Устройство ветряной электростанции: Ветряные электростанции ВЭУ

Содержание

Принцип действия и устройство ветрогенератора (общие понятия)

Содержание

  • 1 Принцип работы
  • 2 Система торможения вращения лопастей
  • 3 Увеличение мощности установки
  • 4 Выбор ветрогенератора

В упрощенном виде принцип работы ветрогенератора можно представить следующим образом.

Сила ветра приводит в движение лопасти, которые через специальный привод заставляют вращаться ротор. Благодаря наличию статорной обмотки, механическая энергия превращается в электрический ток. Аэродинамические особенности винтов позволяют быстро крутить турбину генератора.

Принцип работы

Дальше сила вращения преобразуются в электричество, которое аккумулируется в батарее. Чем сильнее поток воздуха, тем быстрее крутятся лопасти, производя больше энергии. Поскольку работа ветрогенератора основана на максимальном использовании альтернативного источника энергии, одна сторона лопастей имеет закругленную форму, вторая – относительно ровная. Когда воздушный поток проходит по закругленной стороне, создается участок вакуума. Это засасывает лопасть, уводя её в сторону. При этом создается энергия, которая и заставляет раскручиваться лопасти.

Схема работы ветрогенератора: показан принцип преобразования энергии ветра и действия внутренних механизмов

Во время своих поворотов винты также вращают ось, соединённую с генераторным ротором. Когда двенадцать магнитиков, закреплённых на роторе, вращаются в статоре, создаётся переменный электрический ток, имеющий такую же частоту, как и в обычных комнатных розетках. Это основной принцип того, как работает ветрогенератор. Переменный ток легко вырабатывать и передавать на большие расстояния, но невозможно аккумулировать.

Принципиальная схема ветрогенератора

Для этого его нужно преобразовать в постоянный ток. Такую работу выполняет электронная цепь внутри турбины. Чтобы получить большое количество электроэнергии, изготавливаются промышленные установки. Ветровой парк обычно состоит из нескольких десятков установок.

Благодаря использованию такого устройства дома, можно получить существенное снижение расходов на электроэнергию. Принцип действия ветрогенераторов позволяет применять их в таких вариантах:

  • для автономной работы;
  • параллельно с резервным аккумулятором;
  • вместе с солнечными батареями;
  • параллельно с дизельным или бензиновым генератором.

Если поток воздуха движется со скоростью 45 км/час, турбина вырабатывает 400 Вт электроэнергии. Этого хватает для освещения дачного участка. Данную мощность можно накапливать, собирая её в аккумуляторе.

Специальное устройство управляет зарядкой аккумуляторной батареи. По мере уменьшения заряда вращение лопастей замедляется. При полной разрядке батареи лопасти снова начинают вращаться. Таким способом зарядка поддерживается на определённом уровне. Чем сильнее воздушный поток, тем больше электроэнергии может произвести турбина.

Система торможения вращения лопастей

Чтобы установка не вышла из строя при сильном напоре воздуха, она снабжена специальной системой торможения. Если раньше движущиеся магниты индуцировали ток в обмотках, то теперь данная сила используется для остановки вращающихся магнитов. Для этого создается короткое замыкание, при котором замедляется движение ротора. Возникающее противодействие замедляет вращение магнитов.

Конструкция ветрогенератора и узлов

При ветре больше 50 км/час тормоза автоматически замедляют вращение ротора. Если скорость движения воздуха доходит до 80 км/час, тормозная система полностью останавливает лопасти. Все части турбины сконструированы так, чтобы максимально использовалась воздушная энергия. Когда ветер дует, лопасти вращаются, и генератор преобразует их движение в электричество. Совершая двойное преобразование энергии, турбина производит электричество из обычного перемещения воздушных масс.

Внешне ветрогенератор напоминает флюгер — направлен в ту сторону, откуда дует ветер

Данное устройство весьма полезно не только в каких-то экстремальных условиях, но и в обычной повседневной жизни. Довольно часто системы ветрогенераторов применяются на дачах или в тех населенных пунктах, где регулярно бывают перебои с подачей электроэнергии. Самостоятельно сделанный автономный источник электричества имеет такие преимущества:

  • установка экологически чистая;
  • отсутствует потребность её заправки топливом;
  • не накапливаются какие-либо отходы;
  • устройство работает очень тихо;
  • имеет большой срок эксплуатации.

Все ветрогенераторы работают по одинаковой схеме. Сначала полученное от давления ветра переменное напряжение преобразуется в постоянный ток. Благодаря этому заряжается аккумулятор. Затем инвертором снова производится переменный ток. Это нужно для того, чтобы светились лампочки; работал холодильник, телевизор и т. д. Благодаря аккумуляторной батарее, можно пользоваться электроприборами в безветренную погоду. Кроме того, во время сильных порывов ветра напряжение в сети остаётся стабильным.

Увеличение мощности установки

Конструкцию некоторых ветрогенераторов имеет ветровой датчик. Он собирает данные о направлении и скорости воздушного потока. Генератор ветряка не может выдать больше номинальной мощности, однако, в любое оборудование заложен запас он может составлять от 10-30% от расчетных. На этот «запас» рассчитывать не стоит, так как программно и конструктивно в ветрогенератор заложена защита от перегрузок.

Увеличить мощность ветроустановки можно с помощью системы резервирования электроэнергии на базе аккумуляторных батарей.

Выходная мощность (кВт) ветрогенератора определяется мощностью инвертора. Исходя из выдаваемых киловатт, можно определиться с максимальным количеством подключаемых электроприборов. Чтобы увеличить выходную мощность установки, необходимо параллельно подключить несколько инверторов.

Для трехфазных схемы электропитания необходимо установить по инвертору на каждую фазу.

Если мощности на фазе недостаточно, увеличивают количество инверторов, если это предусмотрено производителем. При отсутствии ветра продолжительность подачи электроэнергии прекращается. Генерации энергии не происходит, поэтому к ветрогенератору подключают накопители энергии, смотрите схему ниже.

Схема увеличения мощности и емкости ветрогенератора

Накопитель энергии состоит из связки инвертор-батарея. О батареях вы можете прочитать в этой рубрике, а о накопителях в этой. Увеличение ёмкости аккумуляторных батарей увеличивает запас хранимой энергии, но и длительность зарядки. Скорость зарядки аккумулятора зависит от мощности генератора и количества инверторов, которые тоже могут пропустить через себя только ту мощность, которая заложена производителем. Соответственно, скорость зарядки аккумуляторов зависит от пропускной способности инвертора и не зависит от мощности ветрогенератора.

Выбор ветрогенератора

Самые качественные ветряки производят в Германии, Франции и Дании. Эти страны делают ветровые установки для снабжения электричеством жилого частного сектора, фермерских хозяйств, школ, небольших торговых точек.

В России из-за низкой стоимости электроэнергии и негласной монополии на продажу электроэнергии ветроустановки, солнечные панели и другие виды альтернативной энергии не сильно распространены.

Мобильный ветрогенератор подойдет для нефтепромышленности или монтажных бригад, которые ведут строительство в полях (прототип)

Но высокая стоимость подключения удаленных объектов от электросетей (есть до сих пор не электрифицированные деревни), хамство чиновников, длительные процедуры хождения и получения ТУ у монопольных компаний вынуждают собственников использовать альтернативную энергию своих объектов.

Прежде все вы должны понимать, что КПД ветровой установки составляет около 60%, есть зависимость от скорости ветра, и потребуется периодически проводить ТО. Если вы все-таки решили сделать выбор в пользу ветрогенератора, следует знать. Выбирать ветрогенератор нужно исходя из конкретных обстоятельств его применения. Существуют новые разработки и модели: с повышенным КПД, вертикальные, горизонтальные, ортогональные, безлопастные.

Подсчитывается активная и резистивная мощность всех потребителей энергии.

Для предприятий или частного дома эти данные могут быть в проекте или счетах за электроэнергию. Если вам необходимо обеспечить электроэнергией дачу выбирается модель ветроустановки на 1-3 кВт, инвертор нужно небольшой мощности и можно обойтись без аккумуляторных батарей. Принцип наличия дачной ветроустановки прост: есть ветер — есть электричество, нет ветра — работаем в огороде или по хозяйству. Простой ветрогенератор можно сделать самому, достаточно собрать необходимые материалы и соединить их вместе.

Для частного дома постоянного проживания, такой принцип не подойдет. При частом отсутствии ветра следует придать особое значение аккумулятору. Здесь нужна большая ёмкость. Однако, чтобы он быстрее заряжался, сам генератор электричества также должен быть большой мощности.

То есть отдельные узлы установки тесно взаимосвязаны друг с другом. Более надежная комбинация — симбиоз с дизель-генератором и солнечными панелями. Это 100% гарантия наличия электричества в доме, но и более дорогая.

При наличии скважины вы будете полностью энергонезависимые от внешних сетей.

Сейчас большое распространение получили коммерческие ветровые установки. Получаемая с их помощью электроэнергия продается различным предприятиям, испытывающим недостаток в энергоснабжении. Обычно такие электростанции состоят из нескольких ветрогенераторов различной мощности. Вырабатываемое ими переменное напряжение в 380 вольт подается непосредственно в электросеть предприятия. Кроме того, ветрогенераторы могут использоваться для зарядки большого числа аккумуляторных батарей, с которых потом преобразованная в переменное напряжение энергия также подается в электрическую сеть.

Ветрогенераторы российского производства

В большинстве случаев владельцы предприятий ставят ветроустановки, солнечные панели и дизель-генераторы для нужд собственного производства. Получение разрешение на продажу электричества в России — это, скажем так, отдельная история. После проведения энергоаудита, высвобождаются мощности, например, путем замены ламп освещения на светодиодные. Подсчитывается срок окупаемости, при отсутствии бюджета можно разделить модернизацию на этапы.

Технологии развиваются. Создаются энергонезависимые дома, офисы, станции на земле и воде. Наша команда инженеров поможет вам с выбором, расчетом, проектом и монтажом оборудования. Готовы ответить на ваши вопросы в комментариях или через форму.

Ветряные электростанции: принцип работы, плюсы, минусы

Практически вся электроэнергия производится установками, использующими энергию природных ресурсов. Темпы производства постоянно увеличиваются, и полезные ископаемые рано или поздно закончатся. В связи с этим, уже сейчас ведутся перспективные разработки, внедряются новые технологии, выступающие в качестве альтернативных источников электроэнергии. Одним из таких вариантов являются ветряные электростанции, применяемые в производственной сфере и в частном секторе. Превращая энергию ветра в электричество, они способны обеспечить основные потребности в питании приборов и электрооборудования.

Содержание

Устройство ветряной установки

Ветрогенераторы отличаются абсолютной экологической чистотой и способны обеспечивать бесплатной энергией потребителей в течение неограниченного времени. Ветряные генераторы – ВЭС обладают различной мощностью, что дает возможность использовать их в разных областях.

Максимальной эффективности ветряной электростанции можно добиться, установив ее в местах с постоянными активными воздушными потоками. Обычно для этого используются горы и холмы, берега морей и океанов и другие аналогичные условия. Основной деталью установки служит крыльчатка, выполняющая функцию турбины. В большинстве случаев используются трехлопастные конструкции ВЭС в виде пропеллера, устанавливаемые на большой высоте от земной поверхности.

Для того чтобы получить наибольший эффект, лопасти вместе с ротором устанавливаются в оптимальное положение при помощи специальных механизмов, в зависимости от направления и силы ветра. Существуют и другие конструкции – барабанные, не зависящие от вышеперечисленных факторов и не требующие каких-либо регулировок. Однако, если КПД пропеллерных установок находится на уровне 50%, то у барабанных устройств он значительно ниже.

Каждая воздушная электростанция, независимо от конструкции, полностью связана с действием воздушных потоков, часто изменяющих свои показатели. Это в свою очередь приводит к изменениям количества оборотов крыльчатки и производимой электрической мощности. Такое положение требует сопряжения генератора и электрической сети при помощи дополнительного оборудования.

Как правило, для этого используются аккумуляторные батареи вместе с инверторами. Вначале от генератора осуществляется зарядка АКБ, для которой равномерность тока не имеет значения. Далее заряд аккумулятора, преобразованный в инверторе, передается в сеть.

Пропеллерные конструкции ВЭС в случае необходимости могут управляться. При слишком высокой скорости ветра, производится изменение угла атаки лопастей, вплоть до самого минимального. Это приводит к снижению ветровой нагрузки на турбину. Тем не менее, под действием ураганов, крыльчатки ветровых электростанций нередко подвергаются деформациям, и вся домашняя установка выходит из строя. Полностью избежать негативных воздействий не получается, поскольку электрические генераторы размещаются на высоте, составляющей в среднем 50 м. За счет этого удается использовать более сильные и стабильные ветра, господствующие на больших высотах.

Принцип работы

Практически все ветровые установки имеют общий принцип работы. Под действием воздушного потока лопасти приходят в движение и, связанные специальным приводом с ротором, вызывают его вращение. Сам ротор помещен внутрь статорной обмотки, и в результате вращения происходит образование электрического тока. Лопасти ВЭС обладают особенными аэродинамическими свойствами, поэтому турбина вращается с высокой скоростью.

Каждая лопасть с одной стороны ровная, а с другой – закругленная. Когда воздух проходит закругленную сторону, на этом участке создается вакуум, засасывающий лопасть и уводящий ее в сторону. За счет этой энергии возникает общий крутящий момент. В этом состоит основной принцип работы станций.

Полученное электричество накапливается в аккумуляторной батарее. Количество произведенной энергии зависит от скорости вращения лопастей и от скорости воздушного потока. Частота произведенного электрического тока такая же как в домашней сети, поэтому энергия, полученная от ветровой электростанции, вполне пригодна для питания приборов и оборудования. Однако, полученный переменный ток не может сразу аккумулироваться, для этого он должен быть преобразован в постоянный ток. Подобное преобразование выполняется специальными электронными устройствами, расположенными в турбине.

Зарядка аккумуляторной батареи управляется контроллером. По мере накопления заряда, лопасти замедляют вращение, а при разрядке они вновь начинают крутиться. Такой режим работы дает возможность поддерживать заряд АКБ на заданном уровне.

Работа системы торможения

При высокой скорости воздушного потока ветровые электростанции могут выйти из строя. Чтобы этого не случилось, в конструкции применяется тормозная система. В ней используется сила действия вращающихся магнитов ротора. Они не только индуцируют ток в обмотках статора, но и в определенной ситуации замедляют движение вала. С этой целью требуется создать короткое замыкание, вызывающее противодействие и замедляющее вращение.

