Ветряные установки. Часть 1

Январь 20, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор

Ветряные электрические установки (ВЭУ) позволяют получать из кинетической энергии ветра электроэнергию с помощью генератора. Преобразование происходит за счет вращения ротора. Лопасти ветряной установки используются как пропеллер самолета для вращения центральной ступицы, которая подсоединена к электрическому генератору через коробку передач.

Ветряные установки. Часть 1

По конструкции генератор ВЭУ походит на генераторы, применяемые в электростанциях, функционирующих за счет сжигания ископаемого топлива. Машин, изобретенных или предложенных для выработки энергии за счет ветра, огромное разнообразие, большинство из них представляют собой необычные конструкции. Тем не менее, есть два основных вида современных ветрогенераторов.

Ветроэлектрогенераторы с горизонтальной осью вращения, у которых две или три лопасти, устанавливающиеся на вершине башни – самый популярный тип ветряных установок. Расположение ведущего вала ротора, являющегося частью турбины, которая соединяет лопасти с генератором, является осью машины. У турбин, имеющих горизонтальную ось вращения, ведущий вал ротора имеет горизонтальное расположение.

Относительно направления потока воздуха в рабочем состоянии ротор турбины может располагаться за опорой – подветренный ротор, либо перед опорой – наветренный ротор. Как правило, турбины, у которых ось вращения горизонтальная, изготавливаются с двумя или тремя лопастями, хотя бывают модели с большим числом лопастей. Они называются «монолитными» установками. Эти установки в первую очередь используются как водяные насосы. В отличие от таких установок площадь ротора турбины с количеством в 2-3 лопасти сплошной не является. Такие турбины относятся к "монолитным» установкам.

Чтобы ветряк работал наиболее эффективно, его лопасти должны по максимуму взаимодействовать с ветровым потоком, который проходит через площадь вращения ротора. Ветряные установки, имеющие много лопастей, работают при небольших скоростях вращения. Установки с небольшим количеством лопастей должны вращаться с большой скоростью, чтобы «охватить» потоки ветра, проходящие через площадь ротора, максимально. Теоретически, чем больше у ротора лопастей, тем его работа должна быть эффективнее. Но ветряки, имеющие большое количество лопастей, наоборот, менее эффективны, чем ветряные генераторы с двумя или тремя лопастями, так как лопасти друг другу создают помехи.

Для водяных насосов, работающих с помощью ветряков, нужно создавать высокий стартовый вращающий момент. Ветряки, имеющие большое количество лопастей, применяются для подъема воды именно потому, что из-за низкого коэффициента окружной скорости на конце лопасти образуются высокие стартовые характеристики и ветроустановка может работать при небольших скоростях ветра.

У ветряных установок с вертикальной осью вращения ведущий вал ротора имеет вертикальное расположение. Лопасти такой турбины длинные, дугообразные. Они крепятся к нижней и верхней частям башни. Во всем мире всего несколько производителей выпускают такие ветряки, самый известный из них – "Flowind". Н-образные турбины, в отличие от турбин, имеющих горизонтальную ось вращения, могут «захватывать» ветер, который дует в любом направлении, и для этого не приходится изменять положение ротора, если ветровые потоки меняют направления. Это возможно благодаря вертикальному расположению ведущего вала ротора. Автор идеи разработки турбины с вертикальной осью вращения – французский инженер Дарриус.

Ветряные установки. Часть 2
Ветряные установки. Часть 3

Это интересно ...

Последние новости и статьи:



Оставить комментарий