е. W., The generation of electricity by wind power, L., 1955.
М. В. Колодин, Я. И. Шефтер.
Рис. 3. Характер изменений скорости ветра за короткий промежуток времени.
Рис. 1. Сезонная изменчивость скоростей ветра.
Рис. 2. Суточное изменение скоростей ветра.
Ветроэнергетическая установка
Ветроэнергети'ческая устано'вка,комплекс технических устройств для преобразования кинетической энергии ветрового потока в какой-либо др. вид энергии. В. у. (см. блок-схему, рис. 1 ) состоит из ветроагрегата (ветродвигатель 1в комплекте с одной или несколькими рабочими машинами 2) ( рис. 2 ), аккумулирующего или резервирующего устройства 3,в ряде случаев дублирующего неветрового двигателя 4и систем 5автоматического управления и регулирования режимов работы.
В качестве аккумулирующего устройства часто применяют наполняемую водой ёмкость или батареи электрохимических аккумуляторов; для кратковременного запаса энергии и выравнивания потребляемой мощности при небольших изменениях скорости ветра - инерционные аккумуляторы. Дублирующий двигатель (обычно двигатель внутреннего сгорания) используют в периоды безветрия и в тех случаях, когда из-за снижения скорости ветра мощность, развиваемая ветродвигателем, становится ниже номинальной либо недостаточна для питания электроэнергией всей присоединённой нагрузки.
Системы автоматического управления и регулирования служат для включения и выключения ветродвигателя (в зависимости от режимов ветра и нагрузки, степени заполнения водой емкости или заряда аккумулятора), для контроля за работой главных элементов В. у., согласования режимов совместной или параллельной работы ветряного и теплового двигателей и др.
Различают В. у. специального назначения (насосные, или водоподъёмные, электрические зарядные, мельничные, опреснительные и т.п.) и комплексного применения (ветросиловые и ветроэлектрические). В силовых В. у. от механической трансмиссии ветродвигателя приводятся в движение исполнительные машины, в электрических В. у. вырабатываемая электроэнергия передаётся на электродвигатель исполнительной машины. В зависимости от типа и характеристик ветродвигателей и рабочих машин В. у. могут быть тихоходными, средней быстроходности и быстроходными. Установленная (расчётная) мощность В. у. зависит, главным образом, от диаметра ветроколеса и значения расчётной скорости ветра. Известны В. у. мощностью от 100 втдо 1000 квт.В отличие от др. энергетических установок, В. у. работает с постоянно изменяющимися в широких пределах мощностью и частотой вращения ветроколеса. См. также Ветроэнергетика.
Лит.:Фатеев Е. М., Ветродвигатели и ветроустановки, 2 изд., М., 1957: его же, Ветросиловые установки, М., 1959; Шефтер Я. И. и Рождественский И. В., Ветронасосные и ветроэлектрические агрегаты, М., 1967.
Я. И. Шефтер.
Рис. 2. Ветроагрегат «Буран» с ленточным водоподъёмником и электрическим генератором.
Рис. 1. Блок-схема ветроэнергетической установки: 1 - ветродвигатель; 2 - рабочая машина; 3 - аккумулирующее или резервирующее устройство; 4 - дублирующий двигатель; 5 - системы автоматического управления и регулирования режимов работы. Пунктиром обведены узлы, составляющие ветроагрегат.
Ветроэнергетический кадастр
Ветроэнергети'ческий када'стр,система учёта (свод данных) ветроэнергетических ресурсов, представляющая собой совокупность объективных и необходимых количеств, сведений, характеризующих режимы скоростей ветра в той или иной местности. На основании этой системы можно судить о производительности и режиме работы ветроэнергетических агрегатов. Сведения о повторяемости мгновенных и средних скоростей ветра, длительности возможных затиший представляют в виде статистических закономерностей, а также в табличной или графической форме, пользуясь для этого материалами многолетних наблюдений на метеостанциях, публикуемыми в справочниках по климату СССР, а также данными специальных анеморазведок. Данные В. к. служат основой расчётов, проводимых в ветроэнергетике.Для наиболее полного математического описания изменений интенсивности ветра во времени пользуются моделью случайного процесса,учитывающей как тенденции сезонной изменчивости общего уровня скоростей ветра, так и их случайные вариации.
Лит.:Константинов В. А., К вопросу о ветроэнергетическом кадастре СССР, в сборнике: Энергетические ресурсы СССР, т. 2, М., 1938; Красовский Н. В., Энергетические ресурсы ветра, в кн.: Атлас энергетических ресурсов СССР, т. 1, ч. 3, М., 1935; Методы разработки ветроэнергетического кадастра, Сб. ст., М., 1963; Гриневич Г. А., Опыт разработки элементов малого ветроэнергетического кадастра Средней Азии и Казахстана, Таш., 1952; Исследования характеристик режима возобновляющихся источников энергии - воды, ветра и солнца, Таш., 1963.
Г. А. Гриневич.
Ветры местные
Ве'тры ме'стные,ветры в ограниченных районах, выделяющиеся своей скоростью, повторяемостью, направлением или др. особенностями. Под этим общим названием объединяются ветры различного происхождения: 1) местные циркуляции, независимые от воздушных течений общей циркуляции атмосферы и связанные с особенностями в нагревании земной поверхности: бризы в прибрежных районах морей и больших озёр и горно-долинные ветры в горах, меняющие направление дважды в сутки; ледниковые ветры, - постоянно дующие вниз по склонам ледниковых долин. 2) Ветры, связанные с течениями общей циркуляции атмосферы, проходящими над горным массивом. На подветренных склонах гор воздушное течение получает нисходящую составляющую скорости и усиливается; создаётся ветер типа фёна, боры, сармы и т.п. Такие ветры приводят к характерным изменениям в общем режиме погоды (потепление и падение влажности при фёне, похолодание при боре и пр.). 3) Ветры, связанные с течениями общей циркуляции атмосферы, но без нисходящей составляющей, а топографически усиленные в данном районе: афганец, урсатьевский ветер в Средней Азии, каньонный ветер в Северной Америке, косава на Балканском полуострове и др. 4) Ветры, связанные с течениями общей циркуляции атмосферы, даже не усиленные в данном районе, но создающие в нём особый практически важный режим погоды, приносящие потепление или похолодание, песчаную пыль или влагу, вызывающие сильные метели и т.п.: суховей на Ю. Европейской части СССР, сирокко в Средиземноморье, хамсин в Египте, харматтан в Западной Африке, пурга в Северной и Центральной Азии, блиццард в Северной Америке, памперо в Аргентине и др. 5) К местным ветрам можно отнести и многочисленные пыльные вихри, шквалы, пыльные и песчаные бури и др., связанные с неустойчивой стратификацией атмосферы при сильном нагревании воздуха снизу или притоке холодного воздуха в высоких слоях. Название В. м. весьма многочисленны и указывают чаще всего на их преобладающее направление или на географический район, где они наблюдаются.
Лит.:Бурман Э. А., Местные ветры, Л., 1969.
С. П. Хромов.
Ветряная оспа
Ветряна'я о'спа,острое инфекционное заболевание, сопровождающееся лихорадкой и характерными пузырьковыми высыпаниями на коже. Заболевают преимущественно дети в возрасте до 10 лет. После перенесения В. о. иммунитет сохраняется на всю жизнь. Возбудитель В. о. - фильтрующийся вирус, который передаётся от больного здоровому, главным образом, воздушно-капельным путём (с мелкими брызгами слюны при кашле, разговоре, чихании). Развивающаяся циркуляция вируса в крови (вирусемия) обусловливает его проникновение в различные участки кожи, где и образуются сначала красные пятнышки, слегка приподнятые над уровнем кожи, превращающиеся затем в пузырьки. Инкубационный период (время от заражения до появления первых признаков болезни) - от 11 до 21 сут.Вслед за повышением температуры до 39-39,5° С, которая держится 5-7 сут,на различных участках тела, в зеве и на слизистой оболочке носоглотки появляется сыпь. Образующиеся пузырьки наполнены прозрачной жидкостью и окружены тонким красным ободком. В дальнейшем пузырьки лопаются, их содержимое подсыхает и образует корки. Характерны повторные высыпания и многообразие сыпи. Наряду с пятнышками и пузырьками могут появляться корочки. Сыпь располагается на лице, волосистой части головы, туловище, иногда конечностях, включая ладони и подошвы. Осложнения при В. о. чрезвычайно редки (главным образом у ослабленных детей); развиваются при внесении гнойной инфекции при расчесывании сыпи (импетиго, абсцессы и др.). Профилактика: заболевший может передать инфекцию начиная с последних суток инкубационного периода (за 1-2 сутдо появления первых высыпаний) по 5-е сутки с момента последнего высыпания пятен. На всё это время всякие контакты здоровых не болевших детей с больным запрещаются, так как заразительность В. о. очень велика. Не болевшие дети, бывшие в контакте с заболевшим, подвергаются карантину (на дому) или разобщению сроком на 21 ст,если точно установлен день контакта, детей изолируют с 11 сутпосле контакта по 21. Поскольку есть достаточные доказательства идентичности вируса В. о. и опоясывающего лишая,следует оберегать не болевших В. о. детей от контакта с больными опоясывающим лишаем.
