Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева Ветряные энергоустановки в вертикальной осью вращения Выполнила студентка группы МЭ-21 Гончарова О. Е.
Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в любую форму энергии, удобную для использования в народном хозяйстве. Рис. 1. Классификация ветряных установок
Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения Различные типы ветрогенераторов в действии
Виды установок с вертикальной осью вращения: Ветрогенераторы с ротором Дарье; Ортогональные ветрогенераторы; Ветрогенераторы с ротором Савониуса; Ветрогенераторы с геликоидным ротором; Ветрогенераторы с многолопастным ротором с направляющим аппаратом.
Рис. 4. Виды ротора Дарье
Рис. 5. Ортогональный ветрогенератор Рис. 6. Генератор с ротором Савониуса
Рис. 7. Генератор с геликоидным ротором Рис. 8. Генератор на многолопастном роторе с направляющим аппаратом
Принцип работы Хотя общий принцип работы ротора Дарье в целом известен, но полного описания физических процессов и адекватной математической модели до сих пор нет. Рис. 9. H-ротор Дарье
Принцип работы При вращении лопастей винта ротор генератора также приходит в движение и, следовательно, появляется возможность выработки электроэнергии. Рис. 10. Схема вертикально-осевой ВЭУ
Вертикально-осевые установки в цифрах Диаметр ротора – до 270 -300 м; Коэффициент использования энергии ветра (КИЭВ) – 0, 1 -0, 35; Рабочая скорость ветра– 1 м/с-60 м/с; Стоимость – до 30000 €; Срок службы – до 25 лет.
Использование энергии ветра в мире Рис. 11. Рейтинг стран по использованию энергии ветра на ноябрь 2015 года
Использование энергии ветра в России Общая мощность ВЭС в России - 16, 5 МВт: Зеленоградская ВЭУ - 5, 1 МВт; Анадырская ВЭС – 2, 5 МВт; ВЭС Тюпкильды (Башкортостан) -2, 2 МВт; Заполярная ВЭС – 1, 5 МВт;
Технический потенциал ветровой энергии Рис. 12. Распределение значений среднегодовых скоростей ветра на высоте 10 м по территории России Технический потенциал ветровой энергии России оценивается свыше 6 000 млрд. к. Вт • ч/год. Экономический потенциал составляет примерно 31 млрд. к. Вт • ч/год.
Причины малого объема использования вертикально-осевых установок: Вертикальные ВЭУ – более позднее изобретение; Меньший объем теоретических исследований ; Меньшая эффективность современных установок, по сравнению с горизонтально-осевыми.
Достоинства вертикальных ВЭУ Нет необходимо ориентации на ветер; Больше подходит для турбулентных ветровых условий; Работа при низких скоростях ветра; Простота в обслуживании; Низкий уровень шума; Отсутствие тени
Недостатки вертикальных ВЭУ Низкая эффективность, по сравнению с горизонтально-осевыми установками; Возможность разрушения лопастей винта Громоздкость; Высокая стоимость;
Фирмы-изготовители Мировые производители: Vestas, GE Energy, Goldwind, Enercon, Dongfang Electric, Siemens Wind, United Power. Российские производители: ГРЦВертикаль, НПК «АЛЬТЕРРА» , EDS Grouр, Стройсельхозмашина.
Спасибо за внимание!