Автоматическое торможение наступает при скорости ветра свыше 50 км/ч. Если скорость возрастает до 80 км/ч, в этом случае происходит полная остановка лопастей. Конструкция турбины позволяет максимально эффективно использовать энергию ветра и путем двойного преобразования энергии получать электрический ток. Наличие аккумуляторной батареи дает возможность использовать электроприборы при полном отсутствии ветра.

Некоторые конструкции установок оборудованы ветровым датчиком, собирающим информацию о параметрах воздушного потока. В конечном итоге мощность ветровой установки на выходе будет зависеть от мощности подключенного инвертора. Исходя из этого показателя определяется и максимально возможное количество подключаемых приборов. С целью увеличения выходной мощности установки, рекомендуется параллельное подключение сразу нескольких инверторов. В трехфазных системах на каждую фазу устанавливается собственный инвертор.

Классификация

Основными критериями, определяющими типы ветряных установок, являются следующие:

  • Различие по количеству лопастей. Быстроходные и малолопастные имеют до 4 лопастей, а 4 и выше относятся к тихоходным многолопастным устройствам. Чем меньше количество лопастей, тем выше обороты двигателя.
  • Величина номинальной мощности. Бытовые – до 15 кВт, полупромышленные – от 15 до 100 кВт, промышленные – от 100 кВт до 1 Мвт. Границы между показателями довольно условные, поэтому установки применяются там, где это действительно необходимо.
  • Направление оси. В конструкциях используются два типа. В первом случае это горизонтальная ось, расположенная перпендикулярно относительно движения воздуха, напоминающая обычный флюгер. Такие генераторы отличаются более высоким КПД и приемлемой стоимостью. Второй вариант – это вертикальная ось, благодаря которой конструкция генератора становится более компактной. Она не зависит от направления ветра, а ее лопасти изготовлены в виде турбин. Нагрузка на ось значительно снижена, поэтому и мощность таких установок гораздо меньше. В некоторых электростанциях одновременно используется несколько генераторов с различными осями, объединенными в сеть, что позволяет получить высокую мощность на сравнительно небольшой площади.

Существует отдельная классификация ветровых электростанций по месту их расположения. Среди них можно выделить три основных типа:

  • Наземные установки, получившие наиболее широкое распространение. Они монтируются на холмах и высотах, а также на специально подготовленных площадках. Строительство ведется с использованием дорогостоящей подъемной техники, поскольку все основные конструкции устанавливаются на большую высоту. Несколько устройств объединяются в общую систему с помощью электрических кабелей.
  • Прибрежные ветровые электростанции. Строятся неподалеку от берегов морей и океанов. Работа системы зависит от морского бриза, который создает воздушные потоки с определенной периодичностью. Сам бриз возникает в результате неравномерного нагрева поверхностей водоемов и суши. Днем движение воздуха осуществляется в направлении с воды на сушу, а ночью, наоборот, с побережья к водоему. Таким образом, получение электроэнергии происходит круглосуточно, без каких-либо перерывов.
  • Шельфовые ветряные электростанции. Устанавливаются в море далеко от берега, на расстоянии 10-12 км. В этом случае генераторы используют энергию, создаваемую регулярными морскими ветрами. Для установки используются участки морского дна, расположенные на незначительной глубине. Фундамент конструкции представляет собой сваи, забиваемые в грунт на глубину до 30 м. Передача электроэнергии на берег, осуществляется при помощи подводного кабеля.

Особенности выбора

Основным критерием, которым руководствуются покупатели, являются размеры ветряной установки. Чем больше ее размер, тем выше вырабатываемая мощность. Поэтому, выбирая ветряные электростанции для дома, нужно заранее рассчитать месячное энергопотребление. Полученный результат умножается на 12 месяцев.

Далее расчеты для частного дома ведутся при помощи формулы: AEO = 1.64 х D х D х V х V х V, в которой АЕО является электроэнергией, потребляемой за год, D – диаметр ротора в метрах, V – среднегодовая скорость ветра в м/с. Подставив нужные значения, можно легко рассчитать размеры требуемой установки.

Приобретая электростанцию, следует заранее продумать о месте ее расположения. В этом случае учитываются следующие факторы:

  • Территория возле генератора должна быть свободной от построек, сооружений, деревьев и других факторов, снижающих продуктивность установки. Имеющиеся помехи располагаются на расстоянии не ближе 200 метров от места установки.
  • Высота конструкции для монтажа генератора должна быть как минимум на 2-3 метра выше помех, имеющихся на прилегающей территории.
  • Расстояние от жилых домов – не менее 30-40 м, поскольку при вращении лопастей создается некоторый шум, вызывающий у окружающих определенный дискомфорт.
  • Следует учитывать среднегодовые изменения погодных условий, когда в одном и том же месте в течение года будет вырабатываться разное количество электроэнергии.

Преимущества ветровых генераторов

Ветровые электростанции уже долгое время используются в быту, на производстве и других областях.

За это время удалось выявить их основные положительные качества и преимущества:

  • Энергия ветра, используемая для ветроэлектростанций, является бесплатной и самое главное – возобновляемой. Устройства не загрязняют окружающую среду и не выделяют каких-либо вредных веществ. В перспективе планируется еще шире использовать экологически чистые ветровые электростанции в России, что позволит сократить количество обычных установок с вредными выбросами.
  • Снижается зависимость электроснабжения через центральные электрические сети.
  • Широкие перспективы для дальнейшего развития и внедрения новых прогрессивных технологий, и это не последние достоинства этих установок.
  • Постепенное снижение затрат на получение энергии, без которых не обойтись на первоначальном этапе. В течение последних 20 лет стоимость оборудования и комплектующих снизилась примерно на 80%. Энергия ветра становится наиболее прибыльной среди всех альтернативных источников электроэнергии.
  • Ветряки имеют достаточно высокий срок эксплуатации, составляющий 20-30 лет. В течение этого срока окружающий ландшафт остается неповрежденным.
  • Простота сборки и дальнейшего использования. Ветряная электростанция монтируется очень быстро, затраты на ремонт и обслуживание сравнительно низкие. Произведенная электроэнергия количественно превышает затраченную энергию ветра примерно в 85 раз. Потери при передаче электроэнергии сравнительно невысокие.

Минусы ветровых электростанций

Идеальных устройств не существует в принципе. Это касается и ветровых установок, обладающих специфическими недостатками:

  • Существенные инвестиционные вложения в ветряные электростанции на первоначальном этапе. Хотя они и снижаются, их нельзя полностью сбрасывать со счетов при планировании.
  • Непостоянство и непредсказуемость силы и направления ветровых потоков, вызывающих колебания в количестве выработанной энергии. Иногда ветер может отсутствовать в течение нескольких дней, и потребители полностью остаются без электричества.
  • Движущиеся элементы ветряных установок нередко убивают пролетающих рядом птиц и летучих мышей. Особую опасность они представляют в периоды массовых миграций. Таким образом, определенный вред экологии все-таки наносится, хотя он и не носит системного характера.
  • Работа ветрогенераторов сопровождается постоянными шумами низкой частоты и практически неслышным инфразвуков. Эти минусы ветряных электростанций, превращаясь в отрицательные факторы, негативно воздействуют на человека, вызывая усталость и дискомфорт. В некоторых случаях лопасти, вращаясь с высокой скоростью, могут привести к радиолокационным помехам, искажению телевизионных сигналов.
  • Затраты на размещение достаточно высокие из-за дорогой аренды земли. При использовании большого количества ветровых электростанций, этот фактор приобретает важное значение в расчетах себестоимости электроэнергии.

Принцип работы ветровой электростанции: описание, характеристики

Содержание

Ветряные электростанции производят электричество за счет энергии перемещающихся воздушных масс — ветра. Для ветряных электростанций с горизонтальной осью вращения минимальная скорость ветра составляет:

Ветряные электростанции производят электричество за счет энергии перемещающихся воздушных масс — ветра. Для ветряных электростанций с горизонтальной осью вращения минимальная скорость ветра составляет:

  • 4-5 м/сек — при мощности >= 200 кВт
  • 2-3 м/сек — если мощность

Уважаемые друзья!
Поздравляем вас с Новым годом!
Желаем любви, счастья и благоденствия!

Следует учитывать, что каждые 10 метров подъема позволяют получить скорость ветра на 1 м/с больше. Соответственно, от высоты мачты непосредственно зависит, насколько эффективно сможет функционировать генераторное оборудование. Также на эффективность работы будет оказывать влияние и диаметр ротора, поэтому предпочтительнее, чтобы он был большим.

Особенности устройства ветрогенератора

Данное оборудование имеет лопасти, которые приводятся в движение вследствие воздействия силы ветра. Данное вращение запускает турбину, которая также начинает вращаться. В турбине начинает генерироваться энергия, мощность которой определяется силой ветра. С ростом ветровой энергии увеличивается и механическая, вырабатываемая турбиной.

Устройство ветрогенератора может отличаться наличием или отсутствием мультипликатора на роторе. Если он предусмотрен, энергия от турбины передается ему. Назначением мультипликатора является ускорение вращения оси. Установки без этого оборудования являются более эффективными, поскольку в них не происходит генерации дополнительной энергии (для ускорения вращения оси), а значит, и ее растраты. Такому оборудованию вполне достаточно ветровой энергии для полноценного функционирования.

Принцип работы ветряной электростанции позволил получать электроэнергию альтернативным способом и обеспечить автономность каждого объекта. Мощность данного оборудования полностью определяется размерами его лопастей. Чем больше их площадь, тем выше мощность можно получить, используя принцип работы ветроустановки.

Расчет мощности ветряного оборудования производится на основе кубической зависимости скорости ветряного потока. Кубическая зависимость означает, что если ветровой поток скорости, условно 6 м/сек, обеспечивает мощность установки 100 Вт, то увеличение потока до 12 м/сек приведет к возрастанию мощности в восемь раз – до 800 Вт.

Если турбина характеризуется небольшими размерами, для получения высокой мощности будет необходим очень сильный ветер. Если же турбина большая, она способна и при незначительной ветровой скорости выдавать необходимую мощность.

Конструкция ветряка полностью определяет его способности вырабатывать определенное количество электроэнергии за единицу времени в зависимости от скорости ветрового потока.

Обладаем бесценным опытом. Знаем, что к чему.

Применение и рекомендации по месту установки ветрогенератора

Ветрогенераторы характеризуются широким применением на объектах различного назначения: частные дома и домохозяйства, предприятия, отдельные сооружения, которые требуют автономного энергоснабжения.

Их устанавливают на открытых, желательно возвышенных территориях, где есть хороший ветровой потенциал: поле, горы (холмы), остров и даже мелководье.

Ветрогенераторы могут устанавливаться как по одиночке так и группами, объединяясь в ветропарк для энергоснабжения масштабных предприятий.

Чаще всего ветряные электростанции применяются для энергоснабжения автономных зданий, где отсутствует подключение к городской электросети.

Маломощные ветряки используются на охотничьих угодьях, рыбацких станах, на дачных участках для пчеловодов, на автономных светильниках для освещения дорог.

В настоящее время применение ветрогенераторов как альтернативы центральному энергоснабжению нерентабельно из-за большой стоимости оборудования, но, в то же время, возможно использование ветрогенераторов в местах, где отсутствует централизованное энергоснабжение или присутствуют частые перебои. Период окупаемости – 25 лет.

Также существует техническая возможность исполнения генератора выдающего переменный ток, который можно использовать для прямого питания потребителей, которые не требуют бесперебойного питания, к примеру, насос для осушения какой-нибудь территории.

В Украине на всей территории возможно использование ветрогенераторов с той или иной степенью эффективности. Наиболее выгодно, с точки зрения ветрового потенциала, размещать ветрогенераторы в Крыму и Закарпатье.

В упрощенном виде принцип работы ветрогенератора можно представить следующим образом.

Выбор ветрогенератора

Самые качественные ветряки производят в Германии, Франции и Дании. Эти страны делают ветровые установки для снабжения электричеством жилого частного сектора, фермерских хозяйств, школ, небольших торговых точек. В России из-за низкой стоимости электроэнергии и негласной монополии на продажу электроэнергии ветроустановки, солнечные панели и другие виды альтернативной энергии не сильно распространены.

Мобильный ветрогенератор подойдет для нефтепромышленности или монтажных бригад, которые ведут строительство в полях (прототип)

Но высокая стоимость подключения удаленных объектов от электросетей (есть до сих пор не электрифицированные деревни), хамство чиновников, длительные процедуры хождения и получения ТУ у монопольных компаний вынуждают собственников использовать альтернативную энергию своих объектов.

Прежде все вы должны понимать, что КПД ветровой установки составляет около 60%, есть зависимость от скорости ветра, и потребуется периодически проводить ТО. Если вы все-таки решили сделать выбор в пользу ветрогенератора, следует знать. Выбирать ветрогенератор нужно исходя из конкретных обстоятельств его применения. Существуют новые разработки и модели: с повышенным КПД, вертикальные, горизонтальные, ортогональные, безлопастные.

Подсчитывается активная и резистивная мощность всех потребителей энергии.

Для предприятий или частного дома эти данные могут быть в проекте или счетах за электроэнергию. Если вам необходимо обеспечить электроэнергией дачу выбирается модель ветроустановки на 1-3 кВт, инвертор нужно небольшой мощности и можно обойтись без аккумуляторных батарей. Принцип наличия дачной ветроустановки прост: есть ветер — есть электричество, нет ветра — работаем в огороде или по хозяйству. Простой ветрогенератор можно сделать самому, достаточно собрать необходимые материалы и соединить их вместе.

Для частного дома постоянного проживания, такой принцип не подойдет. При частом отсутствии ветра следует придать особое значение аккумулятору. Здесь нужна большая ёмкость. Однако, чтобы он быстрее заряжался, сам генератор электричества также должен быть большой мощности. То есть отдельные узлы установки тесно взаимосвязаны друг с другом. Более надежная комбинация — симбиоз с дизель-генератором и солнечными панелями. Это 100% гарантия наличия электричества в доме, но и более дорогая.

При наличии скважины вы будете полностью энергонезависимые от внешних сетей.

Ветрогенераторы российского производства

В большинстве случаев владельцы предприятий ставят ветроустановки, солнечные панели и дизель-генераторы для нужд собственного производства. Получение разрешение на продажу электричества в России — это, скажем так, отдельная история. После проведения энергоаудита, высвобождаются мощности, например, путем замены ламп освещения на светодиодные. Подсчитывается срок окупаемости, при отсутствии бюджета можно разделить модернизацию на этапы.

Технологии развиваются. Создаются энергонезависимые дома, офисы, станции на земле и воде. Наша команда инженеров поможет вам с выбором, расчетом, проектом и монтажом оборудования. Готовы ответить на ваши вопросы в комментариях или через форму.

