Ветровые электростанции

1. Общее описание ветровых электростанций

Существуют два вида ветровых электростанций: с горизонтальной осью - привычный всем пропеллер, и станции с вертикальной осью вращения. Вторые, несмотря на то, что генератор у них находится под мачтой, и нет необходимости ориентировать конструкцию на ветер - менее популярны. Дело в том, что для их работы требуются более сильные ветра и внешний источник для запуска.

Рисунок 1. Ветряки с горизонтальной и вертикальной осью вращения

В карусельных и барабанных вал ветроколеса устанавливается вертикально. Оно вращается под действием ветра на лопасти, расположенной с одной стороны оси колеса, в то время как другие лопасти прикрываются ширмой или возвращаются с помощью специального устройства ребром к ветру. Эти оба класса являются громоздкими и менее эффективными по сравнению с крыльчатыми.

Исходя из этого, вся современная ветроэнергетика базируется в основном на крыльчатых типах ветродвигателей. Пропеллерные ветродвигатели совершенны, относительно мало материалоемкий, обеспечивают достаточно высокий коэффициент использования энергии ветра. Следует учитывать, что при расположении рядом нескольких ветряков они должны располагаться не ближе трех высоты друг от друга чтобы не перехватывать «чужой» ветер.

Ветроколесо установки закрепляется на горизонтальном валу, который вращается в двух подшипниках, смонтированных в головке ветродвигателя. Вращения ветроколеса передается электрогенераторов через две цилиндрические шестерни. Головка ветродвигателя монтируется на башне, высота которой определяется с расчетом выноса ветроколеса выше всех окружающих помех, которые могут влиять на потоки воздуха. Она может вращаться вокруг вертикальной оси.

Позади головки закрепляется хвост для установки ветроколеса на ветер. Мощность ветродвигателя без регулирующего устройства увеличивается или уменьшается пропорционально кубу скорости ветра, следствием чего является неравномерность работы электрогенератора.

Чтобы устранить этот недостаток в ветродвигателей применено автоматическое регулирование скорости вращения электрогенератора. Напряжение, которое снимается с электрогенератора, стабилизируется в стабилизаторе напряжения. Поэтому выходное напряжение остается постоянной, она колеблется от 210 В до 230 В и не зависит от скорости ветра.

"right">Таблица 1

Характеристика генераторов

Модель	300L	500	1	2	3	5	10	20
Номинальная мощность (Вт)	300	500	1000	2000	3000	5000	10000	20000
Номинальное постоянное напряжение (В)	24	24	48	48	240	240	240	360
Номинальное переменное напряжение (В)	34	34	68	34	339	339	339	509
Номинальная постоянная сила тока (А)	25	21	21	42	13	21	42	56
Номинальная переменная сила тока (А)	18	15	15	60	9	15	30	40
Номинальная скорость вращения (об/мин)	450	400	400	400	220	200	180	90
Максимальная скорость вращения (об/мин)	600	500	500	500	275	250	225	112
Вес генератора (кг)	12,5	40	48	53	280	325	387	960

"right">Таблица 2

Характеристика лопастей ветроустановок

Модель	300L	500	1	2	3	5	10	20	30
Материал	Стекловолокно
Кол-во лопастей	3
Диаметр ветроколеса (м)	1.5	2.5	2.7	3.2	4.5	6.4	8	10	13
Площадь ветроколеса (м2)	1.80	4.90	5.70	8.00	15.90	32.20	50.30	78.5	132.7

"right">Таблица 3

Шумовые характеристики ветроустановок

Модель	300L	500	1	2	3	5	10	20
Скорость ветра (м/с)	Уровень шума (дБ)
3	20.9	20.9	23.3	24.6	20.9	20	21.3	29.7
4	23.4	22.7	24.8	24.8	27.8	22.6	21.7	34
5	28.5	26.2	30.9	29.5	36.2	24.5	29.4	38.2
6	36.7	33.6	36.9	35.2	40.2	32.2	30.6	40.9
7	43.6	40.3	42.2	40.7	45.8	35.6	41.4	45.1
8	49.8	45	49	48.2	46.9	40.4	44.5	48
9	51.6	52.7	53.4	52.6	48.9	44.7	50.3	51.3
10	61.8	58.4	62.4	61.8	59	48.6	54.8	54.6
11	66.2	59.5	64	65.8	62.4	58.4	58.4	57.5
12	69.5	63.3	70.7	70.5	64.6	59.3	59.4	61.7

Содержание