Главная › Новости

Башня из ветроэнергетических модулей

Опубликовано: 28.09.2018

Ветротурбина, обороты...

   Среди альтернативных (возобновляемых) источников энергии наиболее перспективными специалисты считают солнечную и ветроэнергетику .Привлекательные стороны ветроэнергетики - ее неисчерпаемость, безотходность, возможность быстрого развертывания ветроэлектростанций практически в любых, даже отдаленных и труднодоступных местах - заставляют проектировщиков биться над усовершенствованием конструкций ВЭУ.

DSC 0151

   Первое место в мире по использованию энергии ветра прочно занимает Германия. В начале 2003 года на ее территории работало около 14 тысяч ветроэнергетических установок (ВЭУ).Немецкие разработчики, стремясь увеличить мощность ВЭУ, пошли по пути увеличения размеров традиционных пропеллерных установок (последние модели, оснащенные многотонным трехлопастными ротором диаметром 66 м, дают мощность до 2 МВт).Но одним из возможных направлений развития ветроэнергетики может стать создание многомодульным ветроэнергетических установок (МВЕУ), состоящих из одного-двух десятков небольших витроколис диаметром до 2 м. Созданием МВЕУ занимаются несколько российских предприятий.Среди них Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ); НИИ электрификации сельского хозяйства и Московский государственный открытый университет.Производством наиболее сложных элементов конструкций - легких и прочных углепластиковых профилированных лопаток и кольцевого обтекателя занимается ЗАО `Мельников`.Совместными усилиями они разработали и приступили к созданию модульной ветроэнергетической установки оригинальной конструкции, в которой недостатки ВЭУ сведены к минимуму. Этого удалось добиться путем усовершенствования традиционной схемы пропеллерные ВЭУ с горизонтальной осью и использования новых решений.

Ветряная электростанция. Щелкино. Восточно-Крымская ВЭС.

   Причина большинства недостатков пропеллерных ВЭУ, приводящих к потере мощности, кроется в особом характере обтекания концов лопастей ротора ветровым потоком.Чтобы изменить его, разработчики решили поместить ветроколеса в кольцевой обтекатель и закрепить на центральном теле с помощью профилированных лопаток. Лопатки (или направляющий аппарат) сконструированы так, что создают предыдущее закрутку ветрового потока на подходе к ветроколеса.Таким образом устраняются закрутка на выходе из него и связанное с этим явление потери мощности, достигающий в обычных ВЭУ 5-10%. Кольцевой обтекатель существенно снижает шум работающего ветроколеса. На входе он закрыт сеткой, обеспечивает 100-процентную защиту птиц.

   Усовершенствованная конструкция ветродвигателя получила название `Модуль`. Несмотря на то, что потери мощности в нем по сравнению с ВЭУ традиционной схемы растут за счет трения с 7% до 20% (пропорционально увеличению площади обтекаемых поверхностей), суммарные потери мощности снижаются примерно в два раза.Этого удалось достичь благодаря применению более совершенной аэродинамической схемы.

   Конструктивно `Модуль` сложнее традиционных ВЭУ, но имеет большую энергетическую эффективность.Результаты первых испытаний в аэродинамической трубе показали, что он обеспечивает более высокий коэффициент использования энергии ветра, чем другие современные ВЭУ. Еще одно преимущество `Модуля` - большая эффективность в момент запуска, благодаря чему ему нужна гораздо меньшая стартовая скорость.

   Сейчас проектируются модули с кольцевым обтекателем диаметром 1 м ( `Мини-модуль`) и 2 м ( `Макси-модуль`). При скорости ветра 10 м / с мощность первого составляет 0,25 кВт, а второго - 1 кВт. Наибольший экономический эффект дают многомодульным установки (МВЕУ).

   МВЕУ представляет собой объемное центральное тело со смонтированными на нем ветроколеса - модулями. Их располагают вдоль боковых поверхностей и сверху в зоне повышенных скоростей воздушного потока, возникает благодаря тому, что центральное тело имеет в сечении обтекаемую каплевидную форму.В результате стартовая скорость ветра снижается почти вдвое, а годовая выработка электроэнергии увеличивается на 5-10%.

   Разработчики предлагают МВЕУ в двух компоновках. Первая из них - `Венец` - предназначена для обеспечения электроэнергией индивидуальных домов.Установка представляет собой усеченное ассиметричное центральное тело, вокруг которого по окружности смонтировано несколько ветроэнергетических модулей. `Венец` устанавливают на крышах домов.

   Второе компоновки МВЕУ - `Башня`, может производить электроэнергию для небольших поселков.Она состоит из цилиндрического центрального тела, имеющая в поперечном сечении не круглую, а каплевидную форму, по бокам и сверху которого установлены несколько десятков модулей. Высота `Башни` определяется количеством модулей, которые монтируют на центральном теле.

   По расчетам, стоимость `Башни` будет существенно ниже стоимости ВЭУ традиционной схемы той же мощности. Дело в том, что дорогостоящие модули занимают лишь часть рабочей площади МВЕУ, а другая ее часть приходится на центральное тело, возведение которой намного ниже.В свою очередь, модули планируется выпускать серийно, а это также заметно сократит их стоимость. Невысокая цена МВЕУ обусловлена еще и тем, что им не нужны ни мультипликатор (редуктор), ни устройство ориентации на ветер.Эти механизмы, применяемые в традиционных ВЭУ большой мощности, достаточно сложны, на их работу тратится до 10% мощности. А в конструкции МВЕУ высокие обороты вала (до 2000 об / мин) обеспечивают ветроэнергетические модули небольшого диаметра. Кроме того,модульные установки сами возвращаются на ветер.

   Модульные ветроэнергетические установки не только дешевле, экологичнее и экономичнее пропеллерных ВЭУ, но и удобны в эксплуатации. Подбором количества модулей мощность МВЕУ можно изменять в несколько раз. Привлекательно и то, что неисправные модули отключаются и ремонтируются без остановки остальных.

Ранее Валлийцы против ветряных мельниц | Позже Возобновляемые источники дают 18 процентов мировой энергии и экономии 20 млрд кубов газа