Авторы: Шепелев Александр Олегович, Артамонова Елена Юрьевна

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №17 (121) сентябрь-1 2016 г.

Дата публикации: 01.09.2016

Статья просмотрена: 44 раза

Библиографическое описание:

Шепелев А. О., Артамонова Е. Ю. Подклассы мощности ветроэнергетических установок // Молодой ученый. — 2016. — №17. — С. 96-99.



В данной статье рассматриваются различные диапазоны мощностей ветроэнергетических установок, выделенные исходя из параметров ветроагрегата, условий потребления мощности и монтажа.

Ключевые слова: ветрогенератор, мощность, производители ВЭУ

В настоящее время ветроэнергетика вызывает возрастающий интерес у сторонников альтернативных источников энергии. Это связанно с разработками отечественных и зарубежных ученых. В свою очередь правительством России создаются условия для стимулирования развития генерирующих объектов, функционирующих на основе использования возобновляемых источников энергии.

Преобразование кинетической энергии ветра в электрическую осуществляется с помощью ветроэнергетических установок. ВЭУ могут использоваться для различных целей, начиная от заряда аккумуляторных батарей, отопления объектов с помощью ТЭНов и энергосбережения различных объектов до подачи электроэнергии в сети централизованного электроснабжения [1].

Ветрогенератор (рис.1) состоит из лопасти (пропеллера), ротора турбины (вращающейся части), генератора, оси генератора, инвертора, превращающего переменный ток в постоянный для зарядки батарей, аккумулятора [2].

Рис. 1. Состав ветрогенератора

Генератор — вырабатывает переменный ток, заряжает аккумуляторы.

Лопасти — преобразуют кинетическую энергию ветра во вращение, приводят в движение вал генератора.

Аккумулятор — накапливают электроэнергию для использования в безветренную погоду, выравнивают и стабилизируют выходящее из генератора напряжение.

Инвертор — преобразует постоянный ток в переменный. При вращении ротора создаётся трёхфазный переменный ток, затем идущий через контроллер на аккумуляторную батарею постоянный ток для его зарядки, далее инвертор, преобразующий ток в стабильно-переменный для подачи на потребителей (освещение, телевизор, радиоприёмник, отопительные батареи и т. д.). Таково схематическое устройство ветряных установок (рис.2).

Рис. 2. Схематический чертеж ветрогенератора

Принцип работы любого вида ветрогенератора следующий: вращение вызывает три вида физического воздействия на лопасти винта — импульсную силу и подъёмную, в результате которых начинает приходить в движение маховик, и тормозящую силу. Две силы против одной преодолевают сопротивление и маховик раскручивается, ротор создаёт магнитное поле на неподвижной части генератора. Этого достаточно, чтобы по проводам пошёл электрический ток.

Современные производители предлагают ВЭУ широкого диапазона мощностей и различного технического исполнения. Согласно ГОСТР 51237–98 [3] ВЭУ классифицируются на 4 класса мощности. Подклассы характеризуются следующими параметрами: номинальная мощность ВЭУ, габаритные размеры и вес ВЭУ, возможность ВЭУ работать на нужды отдельного потребителя, возможность ВЭУ работать на нужды системы электроснабжения поселка, возможность бескранового монтажа ВЭУ; возможность бескранового монтажа ВЭУ с применением специализированных подъемных устройств, необходимость использования крановой техники при монтаже ВЭУ.

ВЭУ мощностью 900–1500 кВт. Данные ВЭУ относятся к классам средней и большой мощности. ВЭУ данного класса являются наиболее производительными. Подобные ВЭУ могут быть установлены только в населенных пунктах, где имеется развитая транспортная инфраструктура, способная принимать сорокафутовые контейнеры, и способная доставить крупногабаритное оборудование до места установки ветропарка. Для монтажа рассматриваемых ВЭУ также требуется крановая техника. Данный подкласс ВЭУ может использоваться только для электроснабжения поселков или крупных потребителей. В данном подклассе рекомендованными производителями ВЭУ являются «Nordwind Energieanlagen GmbH», «Fuhrlaender AG», «Vergnet Eolien», «Goldwind Science & Creation Windpower Equipment Co. Ltd» и «Suzlon Energy Ltd».