Лечение: постельный режим в первые сутболезни; строгая чистота во избежание внесения гнойной инфекции при расчесывании сыпи. Смазывание элементов сыпи тёмно-красным раствором марганцовокислого калия или раствором бриллиантовой зелени.
Лит.:Носов С. Д., Учебник детских инфекционных болезней, 2 изд., М., 1961»
К. В. Бунин.
Веттерн
Ве'ттерн(Vдttern), озеро на Ю. Швеции, на высоте 88,5 м.Длина 129 км,ширина до 28 км,площадь 1900 км 2.Максимальная глубина 119 м(в южной части). Площадь водосборного бассейна около 6 тыс. км 2.На Ю. - о. Висингсё. Глубокая котловина В. тектонического происхождения, является грабеном, обработанным плейстоценовыми ледниками. Дно и берега скалисты. Берега высокие, особенно восточный, с крутыми склонами. Питание ключевое, вода прозрачная и холодная (в июле 6°С, 7°С). Многолетние колебания уровня воды свыше 1 м,с подъёмами летом. На В. наблюдаются сейши и сильные волнения, вследствие чего озеро замерзает поздно - к февралю (в более широкой части - не каждый год). Соединяется с Балтийским морем через р. Мутала и Гёта-канал; с Северным морем через Гёта-канал, озеро Венерн и р. Гёта-Эльв. На берегах В. - гг. Мутала, Йёнчёпинг, Хускварна, Карльсборг.
Веттисфосс
Ве'ттисфосс(Vettisfoss), водопад в Западной Норвегии, в глубине Согне-фьорда, близ г. Ордаль, на притоке небольшой р. Утла. Высота 261 м.Объявлен заповедником.
Веттштейн Рихард
Ве'ттштейн(Wettstein) Рихард (30.6.1863, Вена, - 10.8.1931, Тринс, Тироль), австрийский ботаник. Почётный член АН СССР (1927). С 1892 профессор немецкого университета в Праге, с 1899 профессор университета и директор Ботанического института и сада в Вене. Автор теории происхождения обоеполого цветка покрытосеменных из нескольких однополых (как мужских, так и женских) цветков голосеменных и основанной на ней филогенетической системы («Руководство по систематике растений», т. 1-2, 1901-08, русский перевод, т. 1-2, 1903-12). Один из создателей морфолого-географического метода в систематике растений. Открыл явление сезонного диморфизма у цветковых растений. В вопросах эволюции придерживался ламаркистских взглядов.
Лит.:Вульф Е. В., Рихард Веттштейн. [Некролог], «Природа», 1932, „№ 4; Jalichen Е., Richard Wettstein, «Цsterreichische Botanische Zeitschrift», 1933, Bd 82, H. 1-2 (имеется список работ).
Ветхий завет
Ве'тхий заве'т,первый, наиболее значительный по объёму раздел Библии,являющийся священным каноном как для иудаистов, так и для христиан.
Ветчинкин Владимир Петрович
Ветчи'нкинВладимир Петрович [17(29).6.1888, Кутно, ныне в Польше, - 6.3.1950, Москва], советский учёный в области аэродинамики, самолётостроения и ветроэнергетики, доктор технических наук, профессор (1927), заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1946). В 1915 окончил Московское высшее техническое училище (МВТУ). Ближайший ученик и продолжатель работ Н. Е.