Значение ветряных генераторов в мировом производстве электрической энергии. Парусные ветрогенераторы. Часть 2

Декабрь 18, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор

У лопастных ветряков большой мощности система управления меняет направление флюгера, если в измененном направлении ветер дует со скоростью 15 м/секунду и выше. Если воздушный поток будет менять свое направление с перерывом менее 15 секунд, то ветряной генератор не будет изменять своего направления. Значит, лопасти могут перестать вращаться. И в случае, если направление ветра будет меняться с перерывом более 15 секунд, то нет гарантии, что после поворота ветряка к этому моменту ветер будет дуть в этом выбранном направлении.

Значение ветряных генераторов в мировом производстве электрической энергии. Парусные ветрогенераторы. Часть 2

Во время поворота лопастей начинают действовать силы Кориолиса, будет проявляться инерция всей гондолы с редуктором, генератором и т.д. При большой частоте вращения лопастей в их центровке заметны мельчайшие неточности, различия мощности ветра в зависимости от высоты, что может привести к поломке лопастей или разрушению ветряного генератора полностью.

Значительным недостатком является сложность процесса производства лопастей, так как профиль лопасти по сечению вдоль ее длины не одинаков. Это усложняет систему управления и старта, а значит, повышает стоимость ВЭУ. На Западе уделяется много внимания факту, что ВЭУ с горизонтальной осью вращения опасны для птиц. Это объясняется тем, что верхняя часть лопасти движется быстрее внутренней и птицы не могут «рассчитать» своевременно ее скорость и увернуться. Ветряные генераторы высокой мощности являются источниками инфразвука, оказывающего отрицательной действие на людей и животных. Они могут спровоцировать возникновение нежелательных колебаний зданий, расположенных вблизи, что может привести даже к их разрушению.

ВЭУ с вертикальной осью вращения

Данные ветрогенераторы лишены многих недостатков. Это роторные установки системы Болотова, Савониса и т.д. За последние годы исследованы и испытаны роторные установки по схеме Н-Дарье. Ветро-ротор с шестью лопастями при использовании с оптимальным профилем лопастей способен дать КПД до 45% независимо от направления ветра. ВЭУ до 100 кВт раскручиваются сами (не требуют дополнительной энергии на раскрутку ветряного ротора до номинальных скоростей вращения).

Под эти ветро-роторы созданы мощные и компактные электрогенераторы на постоянных магнитах, их период службы примерно 50 лет. Да и у самой ВЭУ теоретически аналогичный период эксплуатации.

Наряду с ВЭУ высокой мощности, выпускаются ВЭУ мощностью от 1 до 10 кВт, которые подходят оптимально для индивидуальных потребителей. Но есть одно но. Это высокая цена этих установок. Кроме того, подобные установки невозможно создать силами сельских умельцев, для которых ветряные генераторы в качестве источников энергии имеют огромное значение.

Парусные ветряные установки Gravio

Сельским жителям подойдут эффективные ветряки конструкции Gravio, которые реализуются и с вертикальной, и с горизонтальной осью вращения. Основной особенностью ВЭУ Gravio является то, что это парусные ветряки.

Большая часть сухопутных парусников Gravio – наследники древнего критского ветряного колеса, разные варианты которого используются в ветряных мельницах Греции, Испании и других странах Средиземноморья. Цивилизация Крита – одно из направлений парусной цивилизации, поэтому можно считать, что парусное ветряное колесо является одним из великих изобретений русского народа, который когда-то проживал на Крите.

По сравнению с лопастями голландских или российских классических мельниц, парусные лопасти легче в изготовлении, ремонте и использовании. Важная особенность паруса – он почти мгновенно подстраивается под направление и силу ветра, что дает возможность парусному ветряному генератору работать в большом диапазоне скоростей ветра, от маленьких до буревых (50-60 м/с). Поскольку паруса находятся по периферии ветряного колеса, то даже при наименьшем ветре это ветряное колесо передает на ось электрогенератора ощутимую мощность. У классического же лопастного ветряка сечение лопасти от центра к периферии уменьшается, поэтому такие лопастные ветряки не могут утилизировать слабый ветер.

Ветряные генераторы Gravio предназначены для обеспечения электричеством частных строений, предприятий малого бизнеса, агроферм и т.д.