Также станции можно разделить по типу конструкции:

Oбзop пoпyляpных моделей мировых производителей

Еще один промышленный ветряк, но уже украинского производства от компании “Фурлендер Виндтехнолоджи”. WTU-2.0 имеет номинальную мощность в 2 мВт, а диаметр ротора достигает 100 метров. Минимальная скорость ветра, при которой работает ветряк, 3 м/с, а максимальная — 25 м/с. 22 ветряка WTU-2.0 от “Фурлендер Виндтехнолоджи” были введены в эксплуатацию в Казахстане.

Немецкая компания Enercon выпускает три модели наземных ветряков E66 разной мощности: 1500 кВт, 1800 кВт и 2000 кВт. Диаметр их ротора неизменен, несмотря на разную производимую мощность, и равен 66 метрам. Трехлопастные ветряки работают при минимальной скорости ротора в 8 об/мин и максимальной в 22 оборота в минуту.

Также в Германии есть предприятие, выпускающее небольшие ветряки, схожие больше для частного использования. Как пример — Nordex N27, которые включают в себя турбины разной мощности: 150 кВт, 225 кВт и 250 кВт. Диаметр роторной подвижной части достигает 27 метров. Это старые модели, которые теперь сложно найти на рынке новыми и продаются они в основном в состоянии б/у. Средняя цена варьируется между 22 и 25 тысячами евро.

Невероятную производительность также имеет ветровой генератор Siemens SWT-7.0-154. Его мощность достигает 7 МВт, а диаметр движущейся части — 154 метра. Гигант работает при минимальной скорости ветра в 3 м/с и при максимальной в 25 м/с. Трехлопастный ветряк работает на прямом приводе и на одном генераторе. Стоимость формируется индивидуально для заказчика, исходя из объемов производства и количества ветряков.

Если неподалеку находится лес, то это будет способствовать снижению эффективности работы ветрогенератора. Отсутствие поблизости ВЛЭП не даст возможности перенаправлять вырабатываемую электроэнергию к потребителям.

Принцип работы ветряной электростанции основан преобразовании энергии ветра во вращательное движение турбины. Это происходит при помощи лопастей (ротора). Ветер следует контуру лопасти, приводя их во вращение.

Современные ветровые электрические станции имеют три лопасти. Их длина может достигать 56 метров. Скорость вращения в пределах 12-24 оборотов в минуту. Для увеличения скорости вращения используют редукторы. Мощность современных ветрогенераторов может достигать 750кВт.

Анемометр предназначен для измерения скорости ветра. Он монтируется на тыльной стороне корпуса турбины. Информация о скорости ветра анализируется встроенным компьютером для выработки наибольшего количества электроэнергии.

Конструкция ветроэлектростанции может работать при скорости ветра 4 метра в секунду. При достижении скорости ветра 25 метров в секунду ветровые электростанции принцип работы, которых основан на использовании энергии ветра автоматически выключаются. Бесконтрольное вращение лопастей при сильном ветре является одной из причин аварий и разрушения ветряка.

Трансформатор преобразовывает напряжение до величин необходимых для транспортировки электроэнергии к потребителю по проводам линии электропередачи. Обычно трансформаторы устанавливают у основания мачты

Мачта является важным элементом конструкции ветряной электростанции. От ее высоты зависит выработка генератора. Высота мачты современных ветряков колеблется в пределах 70-120 метров. Некоторые конструкции предусматривают наличие вертолетных площадок.

Работа лопасти ветрогенератора можно сравнить с принципом действия крыла самолета. При наличии необходимого для движения лопастей воздушного потока создается «воздушный мешок» на подветренной стороне лопасти ветрогенератора. Проворачиваться ротор ветрогенератора заставляет зона с низким давлением в «воздушном мешке», создающая подъемную силу. Эта подъемная сила, преодолевая незначительное сопротивление воздуха, является основной силой для вращения ветрогенератора и производства электроэнергии.

Ветряные турбины поглощают энергию ветра за счет нескольких лопастей, находящихся на высоте для получения преимущества от более сильного и стабильного ветра. Ветрогенераторы, как источник получения электрической энергии, построены на принципах, схожих с обычными электростанциями. Получаемая от ветра энергия преобразуется

Работа лопасти ветрогенератора можно сравнить с принципом действия крыла самолета. При наличии необходимого для движения лопастей воздушного потока создается «воздушный мешок» на подветренной стороне лопасти ветрогенератора. Проворачиваться ротор ветрогенератора заставляет зона с низким давлением в «воздушном мешке», создающая подъемную силу. Эта подъемная сила, преодолевая незначительное сопротивление воздуха, является основной силой для вращения ветрогенератора и производства электроэнергии.

Эффективность работы ветряных электростанций определяется не только мощностью ветрогенераторов, но и типом системы, которая используется для передачи или хранения электроэнергии. Как правило, ветряные электростанции не могут выдерживать конкуренции с тепловыми или атомными электростанциями из-за нестабильности генерации. Чтобы обеспечить стабильный поток электроэнергии для потребителей вблизи ветропарков строят особые хранилища, которые способны запасать энергию.

Размер и конфигурация лопастей определяют эффективность их вращения по соотношению к силе ветра. Турбина играет роль преобразователя механического движения (вращения) в электрическую энергию. Существуют модификации ветровых генераторов, которые предусматривают возможность складывания мачт, что упрощает обслуживание оборудования.

Особенности конструкции ветряной электростанции

Конструкция устройств, использующих безвозмездный источник энергии, достаточно проста. Ветряная электростанция состоит из лопастей, мачты, электрогенератора и дополнительных приборов, обеспечивающих преобразование, накопление и передачу к потребителям электроэнергии.

Размер и конфигурация лопастей определяют эффективность их вращения по соотношению к силе ветра. Турбина играет роль преобразователя механического движения (вращения) в электрическую энергию. Существуют модификации ветровых генераторов, которые предусматривают возможность складывания мачт, что упрощает обслуживание оборудования.

Если выполнить анализ всех затрат, то самым дешевым источником энергии могут оказаться ветровые HAWP-установки (High-Altitude Wind Power). Поспорить с ними смогут только гидроэлектростанции и обычные ветрогенераторы, используемые для питания локальных потребителей.

Ветер, в отличие от сжигаемого топлива, является источником возобновляемой, доступной и чистой энергии, использование которой не приводит к выбросу парниковых газов в атмосферу. Таким образом, ветровая энергия создает гораздо меньше проблем для экологии по сравнению с традиционными невозобновляемыми источниками энергии.

Средняя годовая мощность, генерируемая ветрогенератором, оказывается примерно постоянной. Однако уровень мощности на более коротких временных отрезках может очень сильно колебаться. Чтобы обеспечить стабильное электроснабжение, ветрогенераторы должны использоваться в сочетании с другими источниками энергии. Увеличение доли энергии, вырабатываемой ветровыми электростанциями, требует модернизации сети линий электропередач, и приводит к последовательному вытеснению традиционных генерирующих мощностей.

Рис. 1. Типовая ветровая электростанция

Принцип работы ветрогенератора достаточно прост (рис. 2). Ветер заставляет вращаться двух или трехлопастные турбины, приводящие в движение основной вал, к которому подключен ротор генератора. Вращение ротора приводит к генерации электричества.

Рис. 2. Внутреннее устройство ветрогенератора

Если копнуть глубже, то окажется, что ветер на самом деле является формой солнечной энергии и становится результатом неравномерного нагрева атмосферы солнцем. Карта направления и силы ветров является сильно неоднородной и зависит от рельефа местности, наличия растительности и водоемов. Энергия ветра используется для различных целей: мореходство, полеты воздушных змеев и дельтапланов, генерация электричества.

Турбины горизонтальных ветрогенераторов обычно имеют две или три лопасти. Эти лопасти приводятся во вращение фронтальными воздушными потоками.

Промышленные ветрогенераторы имеют мощность от 100 киловатт до нескольких мегаватт. Ветровые турбины большой мощности оказываются более экономически выгодными и объединяются в ветровые электростанции, которые поставляют электроэнергию в сеть. В последние годы произошло значительное увеличение числа крупных морских и прибрежных ветровых электростанций в США. Это было сделано для того, чтобы максимально использовать потенциал энергии ветра прибрежных регионов.

Отдельные ветрогенераторы мощностью менее 100 киловатт применяются для энергоснабжения домов, телекоммуникационных вышек, насосных станций и т.д. Небольшие ветровые турбины иногда используются в сочетании с дизель-генераторами, батареями и солнечными панелями. Такие решения называются гибридными и обычно размещаются в удаленных местах, в которых отсутствуют собственные линии электропередач.

В настоящее время большинство турбин используют генераторы с регулируемой скоростью в сочетании с промежуточным преобразователем мощности между генератором и системой сбора энергии, что является наиболее подходящим вариантом для межсетевого соединения и обеспечивает возможность отключения при низком выходном напряжении. В современных системах используются либо машины с двойным питанием, либо генераторы с короткозамкнутым ротором или синхронные генераторы.

Современные энергетические системы сталкиваются со множеством проблем, в том числе, с проблемой избыточной мощности, которую удается решать за счет реализации специальных мер: экспорта и импорта электроэнергии в соседние районы, изменения уровня воды в водохранилищах гидроэлектростанций, преобразования электрической мощности в механическую энергию, ограничения потребления и т.д. При использовании локальных ветрогенераторов эту проблему можно сгладить.

В ветряной электростанции отдельные турбины объединяются в единый комплекс с помощью системы сбора мощности и информационных каналов связи. Среднее выходное напряжение для ветрогенераторов обычно составляет 34,5 кВ. На трансформаторной подстанции это напряжение дополнительно увеличивается для дальнейшей передачи по высоковольтным линиям электропередач.

Другая проблема заключается в том, что транзитная мощность новых линий передач оказывается недостаточной. Это связано с тем, что, несмотря на поддержку альтернативной энергетики, государство разрешило транзитным компаниям обеспечивать минимальный уровень пропускной способности, оговоренный в стандартах. Эти важные проблемы необходимо решить, так как в противном случае ветряные электростанции будут вынуждены работать не на полную мощность или работать попеременно.

Не смотря на не полностью реализованный потенциал ветряной энергетики, она уже сейчас помогает сглаживать пики потребления и повышает надежность поставок электроэнергии.

Морские ветряные электростанции

Рис. 3. Морская ветряная электростанция

При использовании понятия «мелководье» речь идет о диапазоне глубин от 0 м до 30 м. Данный диапазон относится к большинству существующих морских ветряных электростанций. Переходные глубины колеблются в диапазоне от 30 м до 60 м. Для глубоководья (более 60 м) были разработаны плавающие концепции ветряных электростанций, которые были позаимствованы из нефтяной и газовой отрасли.

Стоит отметить, что приведенные диапазоны мелководья, переходных глубин и глубоководья являются специфическими для рассматриваемой отрасли морских ветровых электростанций и не совпадают с диапазонами, принятыми в нефтяной и газовой отрасли, где под глубоководьем понимают глубины от 2000 м и более. Кроме того, эти диапазоны на самом деле являются всего лишь ориентирами при разработке новых технологий. Они помогают оценить требуемые ресурсы при создании новых решений.

Вполне очевидно, что с ростом глубины стоимость конструкций возрастет из-за увеличения срока проектирования, усложнения процесса производства и монтажа, а также из-за увеличения количества расходуемых материалов, необходимых для постройки основания. Рост затрат, связанных с увеличением глубины, обнаруживается поэтапно по мере достижения технических ограничений. Однако накопление и применение новых технических решений способно смягчить эти скачки в каждом конкретном проекте.

Для транспортировки генерируемой электроэнергии необходимы линии передачи. В случае с морской электростанцией для транзита энергии по морскому участку пути потребуется подводный кабель. Как было сказано выше, строительство новой сухопутной высоковольтной линии специально для транзита электроэнергии морской электростанции может быть слишком дорогостоящим, но ситуацию спасают существующие линии электропередач, созданные ранее для обычных электростанций.

Коэффициент использования установленной мощности

Доля ветровой энергетики

Колебания генерируемой мощности

Производимая ветрогенератором мощность колеблется и при слабом воздушном потоке должна заменяться другими источниками энергии. Современные энергосистемы способны справляться с аварийными отключениями генерирующих мощностей, а также с суточными перепадами потребления. При этом традиционные электростанции способны выдавать максимальную мощность в течение 95% рабочего времени. Этого нельзя сказать о ветряных электростанциях.

Совместное использование непостоянных возобновляемых источников энергии со стабильными невозобновляемыми источниками, помогает создавать устойчивую энергосистему, которая обеспечивает надежное электроснабжение потребителей. Увеличение доли возобновляемых источников энергии успешно происходит в реальном мире.

HAWP-установки

Если выполнить анализ всех затрат, то самым дешевым источником энергии могут оказаться ветровые HAWP-установки (High-Altitude Wind Power). Поспорить с ними смогут только гидроэлектростанции и обычные ветрогенераторы, используемые для питания локальных потребителей.

HAWP-установки работают на больших высотах. Речь идет вовсе не о десятках метров, где отлично справляются обычные ветрогенераторы. Технологии HAWP подразумевают использование летающих установок на высоте, где энергия ветра оказывается гораздо больше, чем у поверхности земли.

Стоит отметить, что при реализации AWE-технологий еще предстоит решить проблему эффективной передачи энергии на землю. При использовании традиционных подходов напряжение на электрическом кабеле оказывается слишком высоким.

К пьезоэлектрическому генератору

Когда цилиндрическая структура, как труба, стоит на пути жидкости или ветра, происходит явление, называемое вихрями Кармана. Жидкость или воздух образуют цикличность, закрученную в спиральном движении, что делает колебания по бокам. Он имеет аэродинамическое объяснение и расшифрован физиком Теодором фон Карманом в 1911 году.

С тех пор инженер принимает во внимание эти вихри и делает доступными методами профилактику для предотвращения неустойчивости инфраструктур от компрометации. Испанский стартап Vortex Bladeless решил сделать новый шаг и использовать это негативное для обычных инженеров явление для получения энергии ветра. Для этого, они создали Вихрь, ветровую турбину без лопастей, что колеблется от одной стороны к другой в соответствии с ветром, чтобы захватить кинетическую энергию.

Вот как это работает

“Эти вихри – проблема, как правило, инженеры стараются избегать любой ценой, потому что здания могут рухнуть,” объясняет Дэвид Суриол (Devid Suriol) соучредитель Vortex Bladeless. Менеджер объясняет, что его дело обстоит как раз наоборот: “Мы сознательно искали и оптимизировли его”.

Устройство представлено в виде вертикального конусообразного цилиндра, изготовленного из стекловолокна, что делает его как легким, так и жестким. Текущие прототипы достигают шести метров в высоту, хотя компания планирует более высокие версии. В 2015 году они будут запускать модель 12,5 метров и в течение трех лет, один выше, чем 100 метров. “Чем больше высота, тем больше производительность,” объясняет Девид.

