Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Преобразователи ветровой энергии




Причина, перерождающая воздушные течения – неравномерный нагрев отдельных участков Земли. Когда Солнце нагревает некоторую часть поверхности Земли интенсивнее, чем окружающее пространство, воздух стремится переместиться. При этом теплые слои поднимаются вверх, а их место занимают более холодные. Движущиеся воздушные массы, воздушные течения обладают большими запасами механической энергии. Ветроэлектрические станции (ВЭС) предназначены для того, чтобы превратить кинетическую энергию ветра в энергию вращения ротора генератора.

В то время как в развитых странах ветроэнергетическая отрасль быстро и мощно развивается, Россия значительно отстает в эффективности энергоснабжения и энергосбережения. Возобновляемые источники энергии все вместе дают менее 0,1 % вырабатываемой в стране энергии. ВЭС могли бы работать на огромных пространствах России высокоэффективно, ведь наша страна обладает мощным ветроэнергетическим потенциалом, оцениваемым в 40 млрд. кВт-ч электроэнергии в год. Сейчас в стране строится несколько ветроэнергетических комплексов, в том числе и демонстрационных. Например, в ноябре 2002 года начала работать на сеть ВЭС в маловетреной Башкирии (мощность 2,2 МВт). Общая установленная мощность всех российских ВЭС составляет около 8 МВт.

Сегодня в мире широко распространены крыльчатые ветродвигатели. Встречаются еще карусельные, барабанные и некоторые другие оригинальные конструкции.

Крыльчатые ВЭС (их еще называют ветродвигателями традиционной схемы) представляют собой лопастные механизмы с горизонтальной осью вращения. Ветроагрегат вращается с максимальной скоростью, когда лопасти расположены перпендикулярно потоку воздуха. Поэтому в конструкции предусмотрены устройства автоматического поворота оси вращения: на малых ВЭС – крыло-стабилизатор, а на мощных станциях, работающих на сеть, – электронная система управления рысканием. Небольшие крыльчатые ВЭС постоянного тока соединяют с электрогенератором напрямую (без мультипликатора), мощные станции оснащают редуктором.

Лопасти ветроколеса сужаются к концу (например, от 3 м до 45 см) и имеют переменный угол заклинивания j, то есть винтовую поверхность (рис. 9.1.1). Это связано с тем, что концы лопастей вращаются со значительно большей линейной скоростью (80 м/с для больших ВЭС) по сравнению с их основаниями. Угол атаки α также меняется за счет косого удара. Правильным подбором скорости вращения и угла заклинивания, что в конечном итоге определяет наивыгоднейший угол атаки, а также точным исполнением профиля лопастей достигается максимальный коэффициент использования энергии ветра – 46 %.

 


α

Рис. 9.1.1. Лопасть ветроколеса

Мощность ВЭС зависит от скорости ветра и размаха лопастей ветроколеса (см. табл. 9.1.1).

Таблица 9.1.1

Зависимость мощности ВЭС от скорости ветра и размаха

лопастей ветроколеса

Диаметр ветро-колеса Мощность ВЭС, кВт
Скорость ветра, м/с
и более
0,04 0,08 0,1 0,23 0,345 0,36 -
0,17 0,33 0,58 0,92 1,38 1,38 -
0,69 1,34 2,32 3,7 5,5 5,5 -
1,08 2,1 3,63 5,75 8,6 8,6 -
1,55 3,03 5,25 8,25 12,4 12,4 -
3,48 6,6 11,8 18,6 28,8 39,5 54,6
9,6 18,9 32,6 51,6 77,3 151,1

Коэффициент использования энергии ветра у крыльчатых ВЭС (чаще всего их ветроагрегаты бывают двух- или трехлопастными) намного выше, чем у других ветряков, недаром они занимают более 90 % рынка.

Блок-схема простейшей ВЭС представлена на рис. 9.1.2. Ветроколесо (ВК) преобразовывает кинетическую энергию естественного ветрового потока в механическую энергию вращения главного вала ветрогенератора, которая затем преобразуется синхронным генератором в электрическую энергию переменного тока. Далее переменный ток с помощью зарядного устройства превращается в постоянный ток для зарядки аккумуляторной батареи. Затем постоянный ток из аккумуляторной батареи с помощью инвертора, которым оснащен ветрогенератор, преобразуется в однофазный переменный ток 220 В, 50 Гц.

ВК Генератор Энергоблок Потребитель
           
    Аккумуляторные батареи    

Рис. 9.1.2. Блок-схема ВЭС

Проблемы, связанные с работой ВЭС, успешно решаются. Конструкторам удалось снизить уровень шума и вибраций подбором скорости вращения ветроколес и совершенствованием профилей лопастей. Благодаря этим мерам уменьшился срыв концевых потоков, так называемых вихревых шнуров. Был найден способ борьбы с еще одним недостатком ВЭС: чтобы птицы не попадали под вращающиеся лопасти, ветроколеса стали ограждать сетчатым кожухом.




Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2018 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных