Республика казахстан
Алматинский институт энергетики и связи
Кафедра "электроснабжение
промышленных предприятий"
Расчетно-графическая работа
По дисциплине:Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
На тему:Типы ветрэнергетический агрегатов, основные узлы .
Вариант 26
Принял:Бакенов К.А.
Выполнила:ст. гр.БЭк-06-2
Жаксыбаева Д.П.
Алматы 2008
Содержание
Введение………………………………………………………………….3
Ветроагрегаты. Классификация и их типы…………………………….4
Ветродвигатели с горизонтальной осью вращения……………………5
Строение ветряной установки с горизонтальной осью вращения……7
Ветродвигатели с вертикальной осью вращения………………………8
Литература………………………………………………………………..10
Введение
Использование возобновляемых источников энергии является одним из приоритетных направлений современной энергетики. На ранних стадиях развития технологии преобразования энергии возобновляемых источников экономические показатели не рассматривались в качестве значимых ограничивающих факторов. С усовершенствованием технологий, техники преобразования и роста доли установленной мощности этих видов источников в общей структуре энергопроизводства и доли энергии в балансе энергопотребления показатели энергоэффективности ВИЭ становятся определяющими и приобретают статус стратегических показателей.
Ветер возникает в результате поглощения земной атмосферой солнечного излучения, приводящее к расширению воздуха и появлению конвективных течений. В глобальном масштабе на эти термические явления накладывается эффект вращения Земли, приводящий к появлению преобладающих направлений ветра.
Энергия ветра в масштабе планеты в настоящее время является третьим по значимости среди возобновляемых источников при производстве электроэнергии. Ветроэнергетика с её современным техническим оснащением является вполне сложившимся направлением энергетики. Ветроэнергетические установки мощностью от нескольких киловатт до мегаватт производятся в Европе, США и других частях мира. Большая часть этих установок используется для производства электроэнергетики – как в единой энергосистеме, так и автономных системах.
Ветроагрегаты. Классификация и их типы.
Ветроагрегатом называется машина-двигатель, преобразующая энергию воздушного потока, т. е. ветра, в механическую энергию вращающихся лопастей, которая затем преобразуется электрогенератором в электрическую энергию.
Ветроэнергетические установки классифицируются по двум основным принципам – геометрии ветроколеса и его положению относительно направления ветра.
Наибольшее применение нашли ветроколеса типа «парус» и «крыло».
Работа совершаемая парусом под действием давления ветра равна силе давления на парус и дистанции, которое проходит парус под действием этой силы. Системы использующие ветроколесо типа «парус» обладают высоким стартовым моментом, а скорость движения паруса под действием ветра не превосходит 0,55 скорости ветра.
Ветродвигатели типа «крыло» работает за счет возникновения подъемной силы на крыловидном профиле лопасти, которая образует вращающий момент.
При взаимодействии потока с лопастью возникают:
1.Сила сопротивления, параллельная вектору относительной скорости набегающего потока.
2.Подъемная сила, перпендикулярная силе сопротивления.
3.Завихрение обтекающего лопасти потока. В результате это приводит к закрутке воздушного потока за плоскостью ветроколеса, то есть к его вращению относительно вектора скорости набегающего потока.
4.Турбулизация потока, то есть хаотические возмущения его скорости по величине и направлению. Турбулентность возникает как за колесом, так и перед ним, в результате лопасть часто оказывается в потоке, турбулизированном другими лопастями.
5.Препятствие для набегающего потока. Это его свойство характеризуется параметром, называемым геометрическим заполнением и равным отношению площади проекции лопастей на плоскость, перпендикулярную потоку, к ометаемой ими площади. Так, например, при одинаковых лопастях четырехлопастное колесо имеет вдвое большее геометрическое заполнение, чем двухлопастное.
Чем длиннее лопасть и больше её площадь, а также чем больше количество лопастей, тем выше мощность ветродвигателя и тем большее количество ветра он может переработать в механическую и электрическую энергию. Принципиальным ограничением количества лопастей в ветроколесе является вхождение лопасти в невозмущенный воздушный поток. Возмущения создается впереди идущей лопастью.
Частота вращения колеса ограничивается аэродинамическим шумом, возникающим при обтекании профилей. Величина шума зависит от конкретной скорости каждого участка лопасти. Максимального значения она достигает на концах лопастей, скорость которых может превышать скорость звука. Для ограничения шумового воздействия применяется снижение скорости ветроколес, постановкой редукторов между колесом и электрогенератором.
Основные разновидности ветроагрегатов делятся на две группы:
1.ветродвигатели с горизонтальной осью вращения (крыльчатые) (1...4);
2.ветродвигатели с вертикальной осью вращения (карусельные: лопастные (5) и ортогональные (6)).
Рисунок 1. Ветродвигатели