ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
1. ОБОРУДОВАНИЕ ВЭС, ВЭУ. 2. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ. 3. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. 4. КПД.
СОВРЕМЕННЫЙ ВЕТРОГЕНЕРАТОР (РАЗГ. ВЕТРЯК) ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ УСТРОЙСТВО, ПРЕОБРАЗУЮЩЕЕ ЭНЕРГИЮ НАБЕГАЮЩЕГО НА НЕГО ПОТОКА ВЕТРА В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ИЛИ ТЕПЛОВУЮ ЭНЕРГИЮ. ВЕТРОГЕНЕРАТОРЫ НАЗВАЮТ ТАКЖЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ УСТАНОВКАМИ ИЛИ ВЭУ МОГУТ ВХОДИТЬ В СОСТАВ ГРУППЫ ГЕНЕРАТОРОВ, НАЗЫВАЕМОЙ ВЕТРОПАРКОМ ИЛИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СТАНЦИЕЙ ИЛИ ВЭС.
КОМПОНЕНТЫ ВЭУ: Генератор – необходим для заряда аккумуляторных батарей. От его мощности зависит как быстро будут заряжаться ваши аккумуляторы. Генератор необходим для выработки переменного тока. Сила тока и напряжение генератора зависит от скорости и стабильности ветра. Лопасти – приводят в движение вал генератора благодаря кинетической энергии ветра. Мачта – обычно, чем выше мачта, тем стабильнее и сильнее сила ветра. Отсюда следует – чем выше мачта, тем больше выработка генератора. Мачты бывают разных форм и высот.
ПО РАБОЧЕЙ ОСИ ВРАЩЕНИЯ ДЕЛЯТСЯ НА: 1. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРЫ 2. ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРЫ Вертикальные ветрогенераторы действительно учитывают порывы, не требует ориентирования по ветру, но любой вертикальный ветрогенратор обладает рабочей площадью поверхности в два раза меньшей, чем у классического горизонтального ветрогенератора с такойже площадью ветроколеса. Это значит, чтобы получить такуюже мощность потребуется ветряк в два раза больший. Кроме того большое количество лопаток, а также часть ветроколеса в каждый момент времени часть ветроколеса движется против ветра. Это значительно увеличивает сопротивление ветроколеса, что увеличивает рабочую скорость ветра. С учётом что для ориентирования горизонтального ветрогенератора достачно флюгера, то вертикальный ветрогенератор для автономного электроснабжения теряет все преимущества.
Однолопастные ветрогенераторы Однолопастныеветрогенераторы имеют одну лопасть и противовес, выполняющий роль балансирующего механизма. Достоинством однолопастных роторов, по сравнению смноголопастными, является их более высокая скорость вращения за счет более низкого момента инерции. Это позволяет использовать в их схеме прямоприводные синхронные электрогенераторы, рассчитанные на более высокие обороты вращения, и как следствие, имеющие меньшие массогабаритные размеры. Кроме этого, ротор этой конструкции имеет более низкую стоимость за счет уменьшения числа лопастей. В настоящее время выпускаются однолопастные ВЭУ мощностью до 10 к. Вт, с диаметром ротора до 7 м. Двухлопастные ветрогенераторы В сравнении с ВЭУ с количеством лопастей три и более, двухлопастные имеют те же преимущества, что и однолопастные. Еще одним безусловным достоинством этих ветрогенераторов является уравновешенность ротора при любом угловом положении лопастей, за счет четного их количества. Это их достоинство нашло применение в самоподъемных ветрогенераторах малого и среднего диапазона мощностей. При подъеме с земли или опускании на землю самоподъемных двухлопастных ветрогенераторов, плоскость их ротора, при любом угловом положении лопастей будет стремиться занять горизонтальное положение, что значительно упрощает технологию процесса подъема или опускания этих ВЭУ. Трехлопастные ветрогенераторы Трехлопастные горизонтально-осевые ВЭУ являются наиболее распространенными из предлагаемых на рынке ветряков. Их номинальная мощность составляет от нескольких ватт до 7 МВт. Все ветроэнергетическое оборудование большой мощности (от 500 к. Вт и выше) представляют трехлопастные горизонтально-осевые ветрогенераторы. Многолопастные ветрогенераторы Многолопастные ВЭУ имеют большое количество лопастей, которое у некоторых моделей может достигать 50 единиц. Ротор этих ветрогенераторов имеет большой момент инерции, вследствие чего, имеет более низкие скорости вращения, но при этом, развивает более высокий крутящий момент. Эта их особенность является достоинством при работе в ветронасосных системах, именно в этой области промышленного применения они заняли нишу.
