Значение ветряных генераторов в мировом производстве электрической энергии. Парусные ветрогенераторы. Часть 3

Декабрь 19, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор

Парусные ветряные установки при массовом внедрении их в сельской местности могли бы решить многие проблемы, которые возникают все чаще из-за плохого управления энергетическими ресурсами России.

Значение ветряных генераторов в мировом производстве электрической энергии. Парусные ветрогенераторы. Часть 3

В сельской местности часто случаются грозы, при которых в благоустроенных домах отключается электрическая энергия, одновременно часто сгорают моторы водокачки. Людям часто приходится до суток или дольше жить без электричества, холодной и горячей воды, света. Хорошо, у кого есть газ. Если бы был ветряк на 10-20 кватт на крыше многоквартирного дома, то можно было бы обеспечить его электрической энергией, хотя бы на самые необходимые нужды.

Может быть, стоимость киловатт/часа на таких установках будет больше, чем электричества, доставляемого из общей сети, но кто будет оплачивать убытки при отключении населенного пункта от общей электросети? Почему при вычислении стоимости кватт/часа не учитывается упущенная выгода, а зачастую и прямые убытки людей, у которых отключается электрическая энергия?

Вместо жесткой лопасти в ветряном колесе применяется «гибкий» парус. Устройством, передающим вращение от оси ветряного колеса к оси электрогенератора, является задний мост автомобиля: от УАЗа до КАМАЗа. Мощность таких ВЭУ соответственно достигает 100 кВатт и выше.

Конечно, варианты парусных ВЭУ, представленных Gravio, не являются единственными. И в США, и в Европе множество авторов работают над разными вариантами парусных ветряных колес.

Главными преимуществами его конструкций считается то, что их можно изготовить самостоятельно из весьма распространенных составляющих. Электрический генератор – асинхронный мотор оптимальной мощности, который подсоединяется по схемам, которые хорошо знакомы каждому грамотному электрику. Паруса имеют элементарное крепление и защиту против буревых потоков ветра, в качестве которой используется стальной трос заранее определенного диаметра, который по мере достижения критической силы ветра часто рвется, отправляя паруса полоскаться на ветру. Чтобы привести колесо в «боевую» готовность, нужно просто поменять порванный трос на новый.

Колеса парусников медленно вращаются, но имеют большую мощность и момент. Удаленное расположение парусов относительно оси вращения позволяет использовать струйки слабого ветра. Паруснику не требуется принудительная раскрутка. Ткань паруса «подстраивается» под ветер любой силы, что дает возможность извлекать мощность из ветра (электрическую энергию) с наибольшим КПД без использования специальной системы управления.

Ветряное колесо самостоятельно ориентируется по ветру, а благодаря низкой инерции и высокой «флюгерности» ветряное колесо это делает быстро, и не теряя мощность. При большом радиусе парусного колеса он не боится неравномерной скорости ветра по высоте, поскольку каждый парус, работая на общую ось, сам гибко подстраивается под силу и направление локального потока воздуха. В «рабочем» состоянии паруса между собой формируют систему воздушных каналов, где воздух перенаправляется в таком направлении, которое способствует увеличению мощности ветряного колеса, в том числе за счет эффекта присоединения масс, поскольку повышение скорости воздуха между парусами способствует снижению давления между ними. А значит, в эти области будут устремляться потоки воздуха, «пролетающие» вблизи ветроколеса. То есть эффективная площадь сечения потока воздуха, которая будет создавать мощность ВЭУ в результате больше сечения, ометаемого парусником, если учитывать диаметр колеса. И весь этот поток воздуха «перехватывается» парусами с более высокой эффективностью.

Известно, что мощность ветряного генератора прямопропорциональна кубу и площади скорости ветра. Наибольшая мощность ветрогенератора с площадью ометания в 1 кв. м. при условии, что скорость ветра достигает 10 м/с, составляет примерно 600 ватт. Поскольку парусный ветряк поворачивается по ветру быстрее, чем обычный лопастник, вращается самостоятельно при ветрах, скорость которых менее 1 м/с, то за равнозначное время работы «парусник» при аналогичной ометаемой площади снимет больше энергии с ветра, чем обычный лопастник. Парусник в случае изменения направления ветра на 180 градусов просто не заметит этого факта, так как его колесо будет вращаться в обоих случаях в одну сторону. Классический лопастной ветрогенератор половину порывов ветра из-за своей повышенной инерционности пропускает, а на слабые ветряные порывы, даже те, которые дуют вдоль оси ветряного колеса, не в состоянии реагировать. В случае изменения направления сильного потока ветра на 180 градусов лопастник поменяет свое вращение в обратную сторону. А это уже очень плохо. Здесь не поможет никакой флюгер.

Выбирая энергетический источник, то есть парусник или сеть, надо не только учитывать параметры ВЭУ, но и главное, нужно заранее определить, а есть ли смысл оборудовать ветряк. Мощность ветряного генератора должна соответствовать мощности потоков ветра на выбранном участке земли и на определенной высоте. В случае наличия большого количества солнечных дней лучше остановить выбор на солнечных коллекторах и солнечных батареях. Но в любом случае, иметь в своем распоряжении независимый от топлива источник энергии в наше сложное время полезно всегда. Важно, чтобы правительство данному процессу хотя бы не мешало. Тогда сухопутная парусная флотилия решит проблемы энергетической безопасности множества граждан России, особенно в сельских районах. В наше время лишняя электрическая энергия равносильна лошади и мечу в Средние Века.

Это интересно ...

Последние новости и статьи:



Оставить комментарий