Воскресенье, 05.05.2024, RSS
     
 

Общие понятия и характеристика

Ветроустановка (ВЭУ) улавливает кинетическую энергию ветра лопастями и преобразует ее через электрогенератор в электрическую энергию.

Теоретически доказано, что коэффициент использования энергии ветра идеального ветроколеса горизонтальных, пропеллерных и вертикально-осевых установок равен 0.593. В настоящее время ветроустановки могут вполне достичь величины в 0.4. Т. е. около 60 % энергии ветра рассеивается в окружающей среде (в виде остаточных потоков воздуха, воздушных вихрей при движении воздуха вдоль лопастей ротора и др.).

Ветроустановки бывают 2 типов:

1) вертикально-осевые;

2) горизонтально-осевые.

Вертикально-осевые (карусельные: лопастные и ортогональные) ветроустановки имеют следующие преимущества:

1) не требует ориентации на ветер (т. е. дополнительных энергозатрат);

2) саморегулирование максимальной скорости при вращении;

3) тихоходны;

4) быстро наращивается сила тяги.

Недостатками такого типа ветроустановок являются:

1) дороги по себестоимости;

2) более дороги в эксплуатации и ремонте;

3) массивны и громоздки.

Горизонтально-осевые (крыльчатые) ветроустановки имеют следующие преимущества:

1) сранительно меньшая стоимость;

2) возможность промышленного применения (уже существуют лопасти диаметром более 80 м).

Недостатками такого типа ветроустановок являются:

1) необходимость ориентации на ветер;

2) высокий процент поломки лопастей при высоких скоростях или резких изменениях направления ветра.

В настоящее время больше всего используют ветродвигатели с горизонтальной осью вращения. Ветряные электрогенераторы с горизонтальной осью занимают 95 % всего мирового производства ветроэлектростанций.

Таким образом, вертикально-осевые ветроустановки лучше использовать в частных целях, а горизонтально-осевые - в промышленных целях. Так, например, уже в мире существуют горизонтально-осевые установки более 4 МВт, высотой более 120 м и с диаметром лопастей - более 80 м. Однако такого типа ветроустановки хорошо подойдут и для частного использования (менее 100 кВт). Главное, чтобы направление ветра в целом не было резким на протяжении месяца или более длительного срока.

По мощности получаемой энергии различают следующие типы ветроэлектроустановок (ВЭУ):

1) очень малой мощности (до 1 кВт) - микроветроэнергетика;

2) малой мощности (до 100 кВт) - малая ветроэнергетика;

3) средней мощности (от 100 до 1000 кВт) - ветроэнергетика как частного, так и промышленного назначения;

4) большой мощности (свыше 1000 кВт) - промышленная ветроэнергетика.

Сферы применения ВЭУ:

1) в промышленности (для выработки электричества мегаваттных мощностей);

2) в сельском хозяйстве (для подъема грунтовых вод);

3) в сфере услуг (для освещения бигбордов и др.);

4) в иных целях (для зарядки мобильных телефонов, на яхтах, в целях освещения для частных домов и т. п.).

Для промышленного освоения ветра сооружают целые фермы ветряков, называемых ветроэлектростанцией.

Ветровая электрическая станция (ВЭС) представляет собой группу ветровых электрических установок (или отдельная ветровая электрическая установка), оборудования и сооружения, которые расположены на одной территории, функционально связаны между собой и составляют единственный комплекс, предназначенный производить электроэнергию, превращая кинетическую энергию ветра в электрическую энергию.

Для промышленного освоения ветра важно, чтобы среднегодовая скорость ветра в конкретной местности, где предполагается устройство ветряка, превышала 5 - 6 м/с.

Во многих случаях, строение малой ветряной установки следующее:

1) ротор с лопастями;

2) генератор (как правило это асинхронный трёхфазный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов напряжением =24 В);

3) мачта с растяжками;

4) контроллер заряда аккумуляторов;

5) аккумуляторы (необслуживаемые на 24 В);

6) инвертор (= 24 В -> ~ 220 В 50Гц);

7) сеть.

Во многих случаях, строение промышленной ветряной установки следующее:

1) фундамент;

2) силовой шкаф, включающий силовые контакторы и цепи управления;

3) башня;

4) лестница;

5) поворотный механизм;

6) гондола;

7) электрический генератор;

8) система слежения за направлением и скоростью ветра (анемометр);

9) тормозная система;

10) трансмиссия;

11) лопасти;

12) система изменения угла атаки лопасти;

13) колпак ротора.

К тому же в состав промышленной ветроустановки входят:

1) система пожаротушения;

2) телекоммуникационная система для передачи данных о работе ветрогенератора;

3) система молниезащиты.

 
     
Сайт создан в системе uCoz