Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Беляев.doc
Скачиваний:
122
Добавлен:
17.11.2018
Размер:
2.39 Mб
Скачать

Тема 4. Изучение принципа преобразования энергии ветра в электрическую энергию

Ключевые понятия: энергия ветра, ветроэнергетические установки, рабочий орган ВЭУ, ветроколесо, подъемная сила, сила лобового сопротивления, ометаемая площадь, коэффициент мощности, коэффициент быстроходности.

Цель работы:

  1. Изучить принцип преобразования энергии ветра в электрическую энергию.

  2. Ознакомиться с устройством различных типов ветроколес.

  3. На основании экспериментальных данных определить коэффициент мощности ветроэнергетической установки.

Содержание работы

  1. Ознакомиться с теоретической частью, основными понятиями и определениями.

  2. На основании полученных теоретических знаний выполнить необходимые расчеты.

  3. Внеаудиторная работа предполагает дополнительную проработку теоретических вопросов, а также доработку и оформление результатов практических занятий.

Общие сведения

Ветер представляет собой движение воздушных масс земной атмосферы, вызванное перепадом температуры в атмосфере из-за неравномерного нагрева ее Солнцем. Таким образом, используемая энергия ветра является энергией Солнца, преобразованной в механическую энергию.

Устройства, преобразующие энергию ветра в полезную механическую, электрическую или тепловую энергию, называются ветроэнергетическими установками (ВЭУ) или ветроустановками.

Энергия ветра в механических установках, например, на мельницах и в водяных насосах, используется уже несколько столетий. После резкого скачка цен на нефть в 1973 году интерес к таким установкам резко возрос. Большая часть существующих ветроустановок построена в конце 70-х – начале 80-х годов на современном техническом уровне. При их строительстве широко использовались последние достижения аэродинамики, механики и микроэлектроники для контроля и управления ими.

Белорусская энергетическая программа до 2010 года основными направлениями использования ветроэнергетических ресурсов на ближайший период предусматривает их применение для привода насосных установок и в качестве источников энергии для электродвигателей автономного обеспечения. Эти области применения характеризуются минимальными требованиями к качеству электрической энергии, что позволяет резко упростить и удешевить ветроэнергетические установки.

При правильной организации использования ветроэнергетики такой дешевый и неиссякаемый источник энергии, как ветер, может удовлетворить большую часть потребностей в любой отрасли народного хозяйства. Установки, преобразующие энергию ветра в электрическую, тепловую и механическую, могут обеспечить:

- автономное энергоснабжение различных локальных объектов (оросительные системы, механизмы животноводческих ферм, вентиляцию, устройства микроклимата и т.п.);

- горячее водоснабжение, отопление, энергообеспечение холодильных агрегатов;

- подъем воды для садовых участков, на пастбищах и т.п.;

- откачку воды из систем вертикального и горизонтального дренажа и прочих систем.

По сравнению с другими видами источников энергии ветроэнергетические установки имеют следующие преимущества:

- отсутствие затрат на добычу и транспортировку топлива;

- снижение более чем в 10 раз трудозатрат на сооружение ветроэнергетической установки по сравнению со строительством тепловых или атомных станций;

- широкий технологический диапазон прямого использования энергии ветроустановок (автономность или совместная работа с централизованными сетями, совместимость с другими источниками возобновляемой энергетики и т.п.);

- минимальные сроки ввода мощностей в эксплуатацию;

- улучшение экологической обстановки за счет снижения уровня загрязнения окружающей среды.