“Работая не с лопатоками мы устраняем многие из традиционных движушихся механических частей турбины, что позволит существенно сократить расходы на производство ветровой энергии и эксплуатационные расходы,” говорит соучредитель. Он рассчитывает добиться снижения на 53% в расходов по строительным процессом по сравнению с обычной ветровой турбиной. Кроме того, “сокращение и отсутствие лопастей также будет способствовать транспортировке и упростит работы по техническому обслуживанию,”.

Преимущества

В дополнение к снижению затрат, эта технология имеет и другие полезные функции, по сравнению с другими моделями. Суриол объясняет, что вихрь может генерировать энергию в широком диапазоне скоростей ветра, “выше, чем у обычных ветровых турбин.” В частности, устройство стартует от скорости ветра в один метр в секунду “, меньше, чем требуется по традиционной турбины” объясняет он. При нескольких лопастях турбины начинают работу с трех метров в секунду.

Цилиндрическая форма структуры также исключает необходимость ориентировки ветровой турбины в направлении ветрового потока. Тем не менее, в тех же условиях, энергия, вырабатываемая Vortex будет на 30 % ниже, чем от традиционной ветровой турбины.
Кроме того, его конструкция делает турбину менее ранящим природный ландшафт и отсутствие лопастей делает его менее опасным для птиц. Нова турбина не производит шум, уменьшая воздействие на окружающую среду еще больше.

К пьезоэлектрическому генератору

В среднесрочной и долгосрочной перспективе, исследователи Vortex работают над альтернативой электромагнитной индукции для того, чтобы генерировать электричество из вихревых колебаний. Эта альтернатива будет основываться на пьезоэлектричестве.

Это явление, обнаруженное в 1880 году братьями Пьером и Жаком Кюри, происходит в некоторых кристаллах, таких как кварц, которые не имеют центра симметрии. При сжатии их масса поляризована и генерирует электрический потенциал.

С момента своего открытия, пьезоэлектричество (от греческого piezein, “крутить или сжать”) служил для многих целей, начиная от проектирования гидролокаторов подводных лодок и механизма зажигалки и часов, до усилителей и микрофонов гитар. Пьезоэлектричество также используется для приложений сбора энергии, но не для получения большого количества энергии.

Источники

Источник — http://manbw. ru/analitycs/wind-stations.html
Источник — http://vencon.ua/articles/printsip-raboty-vetrogeneratora
Источник — http://alterair.ua/articles/vetrogeneratoryi/
Источник — http://tcip.ru/blog/wind/printsip-dejstviya-i-raboty-vetrogeneratora.html
Источник — http://uaenergy.com.ua/post/32527/vetrovye-elektrostancii-princip-raboty-preimuschestva-i-nedostatki
Источник — http://madenergy.ru/stati/princip-raboty-dvigatelej-vetryanoj-ehlektrostancii.html
Источник — http://ukrelektrik.com/publ/kak_rabotaet_vetrjanaja_ehlektrostancija/1-1-0-1767
Источник — http://www.powercity.ru/articles/preimushhestva-vetrogeneratorov-i-vetrjanyh-elektrostancij/
Источник — http://www.terraelectronica.ru/news/5557
Источник — http://clever-energy.ru/%D1%83%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE-%D0%B8-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF-%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D1%8B-%D0%B1%D0%B5%D0%B7%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D0%B0%D1%81/2016/

Ветровая электростанция Фортум в Ульяновской области

Ветряная электрическая станция в Ульяновской области

Почти половина инвестиций Fortum – это инвестиции в возобновляемую энергетику. Россия, традиционно сильная в гидрогенерации,  имеет огромный потенциал для развития возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Министерство энергетики РФ сообщает, что за 2017 год в стране было построено больше мощностей возобновляемых источников энергии, чем за предыдущие два года: в 2015-2016 годах было введено 130 МВт ВИЭ, а в 2017 году — 140 МВт, из них более 100 МВт приходятся на солнечные электростанции, а 35 МВт — на первый крупный ветропарк, построенный Fortum  в Ульяновской области.

С января 2018 г. ветряная электрическая станция (ВЭС) Fortum в Ульяновске включена в реестр мощности. ВЭС с установленной мощностью 35 мегаватт стала первым генерирующим объектом, который работает на основе использования энергии ветра на оптовом рынке электроэнергии и мощности (ОРЭМ). Ульяновская ВЭС будет получать гарантированные платежи за мощность по договору о предоставлении мощности (ДПМ) в течение 15 лет.

Монтаж каждой ветроустановки в среднем составляет пять суток. Для сборки одновременно используется два подъемные крана.
Успех обеспечивают строжайшее соблюдение правил промышленной безопасности и охраны труда.

Новая ВЭС с установленной мощностью 35 мегаватт стала первым  генерирующим объектом, функционирующим на основе использования энергии ветра, начавшим работу на оптовом рынке электроэнергии и мощности (ОРЭМ).

В 2018 г. ветряная электрическая станция (ВЭС) Fortum в Ульяновске включена в реестр мощности

По итогам первого полугодия 2018 года Ульяновская ВЭС-1 выработала 48,6 млн кВт*ч чистой энергии. Коэффициент использования установленной мощности составил 32%. УВЭС-1 – в числе мировых лидеров по эффективности.

180 дней работы УВЭС
В 2017 году ПАО «Фортум» и РОСНАНО создали совместный инвестиционный фонд развития ветроэнергетики в России. Фонд получил право на строительство 1000 МВт на основе использования возобновляемых источников энергии в 2018-2022 годах

Мощность ветра

Что такое ветроэнергетика?

Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра.

Это перспективное направление, базирующейся на неисчерпаемом природном ресурсе. В последние годы освоение энергии ветра происходит весьма стремительно по всему миру. Прослеживается тенденция к дальнейшему развитию распространения технологии.

Как работают ветряные электростанции?

Ветряная электростанция — это несколько ВЭУ, собранных в одном или нескольких местах и объединенных в единую сеть.

Ветроэлектрическая установка представляет собой устройство для выработки электроэнергии путем преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию с использованием низкооборотного генератора с прямым приводом на постоянном магните. Это оптимизирует эксплуатационный режим, снижает шум и повышает надежность ВЭУ в целом.

Как используется энергия ветра?

Электричество, создаваемое ВЭС, поступает на оптовый рынок электроэнергии и мощности. Затем наравне с энергией, полученной другими способами, обеспечивает ресурсом потребителей.

Но в отличие от других источников энергия ветра возобновляется, а ее производство не приносит вреда экологии. Поэтому она играет важную роль в переходе к чистому энергетическому будущему.

От чего зависит мощность ветроустановки?

Мощность ветроустановки зависит от нескольких факторов: от скорости ветра, диаметра ветроколеса, плотности воздуха. А также от коэффициента использования энергии ветра, коэффициентов полезного действия редуктора и электрогенератора. Чем выше эти показатели, тем больше мощность ВЭУ.

Из каких материалов состоят ветрогенераторы?

Элементы башенной конструкции сделаны из низколегированной конструкционной стали марки S355J2. Аналогичный высокопрочный металл используют для производства опор ЛЭП, мостов, нефтяных и газовых морских платформ. Производство башен для ВЭУ осуществляется в Таганроге (Ростовская область).

Однако самой сложной в производстве частью ветроустановок является лопасть. Она изготавливается из композитных материалов и представляет собой цельную 62-метровую конструкцию. Технологии создания лопасти во многом идентичны производству крыла самолета. В декабре 2018 года уникальное производство лопастей было открыто в Ульяновской области.

Где строят ветроустановки?

Ветровые турбины устанавливаются в районах с регулярным ветром. Россия имеет огромный потенциал в этом направлении. В регионах, где стабилен данный энергоресурс, рационально строить ветряные электростанции. Но если ветер непостоянен, то, возможно, целесообразнее подумать о солнечной электростанции.

Не наносят ли ветряки вред окружающей среде?

Большинство ученых и представителей экспертного сообщества сходятся во мнении, что объекты ветро- и солнечной энергетики вносят большой вклад в минимизацию антропогенного воздействия на климат и окружающую среду. Электроэнергия от объектов ВИЭ замещает выработку традиционных электростанций, работающих на угле или газе, благодаря чему снижаются выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.

При проектировании ветропарков всегда проводятся орнитологические наблюдения, изучаются маршруты миграции птиц в районе. Чтобы избежать столкновения птиц с ветроэнергетическими установками, каждая башня оборудована репеллентными устройствами, издающими звук для отпугивания пернатых, а каждая лопасть ветроколеса имеет полосы красного цвета, что делает ее более различимой на фоне ландшафта.

Операционный портфель «Фортум» в области возобновляемой энергетики превысил 1 ГВт

Компания является активным участником развития возобновляемых источников энергии в России.

Подробнее

Солнце

Солнечные электростанции Fortum в России

Подробнее

Ветрогенераторы. Виды и устройство. Работа и применение

Современные ветрогенераторы относятся к одной из разновидностей источников альтернативной энергии и уступают по своей эффективности только солнечным концентраторам. Чтобы получить электроэнергию с помощью этих устройств – потребуется целый ряд преобразований, реализуемых посредством специальных генераторных установок. Для рядового пользователя важно определиться с тем, можно ли с их помощью обеспечить электропитанием, например, загородный частный дом.

Многие годы ветряные установки применялись только в промышленных масштабах, что объяснялось их крупными размерами и сравнительно высокой стоимостью. С появлением компактного генераторного оборудования, а также с развитием новых технологий КПД ветряных агрегатов удалось повысить с одновременным уменьшением габаритов установок. После улучшения технических и эксплуатационных показателей ветрогенераторы стали доступны для владельцев частных домов, использующих их в хозяйственных целях. Такие генераторы целесообразно устанавливать в местностях, где наблюдается стабильная «роза ветров» с преимущественными направлениями воздушных потоков.

Кроме того, они востребованы на объектах, испытывающих затруднения с централизованным энергоснабжением. Производительность бытовых моделей достаточна для того, чтобы полностью обеспечить частный жилой дом электроэнергией. При этом установка всего лишь одного ветрового агрегата позволяет существенно снизить расходы на коммунальные нужды (в части энергоснабжения).

Принцип работы

Ветрогенераторы представляют собой современные устройства, в которых реализуется принцип преобразования механической энергии вращения в электрический ток. В качестве привода, формирующего импульс движения, используются ветряные лопасти с валом, который механически связан с ротором генераторного устройства.

При воздействии направленного потока ветра на лопасти такого агрегата вал начинает вращаться, передавая импульс движения ротору электрогенератора. В катушках последнего за счет вращающегося электромагнитного поля наводится переменная ЭДС, используемая в качестве питающего напряжения. Мощности, развиваемой такой генераторной установкой, достаточно для того, чтобы обеспечить электроэнергией небольшое частное хозяйство.

Устройство ветряного генератора

При рассмотрении принципа работы использовался общий подход к описанию его функционирования, без указания всех задействованных элементов.

В общем случае, помимо приводного механизма и генерирующего устройства, ветрогенераторы содержат в своем составе следующие узлы и модули:
  • Регулятор скорости вращения лопастей, необходимый для предотвращения их поломки при сильном ветре.
  • Электронное выпрямительное устройство, преобразующее переменный ток в постоянное напряжение, удобное для аккумулирования энергии.
  • Батарейный узел, необходимый для хранения выработанной энергии и использования ее в периоды безветрия.

Помимо этого, в сложные системы преобразования входит электронная система контроля работы узлов, исключающая аварийные ситуации.

Известные разновидности ветрогенераторов
КПД и производительность зависит от их конструктивных особенностей. Различные варианты исполнения отличаются размерами и формой лопастей, а также способом их ориентации в пространстве. Согласно этому, все существующие ветрогенераторы подразделяются на следующие виды:
  • С горизонтальным расположением оси вращения.
  • Вертикальные конструкции.
  • Со спиральными турбинами.

Ветряки с горизонтальным расположением оси представлены несколькими известными видами с роторным колесом (двух, трех или четырех- лопастными образцами). КПД таких малогабаритных устройств редко превышает 20%. Эффективность работы напрямую зависит от варианта исполнения роторного привода. Последнее может быть тихоходным, предназначенным для эксплуатации при малых скоростях с низким КПД и обычным, работающим при ветре не менее 5-7 м в секунду.

Агрегаты вертикальных конструкций оснащаются «генератором Савониуса» со специальным карусельным колесом. Ось вращения в этих устройствах располагается вертикально, что избавляет от необходимости регулирования угла атаки лопастей, как это делается у типовых горизонтальных моделей.

Кроме того, вертикальные конструкции более компактны и удобны в обслуживании. Несмотря на это, они не пользуются большим спросом у потребителя из-за низкого КПД (этот показатель у них редко превышает 20%). Разработчики ветряных генераторов постоянно работают над улучшением дизайна и усовершенствованием конструкции этих агрегатов применительно к различным целям.

В качестве примера можно привести компактные ветрогенераторы типа «Медуза», которые при общей высоте не более 40 см способны генерировать до 40 кВт в месяц. Эта модель считается самой привлекательной для потребителя, если рассматривать ее с точки зрения соотношения габаритов и мощности.

К типичным представителям ветрогенераторов со спиральными турбинами относятся конструкции под названием «Тихая революция» и «Flower Plants». Они обеспечены надежной защитой от случайного попадания птиц в приводной механизм, а показатель шумности у них вдвое ниже, чем у моделей других типов. Еще одна модель со спиральной турбиной под названием «Liam F1» имеет диаметр в поперечнике порядка 1,5 метра и может обеспечить энергией небольшое строение. Показатель шумности у такого агрегата не превышает 45 Дб.

Ветрогенераторы для частного дома
При рассмотрении различных исполнений генераторов уже упоминалось большинство компонентов и узлов, входящих в состав ветряного агрегата. Полностью укомплектованные устройства должны содержать в своем составе следующие элементы и механизмы:
  • Лопасти (основные и резервные).
  • Турбину с генератором, преобразующим механическое вращение в электрический ток.
  • Систему торможения и выпрямитель.
  • Аккумулятор, используемый для накопления выработанной и неизрасходованной энергии и контроллер к нему.
  • Электронный модуль преобразования постоянного тока в переменный (инвертор).

Система торможения позволяет стабилизировать преобразовательный процесс при резком изменении скорости ветра. Выпрямитель необходим для получения постоянного напряжения из переменного тока (с его помощью удается накапливать энергию в аккумуляторных батареях). К бытовому генератору обычно подключается один или два аккумулятора, которых достаточно для непродолжительного электропитания небольшого домика во время отсутствия ветра.