Устанавливаются парусные ветрогенераторы или командой компании Gravio под ключ, либо можно собрать ветряной генератор самостоятельно из поставляемых компонентов. По желанию заказчика ветроустановку можно снабдить за отдельную плату технической документацией. Но в этом вопросе тоже есть одна особенность…

Gravio подписывает договора на поставку электрогенераторов и документации исключительно с собственниками земельных участков. И свои парусники предоставляет не в собственность покупателя, а в долговременную аренду. В правовом отношении Gravio остается постоянным собственником поставляемых парусных ветряных генераторов. Контроль над работой энергетической установки осуществляется через спутники. Большей части населения России не грозит такое счастье, а для богатых людей, которые мечтают об энергетической независимости, скорее всего, не так важно от кого именно зависеть – от Gravio или другой частной энергогенерирующей организации.

Gravio дают возможность получать энергию на собственной земле и сразу использовать ее, а после погашения расходов на приобретение установки, получать даром электроэнергию на протяжении 50 лет. Но в случае нарушения условий договора компания может забрать установку. Поэтому выбор за потребителем, но права у производителя.

У парусных ветряков, даже с горизонтальной осью вращения, которые устанавливаются на мачты и столбы, есть множество положительных качеств. Отличаются они от обычных лопастных ветряных генераторов дешевизной, экологичностью, способностью применять энергию небольших ветров (2-5 м/сек) и это все на фоне отсутствия больших вращающихся масс, обеспечивают большую степень безопасности для окружающей среды. Например, классическую вертушку-маломерку нельзя устанавливать на пасеке из-за высокой вероятности смертоубийства пчел и иной живности. Нет звуковых возмущений, вибрации и других отрицательных последствий традиционных ветряных систем.

Парусные ветряные генераторы прекрасно подходят для сельской местности. Жителю села постоянно приходится обогревать теплицы или запаривать на подворье корм животным, а для этого нужна энергия.

В зависимости от комплектации парусные ВЭУ могут поставляться в однофазном и трехфазном исполнении. Типовые модели: 1 кВт, 4 и 10 кВт. Наибольшая мощность – 100 кВт.

Напряжение на выходе составляет 380В. Дополнительная комплектация: зарядное устройство, аккумуляторные батареи, штанга, электроника для совмещения с центральной осью, крепеж штанги.

У ветряных генераторов этой компании есть простой и результативный механизм, способствующий стабилизации частоты вращения ветроколеса. Радиальные трубы, на которых закреплены паруса, полые, и в них стоит элементарный механизм, стабилизирующий частоту вращения независимо от того, какова скорость ветра. Механизм простой – металлический цилиндр, имеющий продольное отверстие по центру, вдоль него от проксимального конца трубы до конца данного груза протянут резиновый жгут или шнур, закрепленный на дистальном конце груза. Этот груз при вращении под действием центробежной силы перемещается к концу трубы, и происходит натяжение резинового шнура. При снижении силы ветра груз перемещается к центру колеса, но согласно закону сохранения импульса, это приводит к тому, что, несмотря на уменьшение силы ветра, колесо вращается с той же частотой.

Используя этот простой центробежный регулятор вращения, Гравио освободился от необходимости использования электроники и других хитростей. Вместо данного центробежного регулятора можно воспользоваться маслом и свинцовой дробью. В трубу засыпаем достаточное количество дроби, заливаем в трубу масло под завязку, и закрываем плотно дистальный конец трубы. По мере увеличения силы ветряного потока частота вращения колеса будет увеличиваться, дробь станет перемещаться на периферию, увеличивается момент инерции колеса, частота вращения его сокращается. При снижении силы ветра запустится обратный процесс. При некотором диапазоне скорости потока ветра частота вращения ветряного колеса при помощи этих простых методов будет держаться на стабильном уровне. Даже если ветер стихнет на непродолжительное время, то колесо еще продолжит вращаться по инерции, пока следующий порыв ветра снова не зарядит его энергией. То есть в определенном смысле колесо заменяет аккумулятор малой емкости, что хотя бы на несколько минут позволяет обеспечивать непрерывную подачу электричества потребителю. В крайнем случае, времени достаточно для того, чтобы подключиться к другому источнику энергии, если ветра долго не будет.

Это интересно ...

Последние новости и статьи:



Оставить комментарий