ПРЕИМУЩЕСТВА ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ: 1. ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ВЕТРОГЕНЕРАТОРАХ ВОЗМОЖНО БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВА (УГЛЕВОДОРОДОВ), ПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ВОДЫ И ВОЗДУХА 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МОЩНОСТИ НА БАЗЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ МОГУТ БЫТЬ БЫСТРО ВВЕДЕНЫ ПО МОДУЛЬНОЙ СХЕМЕ (ВЕТРОПАРКИ) 3. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ВЕТРОГЕНЕРАТОРАХ ВСЕХ ТИПОВ – У ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ ОТСУТСТВУЮТ ВЫБРОСЫ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА, КОТОРЫЕ ЕСТЬ ПРИ РАБОТЕ ТЭЦ, ДЭС И ДАЖЕ АЭС 4. ВЕТРОГЕНЕРАТОРЫ В СОСТАВЕ ВЕТРОПАРКОВ ИМЕЮТ ВЫСОКУЮ СТЕПЕНЬ АВТОМАТИЗАЦИИ – НЕ ТРЕБУЕТСЯ БОЛЬШОГО КОЛИЧЕСТВА ДЕЖУРНОГО ПЕРСОНАЛА 5. ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ НЕТ НЕОБХОДИМОСТИ В БОЛЬШОМ ОТЧУЖДЕНИИ ЗЕМЛИ И/ИЛИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ 6. ВЕТРОГЕНЕРАТОРЫ ПО СРАВНЕНИЮ С ДРУГИМИ ВИЭ ОБЛАДАЮТ ВЫСОКОЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ 7. КАСАТЕЛЬНО РОССИИ – СТРАНА ОБЛАДАЕТ БОЛЬШИМИ ЗАПАСАМИ РЕСУРСОВ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ
НЕДОСТАТКИ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ: 1. НЕПОСТОЯННАЯ И НЕРЕГУЛИРУЕМАЯ ВЫРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА БАЗЕ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ 2. НЕОБХОДИМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ И МОЩНОСТИ ДЛЯ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ В СЛУЧАЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ШТИЛЕЙ НЕОБХОДИМЫ АККУМУЛИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ ИЛИ РЕЗЕРВНЫЕ МОЩНОСТИ ДЛЯ БЕКАПА ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ 3. НЕБОЛЬШОЙ КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТИ (КИУМ) 4. ПОТРЕБНОСТЬ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ ВЕТРОПАРКОВ 5. ПОТРЕБНОСТЬ В ВЫСОТНЫХ АВТОКРАНАХ ДЛЯ УСТАНОВКИ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ 6. ШУМОВОЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПРИРОДУ И ЧЕЛОВЕКА 7. ВОЗМОЖНОЕ (ПРЕНЕБРЕЖИМО МАЛОЕ ПО СРАВНЕНИЮ С ДРУГИМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ) ВЛИЯНИЕ НА ПОПУЛЯЦИЮ ПТИЦ В РЕГИОНЕ УСТАНОВКИ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ 8. ЛАНДШАФТНЫЕ ПРОБЛЕМЫ – ВЭУ ПОРТИТ ВИЗУАЛЬНО ЛАНДШАФТ, ИМЕЕТ БОЛЬШИЕ РАЗМЕРЫ.
Euro. Wind 300 Диаметр ротора: 1, 5 метра Количество лопастей: 3 шт. Средняя выработка энергии в год (при 7 м/с): 750 к. Вт Рекомендованные аккумуляторы: 2 шт. 12 В 150 Ач Время для полной зарядки аккумуляторов: около 8 часов Высота мачты с растяжками: 6 м – опционально Вес: 12 кг (без мачты) Euro. Wind 500 Диаметр ротора: 2, 5 метра Количество лопастей: 3 шт. Средняя выработка энергии в год (при 5, 5 м/с): 1800 к. Вт Рекомендованные аккумуляторы: 2 шт. 12 В 200 Ач Время для полной зарядки аккумуляторов: около 8 часов Высота мачты с растяжками: 6 или 9 м Высота мачты конической: 8 м Высота мачты гидравлической: 8 м Высота сборной мачты-фермы: 17 м Вес: 115 кг Euro. Wind 1 Диаметр ротора: 2, 7 метра Количество лопастей: 3 шт. Средняя выработка энергии в год (при 5, 5 м/с): 2900 к. Вт Рекомендованные аккумуляторы: 4 шт. 12 В 200 Ач
