Технико – экономические характеристики зарубежных вэу

Технико – экономические характеристики	«Дженерал»	«Дженерал»	«Каман»	«Каман»
Мощность, кВт	500	1500	500	1500
Диаметр ветроколеса, м:	55,8	57,9	45,7	54,9
Скорость ветра ,м/с, минимальная рабочая	3,54	5,11	4,5	5,4
Расчётная	7,3	10,1	9,3	11,5
Максимальная рабочая	17,9	22,3	14	20
Максимальная проектная	54	54	54	54
Частота вращения ветроколеса, об/мин	29	40	32	34
Окружная скорость конца лопасти, м/с	84,7	121	76,6	97,7
Расчётная быстроходность	11,6	12	8,3	8,5
Высота башни, м	42,7	42,7	33,5	38
Масса, т	240	354	-	-
Удельные капиталовложения, дол/кВт	935	430	901	481
Годовая выработка энергии, млн. кВт - ч	1,88	6,62	1,28	5,68
Число часов использования установленной мощности, ч/год	3760	4410	2540	3800
Стоимость энергии, цент/кВт- ч	4,04	1,57	7,1	2,7

Основные технические данные отечественных ВЭУ. Таблица 8.4.

Тип ВЭУ	АВЭ-250	Р- 250	ГП- 250	Ю- 500	Р- 1000	ВТО- 1250
1	2	3	4	5	6	7
Мощность, кВт	250	250	250	500	1000	1250
Диаметр ветроколеса, м	25	24	24	34	48	27
Расчётная скорость ветра, м/с	14	13,6	13,7	13,6	13,6	20
Рабочий диапазон скоростей, м/с	5 - 30	5 - 25	7 - 30	4 - 25	5 - 25	6 - 30
Число лопастей	3	3	3	3	3	3
Частота вращения ветрового колеса, об/мин	47,7	42 - 84	50 - 60	37,5	21,42	18 - 30
Высота по оси вращения, м	25	27,2	24	31,5	38	40
Сейсмичность, баллы	8	8	8	8	8	8
Выработка энергии, млн./кВт-ч	0,5 - 1	0,6 – 1,2	0,6 – 1,2	1,0 – 2,0	2,6 – 4,9	1,4 – 4,8
1	2	3	4	5	6	7
Срок службы, лет	25	25	25	25	25	25
Масса, т	30	38	25	41	130	136
Разработчик	НПО «Ветроэн»	МКБ «Радуга»	АС «Совэна»	НПО «Южное»	МКБ «Радуга»	НПО «Южное»
Головной изготовитель	Павлоградский машзавод	Смоленский авиазавод	ПО Ленподъёмтрансмаш	Павлоградский машзавод	Тушинский машзавод	НПО «Южное»
Срок изготовления головного образца	1991	1993	1992	1993	1993	1994

Наиболее мощными ВЭУ в мире являются две установки Е – 126, построенные в Германии фирмой Enercon в г. Эмден, мощностью по 7 МВт, диаметром ветроколеса 127м и высотой башни 135м.

8.3. Основы теории ветроэнергетических установок. Преобразование энергии ветра

В отсутствие турбулентности объём воздуха, проходящего в единицу времени через поперечное сечение ветроколеса площадью А₁ (через ометаемую площадь) (рис.8.3.) обладает кинетической энергией, равной

Р_о = (1/2)*(ρ*А₁*u_o)*u_o² = (1/2)*ρ*A₁*u_o³, (8.2.)

где ρ и u_o – плотность и скорость набегающего воздушного потока;

Р_о – энергия ветрового потока.

Рис.8.3.Модель взаимодействия ветрового потока с ветроколесом.

Плотность воздуха ρ зависит от высоты и метеорологических условий. Скорость ветра увеличивается с высотой и сильно меняется во времени. Действующая на ветроколесо сила F₁ равна изменению количества движения массы проходящего через него в единицу времени воздуха m,

F = m*u_o – m*u₂ (8.3.)

Эта сила действует на ветроколесо со стороны протекающего через него воздушного потока и в районе ветроколеса скорость u₁. Мощность, развиваемая этой силой, т.е. мощность ветроколеса

Р = F*u₁ = m*(u_o – u₂)*u₁ (8.4.)

Но эта мощность теряется ветровым потоком, которая также равна:

Р_в = (1/2)*m*(u_o² – u₂²) (8.5.)

Приравнивая их, имеем

(u_o – u₂)*u₁ = (1/2)*(u_o²- u₂²) = (1/2)*(u_o – u₂)*(u_o +u₂) (8.6)

Откуда

u₁ = (u_o +u₂)/2, (8.7)

т.е. скорость воздушного потока в плоскости ветроколеса не может быть меньше половины скорости набегающего потока. Масса воздуха, проходящего через сечение А₁ в единицу времени, равна:

m = ρ*A₁*u₁ (8.8.)

Тогда с учётом (8.4.) и (8.7.) окончательно имеем:

Р = ρ*А₁*u₁²[u_o – (2u₁ -u_o)] = 2ρ*A₁*u₁²(u_o – u₁) (8.9.)

Относительное уменьшение в ветроколесе скорости набегающего потока:

а = (u_o – u₁)/u_o. (8.10.)

где а – коэффициент торможения потока.

u₁ = (1-a)u_o (8.11.)

С учётом (8.7.)

А = (u_o – u₂)/(2u_o) (8.12.)