Салхины эрчим хүч

Салхины эрчим хүчний парк,
Мекленбург, Герман

Салхины эрчим хүч эсвэл салхин цахилгаан станц гэдэг нь сэргээгдэх эрчим хүчний эx үүсвэрийг хэлнэ. Салхинаас эрчим хүчийг гаргаж авахын тулд салхины кинетик энергийг буюу атмосферийн хөдөлгөөнт агаарын урсгалыг техникт ашиглан гаргаж авна. Салхины энергийг техникт маш эртнээс ашиглаж ирсэн бөгөөд ялангуяа салхин тээрэм болон далбаат усан онгоцонд хэрэглэж байв. Харин өнөөдөр салхин турбин ашиглан цахилгаан эрчим хүчийг гаргаж авч байгаа салхины энергийн ашиглалтын хамгийн чухал хэлбэр болж байна. Зөв газар байрлуулан ашиглаж байгаа салхин турбинууд нь уламжлалт дулааны цахилгаан станцуудтай өрсөлдөхүйц хэмжээнд очсон. 2014 оны сүүлээр дэлхийн хэмжээнд угсрагдсан салхин турбины нийт чадал нь 396,6 ГВт байсан ба үүний 142 ГВт нь ази тивд, 134 ГВт нь европ тивд болон 86 ГВт нь америк тивд ашиглагдаж байгаа ажээ.^[1] 2012 оны сүүл хүртэл угсрагдсан 200.000^[2] гаран салхин турбины нийт чадал нь 282 ГВт байсан нь жилдээ 580 ТВт цаг үйлдвэрлэсэн цахилгаан нь, дэлхийн нийт цахилгааны хэрэглээний 3%-ийг бүрдүүлж байна гэсэн үг юм.^[3]

Салхины эрчим хүчний ашиглалтын түүх

Хуучны салхин тээрэм,
(Ханновер), Герман

Салхины энергийг хүн төрөлхтөн олон мянган жилийн өмнөөс ашиглаж иржээ. Хаммурапийн кодекст бичсэнээр бол анхны салхин тээрмийг 4.000 гаран жилийн өмнө босгосон байна. МЭ-ий 900-д оны дундаас англид салхины энергийг ашиглаж эхэлсэн баримтууд байдаг бол XI зуунаас францад ашиглаж эхэлсэн байна. XIII зуун гэхэд польш^[4] хүртэл түүний хэрэглээ түгэн дэлгэрсэн байна. Салхины энергийн ашиглалт нь үндсэндээ салхин тээрэм болон гүний усыг татах насос зэрэг механик ажлыг гүйцэтгэхэд чиглэгдэж байв. Үүн дээр нэмэгдээд замыг туулах хөдөлгөөнд ашигласан нь далбаат усан онгоц байсан бол шинэ эрингээс хойш агаарын тээвэрт ашиглах болсон.  

Европт XIX зуунд ойролцоогоор 100.000 салхин дугуйнууд байсан нь салхины харьцаа сайтай үед 25-30 кВт чадлыг гаргаж байв.^[5] XIX зууны эхээр Франц, Англи, Герман, Нидерланд, Бельги, Финландад нийт 50.000–60.000 ширхэг салхин тээрэм байсан бол 1900 онд зөвхөн хойд тэнгист 30.000 болон нэмэгдсэн байв. Ялангуяа Нидерландад салхин тээрмийн ашиглалт ихээхэн хөгжсөн байсан ба XIX зууны сүүлийн хагаст нийт 9.000 тээрэм байжээ. Салхин тээрмийг үр тариа тээрэмдэхээс гадна даавуу нэхэх болон нидрэхэд хэрэглэж байжээ.  

Цахилгаан болон генераторын нээлтээс хойш салхины энергийг цахилгаан гүйдэл бий болгоход хэрэглэх санаа гарч ирж байв. Анхандаа салхин тээрмийг бага зэрэг өөрчлөн, салхины энергийг кинетик энерги болгон хувиргахын оронд, механик энерги нь генераторын тусламжтайгаар цахилгаан энергийг үүсгэж байв. Урсгалын механикийг цааш нь хөгжүүлснээр түүнд угсрагдах сэнсний хэлбэр болон хийц нь улам боловсронгуй боллоо. Газрын тосны үнийн хямралаас хойш 1970-аад оноос эхлэн дэлхий даяар өөр төрлийн эрчим хүчний эх үүсвэрийг хайх судлах ажиллагаа нь эрчимжсэн бөгөөд үүний үр дүнд орчин үеийн салхин турбинуудын хөгжил ч урагшилсаар өнөөгийн түвшинд хүрсэн байна.^[6]