Контроллер заряда обеспечивает корректную работу накопительного модуля. С его помощью удается направлять полученную энергию в аккумулятор, а также отключать его в нужный момент (например, по окончании зарядки). К тому же контроллер позволяет не допустить полного разряда батарей при возросшем потреблении тока в нагрузке.

Инвертор необходим для обратного преобразования – получения переменного напряжения из постоянного. Без него невозможно полноценное питание бытовых приборов в частном жилье, рассчитанных на 220 В 50 герц. Рабочая мощность всего генераторного комплекса зависит от характеристик инвертора, поскольку он является последним звеном в цепочке электрических преобразований.

Самостоятельный выбор
Перед выбором подходящего верогенератора, удовлетворяющего нуждам небольшого домашнего хозяйства, придется проделать следующие подготовительные операции:
  • Рассчитать энергопотребление дома в целом, просуммировав мощности всех установленных в нем приборов и агрегатов (включая сам «ветряк»).
  • Узнать в характеристиках приобретаемого ветрогенератора мощность, развиваемую его турбиной.
  • По результатам сравнения этих двух параметров определиться с нужным количеством однотипных «ветряков».

Реальная или фактическая мощность, которую способны развить ветрогенераторы, может заметно отличаться от ее номинального значения. Этот показатель в значительной мере зависит от скорости и направления ветров в каждой конкретной местности.

Мощность типового «ветряка», используемого для бытовых нужд, обычно не превышает 500 Вт. По этой причине для энергообеспечения частного дома может потребоваться установить несколько ветрогенераторов.

Преимущества и недостатки
К числу основных преимуществ применения ветрогенераторов в народнохозяйственных сферах и в быту относят:
  • Абсолютная экологичность процесса выработки энергии.
  • Автономность (независимость от централизованных источников питания).
  • Возможность самостоятельного обустройства ветряной станции.
  • Простота обслуживания.

При этом нельзя забывать и о недостатках ветряных установок, проявляющихся в сложности схемы преобразования и в сравнительно низком КПД. Также важно помнить о том, что применять ветрогенераторы имеет смысл только в местностях с подходящей ветровой обстановкой.

Похожие темы:
  • Приливная электростанция. Виды и устройство. Работа и особенности
  • Солнечные электростанции для дома. Виды и устройство. Как выбрать
  • Автомобильный генератор. Виды и устройство. Работа и особенности
  • Динамо-машина (Велогенератор). Виды и особенности. Работа
  • Генераторы электроэнергии (альтернаторы). Виды и устройство

Энергия ветра | Schneider Electric Россия

Перейти к вашему решению

Посмотреть все решения для производства электроэнергии

Решения для ветроэнергетических установок – Главная цепь питания Решения для ветроэнергетических установок – Вспомогательная цепь Решения для ветроэнергетических установок – Управление турбиной Решения для ветряных ферм – Хранение энергоресурсов, полученных от станций среднего напряжения Решения для ветряных ферм – Подключение к сети Решения для ветряных ферм – Централизованный контроль

Решения для ветроэнергетических установок: Главная цепь питания

Максимальная эффективность и объем получаемой энергии Продукты, разработанные специально для области ветроэнергетики, усилят надежность и безопасность главной цепи питания.

Решение и преимущества

Наш широкий ассортимент продуктов, охватывающий все – от автоматических выключателей Masterpact MTZ для систем низкого напряжения и контакторов Tesys F до распределительных устройств среднего напряжения, предназначен для работы в жестких условиях, например в гондоле ветровой турбины. Наши решения можно устанавливать в ветрогенераторах на высоте до 4000 м над уровнем моря и при температуре окружающей среды в диапазоне от -40 до 50 °С. Они соответствуют требованиям всех применимых стандартов и удовлетворяют потребности сетей.

> Сокращайте время простоя и увеличивайте срок службы своего оборудования. 
> Снижайте капитальные и эксплуатационные расходы до 25% за счет коррекции коэффициента мощности и подавления гармоник
> Усиливайте безопасность за счет постоянного теплотехнического контроля и обнаружения аномальных температур
> Усиливайте безопасность за счет встроенных распределительных устройств и трансформаторных подстанций

Найти продукты и решения

Master

Pact MTZ

PowerLogic, cерия PM8000

AccuSine PCS+

TeSys F

Решения для ветроэнергетических установок: Вспомогательная цепь

От щитов КИП до средств защиты от скачков напряжения – у Schneider Electric есть все необходимое вам оборудование, выдерживающее тяжелые условия эксплуатации ветроэнергетических установок и обеспечивающее безопасность, модернизируемость и управление издержками.

Решение и преимущества

Наш опыт в области автоматизации и распределения электроэнергии помог нам создать комплексные адаптированные решения для ветроэнергетических установок, идеально вписывающиеся в ваши вспомогательные цепи.

> Прочные и надежные щиты контрольно-измерительных приборов.
> Эффективный ИЧМ с высокой степенью подключенности.
> Системы контроля и подачи сигналов компактны и просты в управлении.
> Защита от скачков напряжения для надежной, безопасной, чистой энергии.
> Точные и надежные пускатели электродвигателей, устройства плавного пуска и частотно-регулируемые приводы.

Найти продукты и решения

Altivar Machine ATV340

Altistart 22

Magelis GTU

УЗИП Acti

9

TeSys U

TeSys Deca – frame 4

TeSys Deca

Решения для ветроэнергетических установок: Управление турбиной

Для обеспечения безопасности и эффективности ветряных турбин требуются системы автоматического контроля, резервные источники питания, датчики и детекторы неисправностей.

Решение и преимущества

Компактное и прочное сочетание программируемого логического контроллера (ПЛК) и ИБП обеспечит вам полный контроль над турбиной. Это устройство потребляет мало электроэнергии и функционирует даже тогда, когда турбина простаивает; его также легко модифицировать и модернизировать.

> Плавное выключение турбины и систем управления и контроля.
> Сбор данных о текущем состоянии / о сбоях во время отключения электроэнергии.
> Снижение затрат на обслуживание, повышение надежности, облегчение процесса поиска и устранения неисправностей.
> Повышенная безопасность турбины, сотрудников и сети.

Найти продукты и решения

Modicon M340

Контроллер

Modicon M580 ePAC

Modicon M258

Smart-UPS

ИБП

Smart-UPS On-Line

Symmetra

Решения для ветряных ферм: Сбор и хранение энергоресурсов, полученных от станций среднего напряжения

Если вы имеете дело с несколькими турбинами, необходимо собирать получаемые энергоресурсы, прежде чем они попадут на электростанцию для распределения. Чтобы этот процесс проходил максимально безопасно и эффективно, операторам ветряных ферм необходима система аккумуляции энергоресурсов среднего напряжения.

Решение и преимущества

Компания Schneider Electric имеет огромный опыт работы по установке ветрогенераторов на воде и поучаствовала более чем в 100 подобных проектах в одной только Северной Европе. Мы уже больше восьми лет работаем с морскими ветряными электростанциями и установили более 5000 панелей. Мы предлагаем специально разработанную, испытанную архитектуру для среднего/низкого напряжения с интеллектуальным управлением. Она поможет вам облегчить и ускорить реализацию проекта.

> Изолированные распределительные устройства оптимизируют работу электростанции, повышают производительность и обеспечивают бесперебойную подачу энергии.
> Высокоэффективные и надежные трансформаторы, разработанные специально для ветряных электростанций
> Готовые к эксплуатации специализированные подстанции повышают эффективность сети и обеспечивают максимальную производительность.
> Единая электроустановка помогает снизить затраты на техническое обслуживание.
> Мониторинг ресурсов и оптимизация планирования работ по техническому обслуживанию

Найти продукты и решения

Easergy Sepam P3

Trihal

Трансформаторы среднего напряжения

RM6

КРУЭ GHA

PowerLogic™ PowerTag

Решения для ветряных ферм: Подключение к сети

Подключение к энергетической сети влечет за собой ряд сложностей: скачки напряжения, искажения мощности и, разумеется, строгие нормативные требования сети. Даже небольшие изменения мощности могут спровоцировать отключение автоматического выключателя, что отправит большие нагрузки на соседние линии и приведет к цепи сбоев и неисправностей.

Решение и преимущества

Мы предлагаем решение, которое избавит вас от тревог и обеспечит необходимую вам оптимизированную надежность, гарантируя готовность сети 99,5%. Решение включает в себя элегазовое распределительное устройство в металлическом корпусе, предназначенное для обеспечения максимальной безопасности в ограниченном пространстве. Конструкция устройства защищает его от воздействия окружающей среды, что обеспечивает превосходные показатели бесперебойного обслуживания. Что касается требований энергосетей, то мы разрабатываем и поставляем все, что вам нужно для соответствия, от готовых решений для коррекции коэффициента мощности в сетях со средним и низким напряжением до систем компенсации в режиме реального времени.

> Стандартное сокращение капитальных и эксплуатационных расходов до 25%
> Значительное сокращение времени простоев
> Увеличение срока службы оборудования
> Сведение к минимуму системных потерь и потребления мощности
> Снижение перегрузок электрической системы, а следовательно, увеличение энергоотдачи
> Снижение коэффициента мощности для гармоник низкого уровня

Найти продукты и решения

PowerLogic PFC Capacitor Banks IEC

КРУЭ GHA

Решения для ветряных электростанций: Централизованный контроль

Ветряные электростанции сложны для управления и контроля, особенно если у вас несколько площадок. Поэтому, если ваша итоговая прибыль зависит от возможности четко контролировать общее состояние и производительность турбин, вы не можете действовать наугад.

Решение и преимущества

Решение для контроля от Schneider Electric обеспечивает вам обзор всего, что происходит на вашей ветроэлектростанции, включая самые точные в отрасли счетчики электроэнергии. Schneider Electric также предоставляет обширный набор консультационных услуг на протяжении всего жизненного цикла вашего проекта. Вы всегда можете на нас положиться.

> Оптимизируйте производство электроэнергии и затраты на техническое обслуживание
> Предотвращение сбоев электропитания
> Защита вашего оборудования
> Повышение надежности электрооборудования и ресурсов
> Максимальная окупаемость инвестиций
> Сокращение времени реагирования на неисправности на объекте
> Снижение эксплуатационных расходов

Найти продукты и решения

Система измерения, учета и контроля качества электроэнергии

EcoStruxure™ Power Advisor

Услуги распределения электроэнергии

Ваше оборудование будет работать слаженно и безопасно и обеспечивать максимальную производительность с нашей экспертной поддержкой на протяжении всего жизненного цикла вашего оборудования.

Документы и файлы для загрузки

Просмотрите техническую библиотеку, чтобы найти листы технических данных, технические характеристики изделий и другую полезную информацию.

Мобильное приложение для клиентов

Загрузите приложение mySchneider, чтобы в любое время и в любом месте получать помощь экспертов. Воспользуйтесь сегодня же!

+ Услуги, оказываемые на протяжении всего срока службы

Мы предлагаем различные услуги для вашего бизнеса: от консультаций в области энергетики и устойчивого развития до оптимизации жизненного цикла ваших ресурсов.

Нужна помощь?

Начните здесь!

Найдите ответы на вопросы прямо сейчас. Подберите решение самостоятельно или проконсультируйтесь с нашими экспертами.

Обратитесь в службу поддержки

Свяжитесь с нашей службой поддержки клиентов, чтобы получить информацию, техническую поддержку, подать жалобу или решить другие вопросы.

Поиск в часто задаваемых вопросах

Чтобы получить ответы на интересующие вас вопросы, просмотрите раздел “Часто задаваемые вопросы” (FAQ).

 opens in new Window

Свяжитесь с командой по поддержке проектов

Сформулируйте запрос, и наш специалист свяжется с Вами для уточнения деталей.

Как работает ветряная турбина — текстовая версия

Сила ветра

Ветряные турбины используют ветер — чистый, бесплатный и широко доступный возобновляемый источник энергии — для выработки электроэнергии. На этой странице представлена ​​текстовая версия интерактивной анимации: Как работает ветряная турбина.

Как работает ветряная турбина

Ветряная турбина преобразует энергию ветра в электричество за счет аэродинамической силы лопастей ротора, которые работают как крыло самолета или лопасти винта вертолета. Когда ветер обдувает лопасть, давление воздуха на одной стороне лопасти уменьшается. Разница в давлении воздуха по обеим сторонам лопасти создает как подъемную силу, так и сопротивление. Подъемная сила больше, чем сопротивление, и это заставляет ротор вращаться. Ротор соединяется с генератором либо напрямую (если это турбина с прямым приводом), либо через вал и ряд шестерен (редуктор), которые ускоряют вращение и позволяют физически уменьшить генератор. Этот перевод аэродинамической силы во вращение генератора создает электричество.

Как работает ветряная электростанция

Ветряные электростанции производят электроэнергию за счет множества ветряных турбин, расположенных в одном месте. На размещение ветряной электростанции влияют такие факторы, как ветровые условия, окружающая местность, доступ к линиям электропередач и другие факторы размещения. В ветряной электростанции коммунального масштаба каждая турбина вырабатывает электроэнергию, которая поступает на подстанцию, где затем передается в сеть, где питает наши сообщества.

Передача инфекции

Линии электропередач передают электричество высокого напряжения на большие расстояния от ветряных турбин и других генераторов энергии в районы, где эта энергия необходима.

Трансформеры

Трансформаторы получают электроэнергию переменного тока при одном напряжении и повышают или понижают напряжение для подачи электроэнергии по мере необходимости. Ветряная электростанция будет использовать повышающий трансформатор для повышения напряжения (таким образом, уменьшая требуемый ток), что снижает потери мощности, возникающие при передаче больших токов на большие расстояния по линиям электропередач. Когда электричество достигает сообщества, трансформаторы снижают напряжение, чтобы сделать его безопасным и пригодным для использования зданиями и домами в этом сообществе.

Подстанция

Подстанция соединяет систему передачи с системой распределения, которая поставляет электроэнергию населению. Внутри подстанции трансформаторы преобразуют электроэнергию с высокого напряжения в более низкое напряжение, которое затем может быть безопасно доставлено потребителям электроэнергии.

Башня ветряной турбины

Изготовленная из трубчатой ​​стали, башня поддерживает конструкцию турбины. Башни обычно состоят из трех секций и собираются на месте. Поскольку скорость ветра увеличивается с высотой, более высокие башни позволяют турбинам захватывать больше энергии и генерировать больше электроэнергии. Ветры на высоте 30 метров (примерно 100 футов) и выше также менее турбулентны.

Направление ветра

Определяет конструкцию турбины. Ветряные турбины, подобные показанной здесь, обращены к ветру, а подветренные – в сторону. Большинство наземных ветряных турбин коммунального масштаба являются ветряными турбинами.

Флюгер

Флюгер измеряет направление ветра и взаимодействует с приводом рыскания, чтобы правильно ориентировать турбину относительно ветра.

 

 

 

Анемометр

Анемометр измеряет скорость ветра и передает данные о скорости ветра на контроллер.

Лезвия

Большинство турбин имеют три лопасти, изготовленные в основном из стекловолокна. Лопасти турбин различаются по размеру, но типичная современная наземная ветряная турбина имеет лопасти длиной более 170 футов (52 метра). Самая большая турбина — морская ветряная турбина GE Haliade-X с лопастями длиной 351 фут (107 метров) — примерно такой же длины, как футбольное поле. Когда ветер обдувает лопасть, давление воздуха на одной стороне лопасти уменьшается. Разница в давлении воздуха по обеим сторонам лопасти создает как подъемную силу, так и сопротивление. Подъемная сила больше, чем сопротивление, и это заставляет ротор вращаться.

Наземная турбина с редуктором

Трансмиссия турбины с редуктором состоит из ротора, главного подшипника, главного вала, редуктора и генератора. Трансмиссия преобразует низкоскоростное вращение ротора турбины (лопасти и узел ступицы) с высоким крутящим моментом в электрическую энергию.

Гондола

Гондола находится на вершине башни и содержит редуктор, низкоскоростные и высокоскоростные валы, генератор и тормоз. Некоторые гондолы больше дома и для турбины с редуктором мощностью 1,5 МВт могут весить более 4,5 тонн.

Система рыскания

Привод рыскания поворачивает гондолу на ветряных турбинах, чтобы они оставались обращенными к ветру при изменении направления ветра. Для этого двигатели рыскания приводят в действие привод рыскания.

Ветряные турбины не требуют привода рыскания, потому что ветер вручную уносит ротор от него.

Система подачи

Система шага регулирует угол наклона лопастей ветряной турбины по отношению к ветру, контролируя скорость вращения ротора. Регулируя угол наклона лопастей турбины, система шага определяет, сколько энергии могут извлекать лопасти. Система шага также может «раскачивать» лопасти, регулируя их угол, чтобы они не создавали силы, которая могла бы вызвать вращение ротора. Оперение лопастей замедляет ротор турбины, чтобы предотвратить повреждение машины, когда скорость ветра слишком высока для безопасной работы.

Центр

Часть трансмиссии турбины, лопасти турбины входят в ступицу, соединенную с главным валом турбины.

Коробка передач

Трансмиссия состоит из ротора, главного подшипника, главного вала, редуктора и генератора. Трансмиссия преобразует низкоскоростное вращение ротора турбины (лопасти и узел ступицы) с высоким крутящим моментом в электрическую энергию.

Ротор

Лопасти и ступица вместе образуют ротор турбины.

Тихоходный вал

Часть трансмиссии турбины, низкоскоростной вал соединен с ротором и вращается со скоростью 8–20 оборотов в минуту.

Подшипник главного вала

Часть трансмиссии турбины, главный подшипник поддерживает вращающийся низкоскоростной вал и уменьшает трение между движущимися частями, чтобы силы от ротора не повреждали вал.

Высокоскоростной вал

Часть трансмиссии турбины, высокоскоростной вал соединяется с коробкой передач и приводит в движение генератор.

Генератор

Генератор приводится в движение высокоскоростным валом. Медные обмотки вращаются через магнитное поле в генераторе для производства электроэнергии. Некоторые генераторы приводятся в действие редукторами (показанными здесь), а другие представляют собой прямые приводы, в которых ротор присоединяется непосредственно к генератору.

Контроллер

Контроллер позволяет запускать машину при скорости ветра около 7–11 миль в час (миль в час) и выключает машину, когда скорость ветра превышает 55–65 миль в час. Контроллер выключает турбину при более высоких скоростях ветра, чтобы избежать повреждения различных частей турбины. Думайте о контроллере как о нервной системе турбины.

Тормоз

Турбинные тормоза не похожи на автомобильные тормоза. Тормоз турбины удерживает ротор от вращения после того, как он был отключен системой шага. Как только лопасти турбины останавливаются контроллером, тормоз удерживает лопасти турбины в неподвижном состоянии, что необходимо для технического обслуживания.

Морская ветряная турбина с прямым приводом

Турбины с прямым приводом упрощают системы гондол и могут повысить эффективность и надежность за счет устранения проблем с коробкой передач. Они работают, соединяя ротор напрямую с генератором для выработки электроэнергии.

Морской флюгер и анемометр с прямым приводом

Флюгер измеряет направление ветра и взаимодействует с приводом рыскания, чтобы правильно ориентировать турбину относительно ветра.

Анемометр измеряет скорость ветра и передает данные о скорости ветра на контроллер.

Система рыскания с прямым приводом

Электродвигатели рыскания приводят в действие привод рыскания, который вращает гондолы ветряных турбин, чтобы они оставались обращенными к ветру при изменении направления ветра.

Лопасти генератора с прямым приводом

Большинство турбин имеют три лопасти, изготовленные в основном из стекловолокна. Когда ветер обдувает лопасть, давление воздуха на одной стороне лопасти уменьшается. Разница в давлении воздуха по обеим сторонам лопасти создает как подъемную силу, так и сопротивление. Подъемная сила больше, чем сопротивление, и это заставляет ротор вращаться. Лопасти турбины GE Haliade X имеют длину 351 фут (107 метров) — примерно такую ​​же длину, как футбольное поле!

Система шага с прямым приводом

Система шага регулирует угол наклона лопастей ветряной турбины по отношению к ветру, контролируя скорость вращения ротора. Регулируя угол наклона лопастей турбины, система шага определяет, сколько энергии могут извлекать лопасти. Система шага также может «раскачивать» лопасти, регулируя их угол, чтобы они не создавали силы, которая могла бы вызвать вращение ротора. Оперение лопастей замедляет ротор турбины, чтобы предотвратить повреждение машины, когда скорость ветра слишком высока для безопасной работы.

Концентратор прямого привода

Лопасти турбины вставляются в ступицу, соединенную с генератором турбины.

Ротор с прямым приводом

Лопасти и ступица вместе образуют ротор турбины.

Генератор с прямым приводом

Генераторы с прямым приводом не используют редуктор для выработки электроэнергии. Они генерируют энергию, используя гигантское кольцо постоянных магнитов, которые вращаются вместе с ротором, производя электрический ток, проходя через стационарные медные катушки. Большой диаметр кольца позволяет генератору создавать большую мощность при вращении с той же скоростью, что и лопасти (8–20 оборотов в минуту), поэтому ему не нужен редуктор, чтобы разогнать его до тысяч оборотов. в минуту требуют другие генераторы.

Контроллер прямого привода

Контроллер позволяет запускать машину при скорости ветра около 7–11 миль в час (миль в час) и выключает машину, когда скорость ветра превышает 55–65 миль в час. Контроллер выключает турбину при более высоких скоростях ветра, чтобы избежать повреждения различных частей турбины. Думайте о контроллере как о нервной системе турбины.

Тормоз с прямым приводом

Турбинные тормоза — это не автомобильные тормоза. Тормоз турбины удерживает ротор от вращения после того, как он был отключен системой шага. Как только лопасти турбины останавливаются контроллером, тормоз удерживает лопасти турбины в неподвижном состоянии, что необходимо для технического обслуживания.

Подшипник ротора прямого привода

Подшипник ротора поддерживает основной вал и уменьшает трение между движущимися частями, чтобы силы от ротора не повреждали вал.

Узнайте больше об энергии ветра

Как работают ветряные турбины?

Изучите основы работы ветряных турбин для производства чистой энергии из обильного возобновляемого ресурса — ветра.

Учить больше

Основы ветроэнергетики

Узнайте больше о ветроэнергетике здесь, от принципа работы ветряной турбины до новых захватывающих исследований в области ветровой энергии.

Учить больше

History of U.S. Wind Energy

На протяжении всей истории использование энергии ветра то возрастало, то уменьшалось, от использования ветряных мельниц в прошлые века до высокотехнологичных ветряных турбин на ветряных электростанциях сегодня…

Учить больше

Сколько мощности составляет 1 гигаватт?

Дата, которую большинство любителей кино знает наизусть, 21 октября 2015 года — это день, когда Марти МакФлай и Док Браун путешествуют в «Назад в будущее, часть 2».

Учить больше

Вихревая безлопастная турбина — новое изобретение энергии ветра!

Энергия

Ветер

Bladeless

// Новое изобретение ветряных турбин

Vortex Bladeless — это альтернативный и инновационный способ использования энергии ветра с различными захватывающими характеристиками, который делает его революцией в производстве ветровой энергии.

EFFICIENT CLEAN POWER

Вихревая технология собирает энергию жидкости, когда она проходит через поверхность, создавая аэроупругие колебательные движения на устройстве.

СНИЖЕНИЕ ЗАТРАТ

Отсутствие шестерен или подшипников, которые могут сломаться, масло не требуется. Vortex значительно снижает затраты на производство, эксплуатацию и техническое обслуживание.

ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЙ

Значительное сокращение углеродного следа по сравнению с обычной энергией ветра. Нет необходимости в смазке или загрязняющих веществах. Безвреден для дикой природы.

ИНТЕГРАЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Легко устанавливается и снимается в случае необходимости. Модульная конструкция, комбинируйте ее с другими вихревыми и солнечными панелями, работающими как в сети, так и вне сети.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ВЕСЫ

Масштабируемость Vortex делает небольшие устройства идеальными для производства энергии на месте. Большие устройства могут быть установлены ближе, чем обычные ветряные турбины.

В РАЗРАБОТКЕ!

Устройства Vortex пока не продаются. Хорошим вещам нужно время!

Как это работает?

Вихревая турбина осцилляции

VORTEX TACOMA (2,75м) – В РАЗРАБОТКЕ, ЕЩЕ НЕ В ПРОДАЖЕ!

05;hoverscaley:1.05;position:relative;”> Мачта

Выпрямитель

Генератор и
Система настройки

Выходная мощность

Якорное якорное значение

Основание

Верхняя крышка

// Принцип колебаний вихрей

// vortex uscillation. показали, что ветер является отличным источником энергии. Однако некоторые из его функций не делают их подходящими для некоторых приложений.

Чистая энергия с Vortex

Технология Vortex не использует лопастей, получая энергию от ветра посредством колебаний без шестерен, тормозов и масла. Его дизайн делает его хорошей альтернативой для более экологичного производства на месте.

// Vortex Persongs

Низкое обслуживание
безвредно для дикой природы
Шечатые и тормоза
.0271

Обычные ветряные турбины

В настоящее время традиционные ветряные турбины показали, что ветер является отличным источником энергии. Однако некоторые его характеристики не делают их подходящими для некоторых приложений.

Чистая энергия с Vortex

Технология Vortex не использует лопастей, получая энергию от ветра посредством колебаний без шестерен, тормозов и масла. Его дизайн делает его хорошей альтернативой для более экологичного производства на месте.

Низкое обслуживание

Безвредный для дикой природы

Руинки и тормоза

Требуется смазы

// Стратегические партнеры

Ctrl+C, Ctrl+V Ctrl+V Ctrl+V… Внутри Vortex Nano

Кто-то прислал нам это видео. Это не гигантский Во

Разве это не было бы хорошо? 😍 Везде, где вы можете разместить

С гордостью сообщаем, что мы только что получили сертификат ISO9001.

Мы не могли пропустить #COP25 #ClimateSummit в Мадре

Команда Vortex Bladeless желает вам веселого и ветреного настроения

⚡ #WindPower показал себя как отличный кислый

Первые устройства Vortex Nano высотой 85 см с полным

Пять прототипов #h3020 Tacoma готовы к установке Очередная экспериментальная установка Nano! Это ти
Следуйте за нами! @vortexbladeless
Красивое видео-открытие, которое огромный фанат сделал для нас! 😍

Хотите один из первых вихревых вибраторов?

Prototipos Tacoma en el Valle Amblés de Ávila, s

Первые устройства Vortex Nano высотой 85 см с полным

Мы не могли пропустить #COP25 #ClimateSummit в Мадре

Запись для @cgtn UK в Avila! 🎥 #энергия ветра #


Как это работает? – Ветряная турбина Vortex в двух словах

Первый ветродвигатель без лопастей и шестерен

// Основы идеи

Vortex Bladeless — резонансный ветрогенератор с вихревой вибрацией. Он использует энергию ветра из-за явления завихрения, называемого вихреобразованием. В основном безлопастная технология состоит из цилиндра, закрепленного вертикально эластичным стержнем. Цилиндр колеблется в диапазоне ветра, который затем вырабатывает электричество через систему генератора переменного тока. Другими словами, это ветряная турбина, которая на самом деле не является турбиной.

 

Вихревые ветряные генераторы больше похожи по своим характеристикам и экономической эффективности с течением времени на солнечные панели, чем на обычные ветряные турбины.

Структура и геометрия

 

Внешний цилиндр имеет большую жесткость и способен вибрировать, оставаясь прикрепленным к нижнему стержню. Вершина цилиндра не стеснена и имеет максимальную амплитуду колебаний. Конструкция построена с использованием смол, армированных углеродным и/или стеклянным волокном, материалов, используемых в обычных лопастях ветряных турбин.

 

Верхняя часть стержня поддерживает мачту, а нижняя часть прочно закреплена на земле. Он изготовлен из полимера, армированного углеродным волокном, что обеспечивает высокую устойчивость к усталости и минимальную утечку энергии при колебаниях.

 

Естественно, конструкция такого ветряка сильно отличается от традиционной турбины. Вместо обычной башни, гондолы и лопастей наш аппарат имеет только мачту из легких материалов над основанием. Это уменьшает использование сырья и потребность в более глубоком фундаменте.

Преобразование энергии

Наша безлопастная ветряная турбина улавливает энергию ветра за счет явления резонанса, вызванного аэродинамическим эффектом, называемым вихреобразованием. В гидромеханике, когда ветер проходит через тупое тело, поток изменяется и создает циклический узор вихрей. Как только частота этих сил становится достаточно близкой к структурной частоте тела, тело начинает колебаться и входит в резонанс с ветром. Это также известно как вихревая вибрация (VIV).

Получено из Университета Дьюка

Вихревая технология, гидродинамика

 

Этого явления VIV обычно избегают в проектировании конструкций, аэронавтике и архитектуре. Наоборот, турбины Vortex максимизируют эту аэродинамическую нестабильность и турбулентность ветра, улавливая эту энергию.

 

Геометрия мачты Vortex специально разработана для достижения максимальной производительности при средних наблюдаемых скоростях ветра. Он способен очень быстро адаптироваться к изменениям направления ветра и турбулентным воздушным потокам, обычно наблюдаемым в городских условиях.

Нарушение нисходящего потока ветра является причиной того, что обычные турбины необходимо устанавливать далеко друг от друга. Это не касается безлопастных ветрогенераторов, устраняются любые ограничения, связанные с «эффектом следа». Кроме того, мы ожидаем, что устройства Vortex будут лучше работать вместе, взаимодействуя друг с другом, если вокруг них будет достаточно свободного пространства, которое, по оценкам, составляет половину общей высоты устройства. Для обычных ветряков это свободное пространство обычно в пять раз превышает общую высоту устройства.

Генератор переменного тока Vortex

В настоящее время Vortex вырабатывает электричество с помощью системы генератора, состоящей из катушек и магнитов, адаптированной к динамике вихря, без шестерен, валов или каких-либо вращающихся частей. Наш вихревой генератор в настоящее время считается «маленькой ветряной турбиной».

 

Генераторы переменного тока — это хорошо известная технология, хотя способ ее использования Vortex является инновационным и запатентованным. Такая конструкция позволяет сократить объем технического обслуживания и устраняет необходимость в смазке.

A. Неподвижная часть статора
B. Подвижная часть генератора переменного тока
C. Опора статора

Настройка частоты

 

Частота вихреобразования пропорциональна скорости ветрового потока, однако каждая конструкция имеет собственную частоту собственных колебаний. Чтобы сопоставить частоты ветра с собственной частотой устройства, вы должны изменить массу тела (чем больше масса, тем меньше собственная частота) и жесткость (чем больше жесткость, тем выше частота) и другие параметры. Следовательно, вам потребуются сложные механизмы для изменения собственной частоты этого устройства.

 

Чтобы избежать этого, в конструкции Vortex вместо этого используется магнитная удерживающая система с постоянными магнитами, которые увеличивают кажущуюся жесткость системы в зависимости от степени их изгиба. Степень изгиба растет по мере усиления ветра. Мы называем это «системой настройки».

 

В результате запатентованная система самосинхронизации Vortex позволяет без усилий захватывать более широкий диапазон скоростей ветра с точкой включения примерно в 3 м/с (начальная скорость). Он может автоматически изменять жесткость и «синхронизироваться» со скоростью набегающего ветра, чтобы оставаться в резонансе без какого-либо механического или ручного вмешательства. Таким образом увеличивается дальность захвата аэрогенератора.

// Фон Карман Вихревой эффект

Эффект Вихревой улицы или Вихревой поток был впервые описан и математически формализован Теодором фон Карманом, гением аэронавтики, в 1911 году. Этот эффект создается боковыми силами ветра на объект, погруженный в ламинарный поток. Ветровой поток создает циклический узор вихрей, что может стать инженерной проблемой для тонких конструкций, таких как башни, мачты и дымоходы. Одним из таких примеров является обрушение моста Такома-Нарроу в 19 г. 40, США.

Понимание вибрации

 

Идея ветряной турбины Vortex заключается в том, что те же силы можно использовать для производства энергии. Когда вихри ветра соответствуют собственной частоте конструкции устройства, оно начинает резонировать и, следовательно, колебаться, поэтому безлопастная ветряная турбина может использовать энергию этого движения как обычный генератор.

Вы найдете множество примеров эффекта Vortex Shedding в повседневной жизни. Основываясь на этом принципе и принимая во внимание некоторые другие физические явления, такие как закон Беца, аэродинамика конечных тел, области турбулентности, градиент ветра и т. д., команда Vortex создала множество вычислительных моделей, которые прольют свет на правильную геометрию и параметры для разработки и повышения эффективности конструкции Vortex.

Компьютерное моделирование

 

Хотя 2D-моделирование представляет для нас большой интерес, VIV — это трехмерный феномен. Взаимодействие вихрей вдоль устройства описано другими авторами. Поскольку у нас новая технология, мы должны создавать новые модели и подтверждать их достоверность. Эти трехмерные модели основаны на числе Рейнольдса, важной безразмерной величине в механике жидкости, используемой для прогнозирования моделей потока в различных ситуациях потока жидкости

 

Требуется большое количество вычислительных ресурсов. Мы усердно работаем, используя программное обеспечение Altair для моделирования, пытаясь найти наилучший способ достижения оптимальных результатов с доступным количеством вычислительных ресурсов и времени. Мы также сотрудничаем с Суперкомпьютерным центром Барселоны, используя их вычислительные и экспертные ресурсы.

// Основные характеристики

Материалы и срок службы

 

Современные технологии ветряных турбин должны выдерживать очень разные уровни нагрузки при переменных скоростях ветра, что предъявляет высокие механические требования к передающим компонентам, таким как шестерни, подшипники, втулки или тормоза. Многочисленные движущиеся части постоянно изнашиваются, что приводит к высоким затратам на техническое обслуживание.

 

Безлопастные ветряные турбины полностью исключают механические элементы, подверженные износу из-за трения. Основными материалами, используемыми для изготовления турбин Vortex, являются полимеры углеродного волокна, пластмассы, сталь, неодим и медь. Рабочие пределы этих материалов далеки от рабочих стандартов Vortex.

Vortex Tacoma (2,75 м) – В разработке, еще не поступил в продажу!

Система настройки

Генератор

Выпрямитель

Выходная мощность

05;hoverscaley:1.05;position:relative;”> Anchoring

Top cover

__________________________________________

_______________

_______________

_______________

_______________

_______________

_______________

_______________

__________________________________________

BASE

MAST

__________________________________________

__________________________________________

__________________________________________

__________________________________________

Стресс и усталость

 

Конечно, эта ветряная турбина не застрахована от усталости и стрессовых воздействий. Усталость определяется ослаблением материала, вызванным многократно приложенными нагрузками или силами. Стержень вихревой турбины постоянно изгибается, и в конечном итоге может произойти разрушение материала. Первые продукты были разработаны с особым вниманием к этому вопросу.

 

Удилище из углеродного волокна рассчитано на работу с максимальной амплитудой колебаний 2,7º. Это подразумевает очень низкую деформацию материала. Расчетно-математический анализ, проведенный в отношении компонента, наиболее подверженного этому явлению усталости, заставляет нас думать, что аэрогенератор Vortex имеет огромный срок службы.

Экономичность

 

Одним из основных преимуществ вихревых турбин являются низкие затраты. Мы подсчитали, что нормированная стоимость энергии (LCOE) турбин Vortex будет ниже, что позволит быстрее окупить инвестиции. В любом случае, необходимо провести дополнительные исследования по этой теме, чтобы сказать с уверенностью.

Это делает эту технологию очень конкурентоспособной не только по сравнению с поколениями альтернативной или возобновляемой энергии, но даже по сравнению с обычными технологиями. Вы можете прочитать исследование об экономической эффективности безлопастных турбин здесь.

 

Такое снижение затрат достигается благодаря продуманному дизайну и использованию сырья. Нет необходимости в гондоле, опорных механизмах и лопастях, которые обычно являются дорогостоящими компонентами обычных ветрогенераторов.

 

Благодаря очень легкому весу и близкому расположению центра тяжести к земле требования к анкеровке или фундаменту значительно снижены по сравнению с обычными турбинами, что упрощает установку.

Генерирующая мощность

При преобразовании энергии ветра выработка электроэнергии пропорциональна рабочей площади ветряной турбины. В настоящее время Vortex занимает до 30 % рабочей площади обычного 3-лопастного ветряка такой же высоты.

 

В результате, вообще говоря, мы можем сказать, что вихревая ветровая энергия менее энергоэффективна, чем обычные ветряные турбины с горизонтальной осью. С другой стороны, меньшая омываемая площадь позволяет устанавливать больше безлопастных турбин на той же площади поверхности, компенсируя энергоэффективность за счет экономии места более дешевым способом.

 

Расчетная выходная мощность Vortex Tacoma (2,75 м) составляет 100 Вт после промышленного производства.

Всенаправленный

Вихревые устройства всегда ориентированы по ветру благодаря круглому сечению мачты. Ветровая турбулентность или смешанные потоки ветра не влияют на работу аэрогенератора.

Тормоза не требуются

Резонанс исчезает за пределами диапазона фиксации, поэтому Vortex перестает колебаться сам по себе без тормозов, если скорость ветра превышает пороговое значение устройства.

Установленная плотность мощности

Любое ограничение «эффекта тени» исключено. Требуемое расстояние между устройствами очень мало, так как слабый Vortex не оказывает негативного влияния на последующие устройства.

Любые скоростные характеристики

Вихревая технология предназначена для получения энергии от ветра с очень низкой скоростью, чаще в жилых или городских условиях.

Тихая чистая энергия

Vortex не имеет движущихся шестерен, а колебания происходят на очень низких частотах, поэтому при правильной калибровке устройство работает бесшумно. Легко и просто, как солнечная панель!

Атмосферная адаптация

 

В городских условиях ветровые воздушные потоки обычно очень турбулентны, это проблема обычных ветряных турбин. Кроме того, при установке нескольких ветряков, работающих вместе, в одном месте проблематичным является кильватер обычных ветряков.

 

С другой стороны, обычные ветряные турбины нуждаются в системе ориентации, чтобы смотреть на набегающий поток ветра. Вихревым ветрогенераторам он больше не нужен из-за круглого сечения.

 

Эффект VIV основан на турбулентности жидкости. Следовательно, этот безлопастный ветрогенератор очень быстро адаптируется к изменению направления и интенсивности ветра, независимо от турбулентности. Для эффективной работы вихревой турбины не требуется полностью развитого ламинарного потока ветра.

// Экологичность

Вихревые турбины призваны стать «более экологичной» альтернативой ветру. Хотя необходим более тщательный анализ углеродного следа, безлопастная ветровая энергия, по-видимому, дает некоторые дополнительные преимущества с экологической точки зрения.

 

Безлопастные вихревые в основном решения для распределенной генерации энергии. Идеально подходит для размещения рядом с домом или над крышей. Он может работать как в сети, так и вне сети, а также как часть гибридной солнечной установки плюс ветровая генерация.

Воздействие на окружающую среду

 

Простая конструкция и малый вес позволяют очень эффективно использовать сырье. Для создания безлопастной ветряной турбины не требуется сложного производственного процесса, хотя существующие методы должны существенно отличаться для индустриализации производства. Отсутствие смазочных материалов делает ненужным обращение с этими отходами.

 

Общий вес Vortex Tacoma после промышленного производства оценивается менее чем в 15 кг. В отличие от обычной энергии ветра, основанной на вращении, при правильной калибровке и закреплении мы ожидаем, что технология Vortex будет полностью бесшумной. Кроме того, помехи конструкции Vortex Bladeless для радиосигналов незначительны.

 

Воздействие на дикую природу

 

Хотя небольшие ветряные турбины обычно не представляют серьезной проблемы для местной дикой природы, ожидается, что воздействие безлопастного ветра на популяцию птиц будет намного меньшим. Конструкция Vortex позволяет колебательному движению безлопастных турбин быть крошечным и менее агрессивным, чем у традиционных ветряных турбин, поэтому он не будет беспокоить дикую природу и позволит птицам и летучим мышам легко избегать их во время полета.

 

НПО Birdlife сотрудничает с нами для измерения этого воздействия. Энергия ветра и птицы могут использовать один и тот же ветер!

// Распространяйте информацию!

[счетчики easy-social-share=”1″]


Присоединяйтесь к проекту!

Это крошечное устройство может собирать энергию ветра из бриза, который вы создаете, когда идете — ScienceDaily

Science News

от исследовательских организаций


Дата:
23 сентября 2020 г.
Источник:
Клеточный пресс
Резюме:
Большая часть ветра, доступного на суше, слишком мягка, чтобы толкать лопасти коммерческих ветряных турбин, но теперь исследователи разработали своего рода «крошечную ветряную турбину», которая может поглощать энергию ветра от бризов так же мало, как и от быстрой ходьбы. Этот метод представляет собой недорогой и эффективный способ сбора легких бризов в качестве источника микроэнергии.
Поделиться:

ПОЛНАЯ ИСТОРИЯ


Большая часть ветра, доступного на суше, слишком слаба, чтобы толкать лопасти коммерческих ветряных турбин, но теперь исследователи в Китае разработали своего рода «крошечную ветряную турбину», которая может поглощать энергию ветра от бризов так же мало, как те, которые создаются быстрыми ветрами. ходить. Метод, представленный 23 сентября в журнале Cell Reports Physical Science , представляет собой недорогой и эффективный способ сбора легких бризов в качестве источника микроэнергии.

объявление


Новое устройство технически не является турбиной. Это наногенератор, состоящий из двух пластиковых полосок в трубке, которые трепещут или хлопают вместе при наличии воздушного потока. Подобно трению воздушного шара о ваши волосы, два пластика становятся электрически заряженными после того, как они отделяются от контакта, явление, называемое трибоэлектрическим эффектом. Но вместо того, чтобы заставлять ваши волосы вставать дыбом, как у Эйнштейна, электричество, генерируемое двумя пластиковыми полосками, улавливается и сохраняется.

«Вы можете собрать весь ветерок в своей повседневной жизни», — говорит старший автор Я Ян из Пекинского института наноэнергии и наносистем Китайской академии наук. «Однажды мы поместили наш наногенератор на руку человека, и потока воздуха от качающейся руки было достаточно для выработки энергии».

Легкого ветра со скоростью 1,6 м/с (3,6 мили в час) было достаточно, чтобы привести в действие трибоэлектрический наногенератор, разработанный Янгом и его коллегами. Наногенератор лучше всего работает при скорости ветра от 4 до 8 м/с (8,9до 17,9 миль в час), скорость, которая позволяет двум пластиковым полоскам трепетать синхронно. Устройство также имеет высокую эффективность преобразования энергии ветра в 3,23%, что превышает ранее заявленные показатели по очистке энергии ветра. В настоящее время устройство исследовательской группы может включать 100 светодиодов и датчики температуры.

«Наша цель не в том, чтобы заменить существующую технологию производства ветровой энергии. Наша цель — решить проблемы, которые не могут решить традиционные ветряные турбины», — говорит Ян. «В отличие от ветряных турбин, в которых используются катушки и магниты, где стоимость фиксирована, мы можем выбирать недорогие материалы для нашего устройства. Наше устройство также можно безопасно применять в заповедниках или городах, поскольку оно не имеет вращающихся конструкций. .”

Ян говорит, что у него есть два видения следующих шагов проекта: одно маленькое и одно большое. В прошлом Ян и его коллеги разработали наногенератор размером с монету, но он хочет сделать его еще меньше и компактнее с более высокой эффективностью. В будущем Ян и его коллеги хотели бы объединить устройство с небольшими электронными устройствами, такими как телефоны, для обеспечения устойчивой электроэнергии.

