- •«Научно исследовательская работа» Ветроэнергетика
- •Санкт-Петербург
- •Введение
- •История
- •Принцип работы
- •Ветрогенератор (с аккумуляторами) и коммутация с сетью
- •Типы ветроустановок
- •Ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения
- •Как работает ветрогенератор
- •Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения
- •Ветроэнергетика и ее популярность
- •Современные методы генерации электроэнергии из энергии ветра
- •Современные мощности
- •Ветроэнергетика в России
- •Экономия топлива
- •Другие экономические проблемы
- •Выбросы в атмосферу
- •Влияние на климат
- •Вентиляция городов
- •Обледенение лопастей
Принцип работы
1. Лопасти турбины. 2. Ротор. 3. Направление вращения лопастей.. 4. Демпфер. 5. Ведущая ось. 6. Механизм вращения лопастей. 7. Электрогенератор. 8. Контроллер вращения. 9. Анемоскоп и датчик ветра . 10. Хвостовик Анемоскопа. 11. Гондола. 12. Ось электрогенератора. 13. Механизм вращения турбины. 14. Двигатель вращения. 15. Мачта.
Автономные ветрогенераторы состоят из генератора, хвостовика, мачты, контроллера, инвертора и аккумуляторной батареи. У классических ветровых установок – 3 лопасти, закреплённых на роторе. Вращаясь ротор генератора создаёт трёхфазный переменный ток, который передаётся на контроллер, далее ток преобразуется в постоянное напряжение и подаётся на аккумуляторную батарею. Ток проходя по аккумуляторам одновременно и подзаряжает их и использует АКБ как проводники электричества. Далее ток подаётся на инвертор, где приводиться в наши привычные показатели: переменный однофазный ток 220В, 50 Гц. Если потребление небольшое то сгенерированного электричества хватает для электроприборов и освещения, если тока с ветряка мало и не хватает - то недостаток покрывается за счёт аккумуляторов. Такой же принцип в автомобилях: когда мы едем, генератор в машине заряжает аккумуляторы и снабжает электричеством все приборы в машине, когда машина останавливается, то аккумулированный ток идёт из АКБ. Ничего сверхсложного в ветряках нет, в них используются все те изобретения которые мы постоянно используем каждый день, не подозревая об этом.
Использование ветрогенератора экономически эффективно в местности со среднегодовой скоростью ветра от 4 м/с. Ветрогенераторы современных конструкций позволяют использовать экономически эффективно энергию ветра. С помощью ветрогенераторов сегодня можно не только поставлять электроэнергию в «сеть» но и решать задачи электроснабжения локальных или островных объектов любой мощности.
Кинетическая энергия, переносимая потоком ветра в единицу времени через площадь в 1 м2 (удельная мощность потока), пропорциональна кубу скорости ветра. Поэтому установка ВЭУ оказывается целесообразной только в местах, где среднегодовые скорости ветра достаточно велики.
Ветровое колесо, размещенное в свободном потоке воздуха, может в лучшем случае теоретически преобразовать в мощность на его валу 16/27=0,59 (критерий Бетца) мощности потока воздуха, проходящего через площадь сечения, ометаемого ветровым колесом. Этот коэффициент можно назвать теоретическим КПД идеального ветрового колеса. В действительности КПД ниже и достигает для лучших ветровых колес примерно 0,45. Это означает, например, что ветровое колесо с длиной лопасти 10 м при скорости ветра 10 м/с может иметь мощность на валу в лучшем случае 85 кВт.
Схема работы:
Приводим всего лишь некоторые примеры схем работы ветрогенераторных систем с потребителем. В каждом случае составляется индивидуальный проект, который способен решить поставленную перед нами задачу.
Автономное обеспечение объекта (с аккумуляторами). Объект питается только от ветроэнергетической установки.