ВЭУ мощностью 100–275 кВт. Данный тип ВЭУ относится к классу ВЭУ средней мощности. Наибольший интерес данные ВЭУ представляют за счет того, что монтаж данных установок производится без использования крановой техники, но с использованием подъемных устройств. Подъемное устройство представляет собой лебедку с дополнительным набором функций. В ВЭУ Vergnet GEV MP 275 (рис.3) подъемное устройство вмонтировано в гондолу.

Рис. 3. ВЭУ VergnetGEVMP 275

Для ВЭУ «Nordwind» (рис.4) подъемное устройство докупается отдельно. Для ВЭУ «Northern Power 100» (рис.5) может быть использована обычная лебедка. Но данные ВЭУ менее габаритны и имеют меньшую массу по сравнению с предыдущим подклассом и могут транспортироваться в двадцати и сорокафутовых контейнерах.

Рис. 4. ВЭУ «Nordwind»

Рис. 5. ВЭУ «Northern Power 100»

Для выгрузки оборудования требуется небольшой портовый кран, грузоподъемностью 10–20 тонн. Данный подкласс ВЭУ рассматривается в населенных пунктах с достаточно большим годовым потреблением электрической энергии (более 2 000 МВт*ч/год). В данном подклассе находятся ВЭУ «Nordwind Energieanlagen GmbH», «Vergnet Eolien» и «Northern Power».

ВЭУ мощностью от 30 до 100 кВт. Данные ВЭУ относятся к ВЭУ малой мощности. Их особенность заключается в том, что они достаточно малогабаритны и могут быть смонтированы без использования специализированных подъемных устройств. Для монтажа ВЭУ достаточно обычной лебедки или грузовой машины. Данные ВЭУ ориентированы на производство электрической энергии с параллельно работающими дизельными электрическими станциями или другими источниками электрической энергии. Данный состав оборудования может быть рекомендован для населенных пунктов с децентрализованным электроснабжением с ежегодным потреблением менее 2 000 МВт*ч/год. В данном подклассе находятся ВЭУ «Northern Power», «ГРЦ-Вертикаль», «Hummer Dynamo», «Enduracne windpower».

ВЭУ мощностью до 15 кВт. Данный подкласс ВЭУ мощностью до 15 кВт. Данный подкласс ВЭУ предназначен для электроснабжения отдельных потребителей. Данные ВЭУ относятся к классу ВЭУ малой и очень малой мощности. ВЭУ вырабатывают напряжение в 220 В или 380 В. Они обязательно снабжаются выпрямительными устройствами, инверторами и накопителями электрической энергии (аккумуляторными батареями). Данные ВЭУ не приспособлены к параллельной работе с сетью. Возможно поочередное электроснабжение потребителя от ВЭУ и сети (ДЭС). Потребителю выгодно устанавливать от 1 до 3 подобных ВЭУ. Установки, как правило, крепятся на крышах домов или мачтах. В данном подклассе находятся ВЭУ «ГРЦ-Вертикаль», «Hummer Dynamo», «Enduracne windpower», «Сапсан-Энергия».

Литература:

  1. Бубенчиков, А. А. Применение ветроколес и генераторов для ветроэнергетических установок малой мощности / А. А. Бубенчиков, Р. А. Дайчман, Е. Ю. Артамонова, Л. А. Файфер, Ф. В. Катеров, Т. В. Бубенчикова // Международный научно-исследовательский журнал. — 2015. — № 5(36). — С. 35–39
  2. Для чего вам нужен ветрогенератор? [электронный ресурс] — Режим доступа: http://altenergiya.ru/veter/dlya-chego-vam-nuzhen-vetrogenerator.html
  3. ГОСТ Р 51237–98. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения.
Основные термины (генерируются автоматически): ВЭУ мощностью, подкласс ВЭУ, переменный ток, монтажа ВЭУ, электрической энергии, бескранового монтажа ВЭУ, малой мощности, ВЭУ малой, ветроэнергетических установок, классу ВЭУ, подъемных устройств, ВЭУ «Northern, подкласс ВЭУ мощностью, данные ВЭУ, возможность ВЭУ, ВЭУ малой мощности, постоянный ток, использования крановой техники, возможность бескранового монтажа, «nordwind energieanlagen gmbh».

Ключевые слова

мощность, ветрогенератор, производители ВЭУ

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос