ВЭС Энергетическое ветрополе 2 Валовый потенциал

ВЭС

Энергетическое ветрополе 2

Валовый потенциал - это количество энергии, заключенное в данном виде энергоресурса, при условии ее полного полезного использования. Технический потенциал — это часть валового потенциала, преобразование которого в полезную энергию целесообразно при соответствующем уровне развития технических средств. Экономический потенциал ВИЭ — часть технического потенциала, который экономически целесообразно преобразовывать в полезную энергию при конкретных экономических условиях. Ветровая энергия региона (страны, континента) – это часть среднемноголетней суммарной ветровой энергии, которая доступна для использования на площади региона (страны, континента) в течение одного года.

Ветряные электростанции — принцип работы Ветряные электростанции производят электричество за счет энергии перемещающихся воздушных масс — ветра. Для ветряных электростанций с горизонтальной осью вращения минимальная скорость ветра составляет: 4 -5 м/сек — при мощности >= 200 к. Вт 2 -3 м/сек — если мощность <= 100 к. Вт. Ветроэлектростанция - это мачта, наверху которой размещается контейнер с генератором и редуктором. К оси редуктора ветряной электростанции прикреплены лопасти. Контейнер электростанции поворачивается в зависимости от направления ветра. Ветряные электростанции с вертикальной осью вращения менее популярны. Ветряные электростанции с вертикальной осью вращения требуют для стабильной работы более высоких скоростей ветра и предварительного запуска от внешнего источника энергии.

Ветряные электростанции — основные проблемы Основную проблему ветряных электростанций вызывает непостоянная природа ветра. При этом мощность ветряных электростанций в каждый момент времени переменна. Невозможно иметь от одной ветроэлектростанции стабильное поступление определенных объемов электроэнергии. Ветряные электростанции имеют аккумуляторы для накопления электроэнергии, для более равномерной и стабильной работы системы. По этой же причине возникает необходимость объединения ветряных электростанций в энергосистемы и комплексы с иными способами получения электроэнергии.

Скорость воздушного потока в плоскости ветроколеса не может быть меньше половины скорости набегающего потока, т. е. в лучшем случае только немногим более половины энергии набегающего ветрового потока можно использовать в ветроустановке. Это объясняется тем, что воздушный поток должен обладать определенной кинетической энергией, чтобы покинуть окрестность ветроколеса.

При взаимодействии потока с лопастью возникают: 1) сила сопротивления FD, параллельная вектору относительной скорости набегающего потока vr, 2) подъемная сила FL, перпендикулярная силе FD. 4) турбулизация потока 5) препятствие для набегающего потока

Методика определения При отекании воздушными потоками препятствия ( «воздушной плотины» ) высотой H возмущенный поток полностью восстанавливается на расстоянии 20 H после препятствия. Максимально полное использование энергии ветра осуществляется ветроэнергетической системой «воздушных плотин» высотой H, ориентированных перпендикулярно направлению ветра и отстоящих друг от друга на расстоянии 20 H, так, что полная ветровая энергия, захватываемая установками по площади территории S, в год представляет валовый потенциал территории W, Вт*ч/ ), который при удельной энергии ветра E, Вт*ч/ ), равен Где, - плотность воздуха; Т – число часов в году; S – площадь территории; n – среднемноголетняя скорость ветра в диапазоне [i]; t – вероятность нахождения скорости в диапазоне [i] Для оценочных расчетов можно принять скорость ветра, равной скорости ветра на высоте h, составляющей примерно половину от H.

Промышленная ветряная установка состоит из: 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 (могут быть жестко закреплены на его втулке или изменять свое положение в зависимости от скорости ветра для повышения полезной мощности ВЭУ) 12. Система изменения угла атаки лопасти 13. Обтекатель • Система пожаротушения • Система молниезащиты • Привод питча • Телекоммуникационная система для передачи данных о работе ветрогенератора

Расчет мощности ВЭУ

Общая схема подключений. 14

15

16

Береговая ветроэнергетика Ветротурбины могут работать не только на берегу или в прибрежной зоне, но также и во внутренних областях континента. Чтобы обеспечить высокий уровень выработки энергии и в таких зонах, были разработаны турбины с высокими опорами и большой обметаемой площадью. Для использования ветровой энергии особенно пригодны горные местности и плоскогорья. Турбины, подключенные к электросети Ветротурбины устанавливаются либо группами, которые называют ветропарками, или по отдельности. Каждая установка, как правило, подаёт электроэнергию напрямую в имеющуюся электросеть. При монтаже ветропарков стоимость подключения к сети (линии транзитной сети, блоки управления и трансформаторные станции), как правило, перевешивает всё остальное. В настоящее время в Европе большинство ветроустановок объединены в ветропарки

Морская ветроэнергетика На море ветер более сильный и равномерный. Объём выработки электроэнергии примерно на 40% выше, чем на суше. Большинство турбин устанавливается далеко от прибережной полосы, откуда они практически не видны, если смотреть с берега. Оффшорные ветротурбины имеют огромный потенциал. Практически все изготовители турбин в настоящее время заняты разработкой и производством новых, более крупных и, следовательно, более рентабельных оффшорных ветроустановок нового поколения мощностью до пяти МВт каждая. Морские ветропарки сооружаются в местах, где глубина составляет до 30 метров и более, что делает необходимой новую конструкцию фундамента.

Оффшорные ветровые электростанции должны не только иметь возможность подключения к электросети, что требует прокладки кабелей по морскому дну. Необходимо также расширение системы линий электропередачи вдоль побережья для передачи выработанной электроэнергии. Морские ветропарки стимулируют развитие промышленности и рынка рабочей силы. Полагают, что определённую выгоду от этого получат экономически депрессивные прибрежные регионы, где сокращается рыболовство и судостроение. На данный момент во всём мире сооружено лишь небольшое число оффшорных ветропарков, 99% которых расположены в Европе, по большей части в Дании, Великобритании, Ирландии, Швеции и Нидерландах, их суммарная мощность составляет 1473 МВт.