Салхины энергиэс цахилгаан гүйдэл гаргах

Салхины эрчим хүч нь дэлхий даяар ашиглах бололцоо, түүний эрчим хүчний гаргалтын өртөг багатай болон технологийн хөгжлөөс нь шалтгаалан ирээдүйн чухал сэргээгдэх эрчим хүчний эx үүсвэрт тооцогддог.^[7] Салхины эрчим хүч нь цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн гол технологид ордог ба өнөөг хүртэлx технологийн хөгжлөөс нь харсан ч тэр, эдийн засгийн өрсөлдөх чадвараас нь харсан ч тэр дэлхийн олон орны эрчим хүчний бодлого болон эрчим хүчний стратегийн бодлогын салшгүй нэгэн хэсэг нь юм.^[8]

Салхин турбиныг бүх л цаг уурын бүсэд жишээ нь далайд эсвэл далайн эрэг орчим, эсвэл эх газрын гүнд болон уулархаг газарт ч цахилгаан үйлдвэрлэхээр ашиглаж болдог. Тиймээс салхины эрчим хүчний ашиглалтыг дотор нь хуурай газрын (onshore) болон далайн (Offshore салхин парк) хэмээн ялгана. Өнөөг хүртэл хуурай газрын салхины эрчим хүчний турбинууд л онцгой байр суурийг эзэлж байсан бол далайн салхин турбин нь дэлхийн хэмжээнд авч үзвэл бүх салхины эрчим хүчний төхөөрөмжийн зөвхөн 1,9%-ийг л эзэлж байсан нь ердөө дагавар бүтээгдэхүүн байв.^[3]

Ирээдүйд ч энэ харьцаа нь нэг их өөрчлөгдөхгүй Onshore сектор давамгайлах тооцоо байгаа бөгөөд 2035 он хүртэл баригдах салхин турбины 80% нь хуурай газарт баригдах төлөвлөгөө байгаа аж.^[9]

Физикийн үндэс

Салхин турбины чадлыг тооцохдоо түүний техникийн хийцээс шалтгаалах хэвийн чадал болон тухайн угсрагдах газрын бусад хүчин зүйлээс хамааран гарган авах жинхэнэ чадал гэж ялган тооцох нь зүйтэй. Салхин турбины угсралтын төлөвлөгөөг гаргахдаа тухайн газар нутгийн цаг уурын мэдээг (салхины хүч, салхины чиглэл) ашиглан урьдчилсан тооцоог гаргана. Энэхүү тооцооны дундаж утга нь цаг агаараас хамааралтайгаар жил бүр өөр өөр байж болно. Тиймээс олон жилийн дундаж утгыг харгалзан сонголт хийх нь салхин турбины ашиглалт болон төлөвлөлтөд зайлшгүй шаардлагатай юм. Цахилгааны чадал P нь гарган авах чадал нь салхинаас хамааралтай түүнийг дараах томьёогоор тооцож олно: 

P = η_Бетц • η_меха. • η_цах. • 1/2 • ṁ • ν² = η_Бетц • η_меха. • η_цах. • 1/2 • ρ • A • ν³

Тайлбар:

η: Ашигт үйлийн коэффициент

A: Роторын хөндлөн огтлолын талбай [м²]

ρ: Агаарын нягт [кг/м³]

ṁ: Агаарын урсгалын хэмжээ [кг/сек] (ṁ=ρ·A·v)

ν: Агаарын дундаж хурд [м/сек]

P: Хөрвүүлэгчийн чадал [Ватт]

Эндээс харахад чадал нь салхины хурдны гурван зэргээр нэмэгдэж байна. Тиймээс салхины хурд тухайн турбин ашигтай ажиллахад чухал нөлөөтэй юм. 