ПОВЕРХНОСТИ» . ПО УДЕЛЬНОЙ МОЩНОСТИ, ПОЛУЧАЕМОЙ С 1 М 2 ОМЕТАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ» ВЕРТИКАЛЬНО-ОСЕВЫЕ ВЭС ПРЕВОСХОДЯТ ЛОПАСТНЫЕ В 3, 5 -7 РАЗ. ЭТО ОБЪЯСНЯЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ: ПЛОЩАДЬ ЛОПАСТЕЙ, (А ИМЕННО НА НИХ ВОЗДЕЙСТВУЕТ ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА), У ЛОПАСТНЫХ ВЭС С ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ СОСТАВЛЯЕТ ВСЕГО НЕСКОЛЬКО ПРОЦЕНТОВ (МЕНЕЕ 10%) ОМЕТАЕМОЙ ВЕТРОКОЛЕСОМ ПЛОЩАДИ. УВЕЛИЧИТЬ ЧИСЛО ЛОПАСТЕЙ И СООТВЕТСТВЕННО ПАРУСНОСТЬ ВЕТРОКОЛЕСА (И МАССУ) НЕ ПОЗВОЛЯЕТ ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ ОПОРЫ, НА КОТОРОЙ НАХОДИТСЯ ВЕТРОТУРБИНА, ПОСКОЛЬКУ УДЕРЖИВАТЬ ОПОРУ С ПОМОЩЬЮ РАСТЯЖЕК МЕШАЕТ НЕОБХОДИМОСТЬ ПОВОРОТА ВЕТРОКОЛЕСА НА ВЕТЕР. У ВЕРТИКАЛЬНО-ОСЕВОГО ВЕТРОКОЛЕСА ПЛОЩАДЬ ЛОПАСТЕЙ НА КОТОРЫЕ ВОЗДЕЙСТВУЕТ ВЕТЕР РАВНА 100% ПЛОЩАДИ ОМЕТАНИЯ, ОДНАКО НА 50% ОМЕТАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЛОПАСТИ ДВИЖУТСЯ ТЫЛЬНОЙ СТОРОНОЙ НАВСТРЕЧУ ВЕТРОВОМУ ПОТОКУ, Т. Е. СОЗДАЮТ НЕ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ, А НАОБОРОТ НЕБОЛЬШОЕ ТОРМОЖЕНИЕ. ЭТОТ ОРГАНИЧЕСКИЙ НЕДОСТАТОК ВЕРТИКАЛЬНО-РОТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МОЖНО, УСТРАНИТЬ ПРИКРЫВАЯ ЭКРАНОМ НЕЭФФЕКТИВНУЮ ЧАСТЬ ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ И НАПРАВЛЯЯ ПОТОК НА ЭФФЕКТИВНО РАБОТАЮЩУЮ ЧАСТЬ ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ. В ЭТОМ СЛУЧАЕ УДЕЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ ПОЛУЧАЕМАЯ С 1 М 2 УВЕЛИЧИТСЯ ВДВОЕ И БЕЗ УЧЁТА ПАРУСНОСТИ ЭКРАНА ДОСТИГНЕТ 1833, 34 ВТ/М 2 , ЧТО В 7, 06 -14, 37 РАЗ ПРЕВОСХОДИТ УДЕЛЬНУЮ МОЩНОСТЬ СНИМАЕМУЮ С 1 М 2 ЛОПАСТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. ТАКИМ ОБРАЗОМ НЕ УВЕЛИЧИВАЯ МАССЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ ЧАСТЕЙ (НАИБОЛЕЕ НАГРУЖЕННЫХ, СЛОЖНЫХ В ИЗГОТОВЛЕНИИ И ДОРОГИХ) МОЖНО УЛУЧШИТЬ ВЕЛИЧИНУ УДЕЛЬНОЙ МОЩНОСТИ 1 М 2 ОМЕТАЕМОЙ РОТОРОМ ПОВЕРХНОСТИ. А СТОИМОСТЬ ЛОПАСТЕЙ СОСТАВЛЯЕТ ЗНАЧИТЕЛЬНУЮ ЧАСТЬ СТОИМОСТИ ВЭС, КРОМЕ ТОГО ЛОПАСТНОЕ ВЕТРОКОЛЕСО САМАЯ НАГРУЖЕННАЯ ЧАСТЬ ВЭС И ПОДВЕРЖЕНО АВАРИЙНЫМ ДЕФОРМАЦИЯМ ПРИ ПОРЫВИСТЫХ И НЕОДНОРОДНЫХ ПО СКОРОСТИ ВЕТРОВЫХ ПОТОКАХ (ХАРАКТЕРНЫХ ДЛЯ МНОГИХ РЕГИОНОВ РОССИИ, КАЗАХСТАНА И СРЕДНЕЙ АЗИИ) СТРЕМЛЕНИЕ ВСЕХ МИРОВЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ УВЕЛИЧИТЬ ВЕЛИЧИНУ ПЛОЩАДИ ОМЕТАЕМОЙ ВЕТРОКОЛЕСОМ ПРИВЕЛО К СОЗДАНИЮ ГИГАНТСКИХ ВЕТРОКОЛЁС ДИАМЕТРОМ ДО 126 М, С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРИ ЭТОМ ОЧЕНЬ ДОРОГИХ ЛЁГКИХ И СВЕРХПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ. УДЕЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ СНИМАЕМАЯ С 1 М 2 ПРИ ЭТОМ ОСТАЁТСЯ КРАЙНЕ НИЗКОЙ, ТАК КАК ЕЁ УВЕЛИЧИТЬ МОЖНО ЛИШЬ МНОГОКРАТНЫМ
Сравнение типов ветротурбин по теоретической аэродинамической характеристике (КПД ветротурбины) Тип ветротурбины Крыльчатая с горизонтальной осью вращения параллельной потоку воздуха (классическая) Карусельная крыльчатая ветротурбины с вертикальной осью перпендикулярной направлению движения потока Роторная карусельная с осью перпендикулярной направлению движения потока Коэф. КПД 0, 593 0, 41 0, 192 рисунок
Скачать презентацию ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА 1 ОБОРУДОВАНИЕ ВЭС ВЭУ 2 ПРЕИМУЩЕСТВА
ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА.pptx