Ном зүй

• Robert Gasch, Jochen Twele (ed.): Wind power plants. Fundamentals, design, construction and operation, Springer 2012 ISBN 978-3-642-22937-4.
• Erich Hau: Wind turbines: fundamentals, technologies, application, economics Springer, 2013 ISBN 978-3-642-27150-2 (preview on Google Books)
• Albert Betz: Windenergie und ihre Ausnutzung durch Windmühlen. Ökobuch, Kassel 1982, ISBN 3-922964-11-7. (Reprint der Ausgabe Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1926).
• Horst Crome: Handbuch Windenergie-Technik. Ökobuch Verlag, ISBN 3-922964-78-8.
• Alois Schaffarczyk: Einführung in die Windenergietechnik. Carl Hanser Verlag, München 2012, ISBN 978-3-446-43032-7.
• Volker Quaschning: Regenerative Energiesysteme. Technologie – Berechnung – Simulation. Hanser München 2015, ISBN 978-3-446-44267-2. 

Цахим холбоос

• World Wind Energy Association (WWEA)
• Tethys – an online knowledge management system that provides the offshore wind community with access to information and scientific literature on the environmental effects of offshore wind developments

Эх сурвалж

1. Global Wind Statistics 2014 (PDF) Global Wind Energy Council.
2. Hermann-Josef Wagner, Jyotirmay Mathur: Introduction to Wind Energy Systems Basics. Technology and Operation. Berlin/Heidelberg 2013, S. 2.
3. Wind Energy Report 2012. 
4. Piotr Michalak, Jacek Zimny: Wind energy development in the world, Europe and Poland from 1995 to 2009; current status and future perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews 15, (2011), 2330–2341, S. 2330, doi:10.1016/j.rser.2011.02.008.
5. Jens-Peter Molly: Windenergie in Theorie und Praxis. Grundlagen und Einsatz, Karlsruhe 1978, S. 14.
6. Die Zeit: Geschichte der Windenergie. Die Kraft aus der Luft. 
7. Renewable and Sustainable Energy Reviews: Zhen-Yu Zhao et al.: Development route of the wind power industry in China. 34, (2014), 1-7, S. 2 doi:10.1016/j.rser.2014.01.071.
8. Renewable and Sustainable Energy Reviews 48, (2015): Sanjay Kumar Kar, Atul Sharma: Wind power developments in India. 264–275, S. 265, doi:10.1016/j.rser.2015.03.095
9. Windpower Monthly: Wind electricity production to hit 2,800TWh by 2035.
   

Цахилгаан техник

Цахилгаан техник нь инженерийн шинжлэх ухааны нэгэн салбар бөгөөд түүний судлах зүйл нь цахилгаан тоног төхөөрөмжийн судалгаа болон хөгжүүлэлт түүнчлэн үйлдвэрлэх арга техникийг хамрах ба эдгээр нь тодорхой хэмжээгээр цахилгаан энерги дээр суурилсан байна. Цахилгаан техникт хамаарах салбар нь хувьсгуур, цахилгаан машин болон цахилгаан эд ангиуд, түүнчлэн удирдлагын-, хэмжилтийн-, тохируулгын-, мэдээллийн- болон тооцоолох техникт зориулсан хэлхээнүүдээс авхуулаад техникийн информатик хүртэл ордог. 

Цахилгаан техникийн хамрах хүрээ

Өндөр хүчдэлийн шугам

Цахилгаан техникийн сонгодог ангилал нь өндөр хүчдэлийн техник байсан бол өнөөдөр эрчим хүчний техник болон хөтлөх техникт салбарласан байхаас гадна нам хүчдэлийн техникт орон мэдээллийн техник рүү хувирсан байдаг. Мөн цаашлаад цахилгаан хэмжилтийн техник, автоматжуулах техник болон электроникийн салбарууд ч бас нэмэгдэн ордог. Өнөөдөр хүн төрөлхтний өдөр тутмын амьдралд бараг л бүх үйлдлүүд болон төхөөрөмжүүд нь цахилгаанаар ажиллах буюу эсвэл цахилгаан багаж төхөөрөмж болон удирдлагын оролцоотойгоор явагдаж байна.  

Эрчим хүчний техник

Цахилгаан эрчим хүчний техник нь цахилгааныг бий болгох, дамжуулах, цахилгаан энерги болгон хувиргах болон өндөр хүчдэлийн техникийг хамардаг. Цахилгаан энергийг ихэнх тохиолдолд механик эргэлтийн энергиэс генераторын тусламжтайгаар хувирган гарган авдаг. Өндөр хүчдэлийн техникт эдгээрээс гадна цахилгаан энерги хэрэглэгч болон хөтлөх техник бас хамаарна. Харин дамжуулах хэсэгт цахилгаан эрчим хүчний хэсэг болох нам хүчдэл болон цахилгааны шугамын угсралт орно. Эдгээрийг айл гэрт ч түүний олон хувилбараар харж үзэх боломжтой.  

Хөтлөх техник

Хөтлөх техникт цахилгаан эрчим хүчийг цахилгаан машины тусламжтайгаар механик энерги болгон хувиргадаг. Түүний сонгодог жишээнд синхрон-, асинхрон-, тогтмол гүйдлийн машинууд орох ба дан ялангуяа жижиг хэмжээний хөтлүүрүүдэд эдгээрийн олон янзын хувилбарууд байдаг. Өнөө үед шугаман моторууд ихээр бий болж байгаа бөгөөд энэ нь цахилгаан эрчим хүчийг тойруу замаар биш буюу эргэлтгүйгээр шууд механик-шугаман хөдөлгөөн шилжүүлдэг юм. Хөтлүүрийн техник автоматжуулах техникт чухал үүрэгтэй бөгөөд учир нь автоматжуулах техникт маш олон төрлийн хөдөлгөөнийг зөвхөн цахилгаан хөтлүүрийн туслалцаатайгаар л гүйцэтгэдэг юм.  

Ном зүй

• Winfield Hill, Paul Horowitz: Die hohe Schule der Elektronik, Tl.2, Digitaltechnik. Elektor-Verlag, 1996, ISBN 3-89576-025-0.
• Eugen Philippow, Karl Walter Bonfig: Grundlagen der Elektrotechnik. 10. Auflage. Verlag Technik, Berlin 2000, ISBN 3-341-01241-9.
• Winfield Hill, Paul Horowitz: Die hohe Schule der Elektronik, Tl.1, Analogtechnik. Elektor-Verlag, 2002, ISBN 3-89576-024-2.
• Manfred Albach: Grundlagen der Elektrotechnik 2. Periodische und nicht periodische Signalformen. Pearson Studium, München 2005, ISBN 3-8273-7108-2.
• Gert Hagmann: Grundlagen der Elektrotechnik. 11. Auflage. Wiebelsheim 2005, ISBN 3-89104-687-1.

DOT дугаар

DOT-дугаар гэдэг нь ерөнхийдөө TIN (Tire Identification Number) дугаарыг хэлэх буюу тээврийн хэрэгслийн дугуйны хажуу бөөрөн дээр хамгийн багадаа нэг талд нь шахаж гаргасан дугаарын дараалал бөгөөд энэ нь тухайн дугуйны үйлдвэрлэсэн хугацааны мэдээлэл юм. DOT гэдэг нь Department of Transportation (орч. Холбооны Нэгдсэн Улсын Зам Тээврийн Яам) гэсэн үгийн товчлол бөгөөд 1970-аад оны сүүл 80-аад оны эхээр анх хэрэглэж эхэлжээ. Өнөөдөр дэлхий даяар дугуй үйлдвэрлэгчид энэ дугаарын системийг хэрэглэж байна. 

DOT-Дугаарын бүтэц

DOT-дугаар нь дөрвөн хэсгээс бүрдэнэ:

1. Plantcode:^[1]
   Эхний хоёр тэмдэгт нь үйлдвэрлэсэн газрын тэмдэглэгээ
   Жишээлбэл: 9Ц = БРИДЖСТОУН ИТАЛИ С.П.А./БАРИ
2. Sizecode:
   Удаах хоёр тэмдэгт нь дугуйн хэмжээс
3. Typecode:
   Үүний араас үйлдвэрлэгчийн тусгай код байна, энэ гэхдээ заавал байх албагүй.
4. Үйлдвэрлэсэн огноо
   Сүүлчийн дөрвөн оронтой тоо нь (ихэнхдээ овал хэлбэрийн хүрээтэй) үйлдвэрлэсэн долоо хоног болон жилийг заадаг.

Үйлдвэрлэсэн огноо

DOT-TIN дугаарыг ихэнхдээ дугуйн хоёр талд, үйлдвэрлэсэн огноог (долоо хоногийн код) дугуйн зөвхөн нэг бөөрөнд шарсан байна. Чигийн заалттай дугуйн баруун талд, гадна  дотнын заалттай дугуйн гадна талд нь долоо хоногийн кодыг шивсэн байдаг. 

DOT 9C8N L5W T  0312
2012 оны 3 дахь долоо хоногт үйлдвэрлэсэн

Эх сурвалж

1. Үйлдвэрлэгчийн кодыг тайлж унших жагсаалт