Но Ян также хочет сделать устройство больше и мощнее. «Я надеюсь увеличить мощность устройства до 1000 Вт, чтобы оно могло конкурировать с традиционными ветряными турбинами», — говорит он. «Мы можем разместить эти устройства там, куда не могут добраться традиционные ветряные турбины. Мы можем разместить их в горах или на крышах зданий для устойчивой энергетики».

изменить мир к лучшему: спонсируемая возможность


Источник истории:

Материалы предоставлены Cell Press . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.


Ссылка на журнал :

  1. Синь Чен, Синчен Ма, Вэйвэй Рен, Линсяо Гао, Шан Лу, Дацяо Тонг, Фаянг Ван, Ю Чен, Йи Хуан, Хао Хэ, Баопин Тан, Цзяцзя Чжан, Сяоц Чжан , Сяоцзин Му, Я Ян. Трибоэлектрический наногенератор, использующий эффект Бернулли для утилизации энергии ветра . Cell Reports Physical Science , 2020; 1 (9): 100207 DOI: 10.1016/j.xcrp.2020.100207

Цитировать эту страницу :

  • MLA
  • АПА
  • Чикаго

Сотовый пресс. «Это крошечное устройство может собирать энергию ветра из бриза, который вы создаете, когда идете». ScienceDaily. ScienceDaily, 23 сентября 2020 г. .

Сотовый пресс. (2020, 23 сентября). Это крошечное устройство может собирать энергию ветра из бриза, который вы создаете, когда идете. ScienceDaily . Получено 28 сентября 2022 г. с сайта www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200923124720.htm

Cell Press. «Это крошечное устройство может собирать энергию ветра из бриза, который вы создаете, когда идете». ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200923124720.htm (по состоянию на 28 сентября 2022 г.).


объявление


Типы и конструкция ветряных турбин для ветроэнергетики

Типы ветряных турбин

Ветряная турбина состоит из двух основных компонентов, и если рассмотреть один из них, конструкция лопасти ротора в предыдущем учебник, теперь мы можем посмотреть на другой, Генератор ветряных турбин или WTG , который представляет собой электрическую машину, используемую для выработки электроэнергии. Электрический генератор с низкой частотой вращения используется для преобразования механической мощности вращения, производимой энергией ветра, в полезную электроэнергию для снабжения наших домов и является сердцем любой ветровой энергетической системы.

Преобразование вращательной механической энергии, генерируемой лопастями ротора (известной как первичный двигатель), в полезную электрическую энергию для использования в бытовых электроэнергетических и осветительных приборах или для зарядки аккумуляторов может осуществляться любым из следующих основных типов вращательных двигателей. электрические машины, обычно используемые в ветроэнергетических установках:

  • 1. Машина постоянного тока (DC), также известная как Dynamo
  • 2. Синхронная машина переменного тока (AC), также известная как генератор переменного тока
  • 3. Машина переменного тока (AC ) Асинхронная машина, также известная как Генератор переменного тока

Все эти электрические машины являются электромеханическими устройствами, работающими по закону электромагнитной индукции Фарадея. То есть они действуют за счет взаимодействия магнитного потока и электрического тока, или потока заряда. Поскольку этот процесс является обратимым, одну и ту же машину можно использовать в качестве обычного электродвигателя для преобразования электрической энергии в механическую или в качестве генератора, преобразующего механическую энергию обратно в электрическую.

Индукционный генератор ветровой турбины

Электрические машины, наиболее часто используемые для ветряных турбин, действуют как генераторы, при этом синхронный генератор и асинхронный генератор (как показано) обычно используются в более крупных ветряных генераторных системах. Обычно в небольших или самодельных ветряных турбинах используется низкоскоростной генератор постоянного тока с постоянными магнитами или динамо-машина, поскольку они маленькие, дешевые и их намного проще подключить.

Так имеет ли значение, какой тип электрического генератора мы можем использовать для производства энергии ветра? Что ж, простой ответ — и да, и нет, поскольку все зависит от типа системы и приложения, которое вы хотите. Выход постоянного тока низкого напряжения от генератора или динамо-машины старого типа можно использовать для зарядки аккумуляторов, в то время как синусоидальный выход переменного тока с более высоким напряжением от генератора переменного тока можно подключить непосредственно к местной электросети.

Кроме того, выходное напряжение и потребляемая мощность полностью зависят от имеющихся у вас приборов и от того, как вы хотите их использовать. Кроме того, расположение генератора ветровой турбины, будет ли ветровой ресурс поддерживать его постоянное вращение в течение длительных периодов времени, или скорость генератора и, следовательно, его мощность будут меняться вверх и вниз в зависимости от имеющегося ветра.

Производство электроэнергии

Ветряной генератор — это то, что производит электричество путем преобразования механической энергии в электрическую. Давайте внесем ясность: они не производят энергии и не производят больше электроэнергии, чем количество механической энергии, используемой для вращения лопастей ротора. Чем больше «нагрузка» или электрическая нагрузка на генератор, тем больше механической силы требуется для вращения ротора. Вот почему генераторы бывают разных размеров и производят разное количество электроэнергии.

В случае «генератора ветровой турбины» ветер давит прямо на лопасти турбины, которая преобразует прямолинейное движение ветра во вращательное движение, необходимое для вращения ротора генератора, и чем сильнее давит ветер, тем сильнее можно получить больше электроэнергии. Затем важно иметь хорошую конструкцию лопастей ветряной турбины, чтобы извлекать как можно больше энергии из ветра.

Все электрические турбинные генераторы работают из-за эффектов прохождения магнитного поля через электрическую катушку. Когда электроны проходят через электрическую катушку, вокруг нее создается магнитное поле. Точно так же, когда магнитное поле проходит мимо катушки с проволокой, в катушке индуцируется напряжение, определяемое законом магнитной индукции Фарадея, заставляющим течь электроны.

Простой генератор с использованием магнитной индукции

Тогда мы можем видеть, что при перемещении магнита мимо единственного контура провода внутри контура провода индуцируется напряжение, известное как ЭДС (электродвижущая сила), благодаря магнитному полю магнит.

Когда в проводной петле индуцируется напряжение, электрический ток в виде потока электронов начинает течь по петле, генерируя электричество.

Но что, если бы вместо одной отдельной петли провода, как показано, у нас было бы много петель, намотанных вместе на одном и том же каркасе, чтобы сформировать катушку проволоки, гораздо большее напряжение и, следовательно, ток можно было бы генерировать для той же величины магнитного потока.

Это связано с тем, что магнитный поток пересекает большее количество проводов, создавая большую ЭДС, и это основной принцип закона электромагнитной индукции Фарадея, и генератор переменного тока использует этот принцип для преобразования механической энергии, такой как вращение от ветряной турбины или гидроэлектростанции. турбины, в электрическую энергию, производящую синусоидальную форму волны.

Итак, мы видим, что есть три основных требования к производству электроэнергии, а именно:

  • Катушка или набор проводников
  • Система магнитного поля
  • Относительное движение между проводниками и полем

Тогда чем быстрее вращается катушка с проводом, тем больше скорость изменения, с которой магнитный поток отсекается катушкой, и тем больше ЭДС индукции внутри катушки. Точно так же, если магнитное поле сделать сильнее, ЭДС индукции будет увеличиваться при той же скорости вращения. Таким образом: ЭДС индукции ∝ Φ*n. Где: «Φ» — поток магнитного поля, а «n» — скорость вращения. Также полярность генерируемого напряжения зависит от направления магнитных линий потока и направления движения проводника.

Существует два основных типа электрических генераторов и генераторов переменного тока: генератор с постоянными магнитами и генератор магнитного поля . Оба типа состоят из двух основных частей: статора и ротора .

Статор является «неподвижной» (отсюда и название) частью машины и может иметь в своей конструкции либо набор электрических обмоток, образующих электромагнит, либо набор постоянных магнитов. Ротор – это часть машины, которая «вращается». Опять же, ротор может иметь выходные катушки, которые вращаются, или постоянные магниты. Как правило, генераторы и генераторы переменного тока, используемые для генераторов ветряных турбин, определяются тем, как они генерируют свой магнетизм, будь то электромагниты или постоянные магниты.

Нет реальных преимуществ и недостатков обоих типов. В большинстве бытовых ветряных турбин на рынке используются постоянные магниты в конструкции турбогенератора, которые создают необходимое магнитное поле при вращении машины, хотя в некоторых все же используются электромагнитные катушки.

Уже в продаже

Электродвигатель с постоянными магнитами YaeTek, 24 В постоянного тока, 350 Вт…

Эти высокопрочные магниты обычно изготавливаются из редкоземельных материалов , таких как неодимовое железо (NdFe) или самарий-кобальт (SmCo), что устраняет необходимость в обмотках возбуждения для обеспечения постоянное магнитное поле, что приводит к более простой и прочной конструкции.

Преимущество обмотки возбуждения состоит в том, что ее магнетизм (и, следовательно, мощность) согласуется с изменяющейся скоростью ветра, но для создания необходимого магнитного поля требуется внешний источник энергии.

Теперь мы знаем, что электрический генератор обеспечивает преобразование энергии между механическим крутящим моментом, создаваемым лопастями ротора, называемым первичным двигателем, и некоторой электрической нагрузкой, будь то зарядка аккумуляторов или рассеивание энергии при сбросе нагрузки.

Механическое соединение ветрогенератора с лопастями ротора осуществляется через главный вал, который может быть либо простой прямой передачей, либо с помощью редуктора для увеличения или уменьшения скорости генератора относительно скорости вращения лопастей.

Использование редуктора позволяет лучше согласовать скорость генератора со скоростью турбины, но недостатком использования редуктора является то, что как механический компонент он подвержен износу, снижая эффективность системы. Однако прямой привод может быть более простым и эффективным, но вал и подшипники ротора генератора подвергаются полному весу и вращательной силе лопастей ротора.

Кривая мощности генератора ветровой турбины

Таким образом, тип генератора ветряной турбины, необходимый для конкретного места, зависит от энергии, содержащейся в ветре, и характеристик самой электрической машины. Все ветряные турбины имеют определенные характеристики, связанные со скоростью ветра.

Генератор (или генератор переменного тока) не будет производить выходную мощность до тех пор, пока его скорость вращения не превысит скорость его включения, когда сила ветра на лопастях ротора достаточна для преодоления трения, а лопасти ротора ускоряются достаточно, чтобы генератор мог начать производить полезную мощность.

При превышении этой скорости включения генератор должен генерировать мощность, пропорциональную кубу скорости ветра ( K.V 3  ), пока не достигнет максимальной номинальной выходной мощности, как показано на рисунке.

При превышении этой номинальной скорости ветровая нагрузка на лопасти ротора будет приближаться к максимальной силе электрической машины, и генератор будет вырабатывать максимальную или номинальную выходную мощность при достижении окна номинальной скорости ветра.

Если скорость ветра продолжает увеличиваться, генератор ветряной турбины остановится в точке отключения, чтобы предотвратить механические и электрические повреждения, что приведет к нулевой выработке электроэнергии. Применение тормоза для остановки генератора из-за его повреждения может быть либо механическим регулятором, либо электрическим датчиком скорости.

Купить ветряной генератор, такой как ветряной генератор ECO-WORTHY 400 Вт для зарядки аккумулятора, непросто, и необходимо учитывать множество факторов. Цена — лишь один из них. Обязательно выберите электрическую машину, соответствующую вашим потребностям. Если вы устанавливаете систему, подключенную к сети, выберите генератор сетевого напряжения переменного тока.

Если вы собираетесь установить систему на основе аккумуляторов, поищите генератор постоянного тока для зарядки аккумуляторов. Также примите во внимание механическую конструкцию генератора, такую ​​как размер и вес, скорость работы и защиту от окружающей среды, так как весь свой срок службы он будет установлен на вершине столба или башни.

В следующем уроке о Генераторах ветряных турбин мы рассмотрим машины постоянного тока и то, как мы можем использовать генератор PMDC для производства электроэнергии из энергии ветра. Чтобы узнать больше о «Генераторах ветряных турбин» или получить дополнительную информацию об энергии ветра о различных доступных системах генерации ветряных турбин, или изучить преимущества и недостатки энергии ветра, щелкните здесь, чтобы получить копию одного из лучших «Ветряные турбины». Путеводители» сегодня напрямую от Amazon.

YaeTek 400W Генератор ветровой турбины DC 24V Wind…

Генератор Marsrock Small Wind Turbine Generator AC 12Volt…

Уже в продаже

Стартерный ветряной генератор Высокопроизводительный…

Трехфазный бесщеточный генератор переменного тока с постоянным магнитом…

Новый метод увеличивает выработку энергии ветряными электростанциями без нового оборудования | MIT News

Практически все ветряные турбины, которые производят более 5 процентов электроэнергии в мире, управляются так, как если бы они были отдельными автономными агрегатами. Фактически, подавляющее большинство из них являются частью более крупных ветряных электростанций, включающих десятки или даже сотни турбин, следы которых могут влиять друг на друга.

Теперь инженеры Массачусетского технологического института и других организаций обнаружили, что без каких-либо новых вложений в оборудование мощность таких ветряных электростанций может быть увеличена за счет моделирования ветрового потока всего набора турбин и оптимизации управления отдельные единицы соответственно.

Прирост выработки энергии от данной установки может показаться скромным — в целом он составляет около 1,2%, а при оптимальных скоростях ветра — 3%. Но алгоритм может быть развернут на любой ветровой электростанции, и количество ветряных электростанций быстро растет для достижения ускоренных климатических целей. Если бы это 1,2-процентное увеличение энергии было применено ко всем существующим в мире ветряным электростанциям, это было бы эквивалентно добавлению более 3600 новых ветряных турбин или достаточно для обеспечения электроэнергией около 3 миллионов домов, а общий выигрыш для производителей электроэнергии составил бы почти миллиард долларов. долларов в год, говорят исследователи. И все это практически бесплатно.

Исследование опубликовано сегодня в журнале Nature Energy, в рамках исследования под руководством Эстер из Массачусетского технологического института и Гарольда Э. Эдгертона, доцента гражданской и экологической инженерии Майкла Ф. Хоуленда.

«Практически все существующие коммунальные турбины управляются «жадно» и независимо», — говорит Хоуленд. Он объясняет, что термин «жадно» относится к тому факту, что они контролируются, чтобы максимизировать только собственное производство энергии, как если бы они были изолированными агрегатами, не оказывающими вредного воздействия на соседние турбины.

Но в реальном мире турбины на ветряных электростанциях преднамеренно располагаются близко друг к другу для получения экономических выгод, связанных с землепользованием (на суше или в море) и инфраструктурой, такой как подъездные дороги и линии электропередач. Эта близость означает, что на турбины часто сильно воздействуют турбулентные следы, создаваемые другими турбинами, расположенными с наветренной стороны от них — фактор, который в настоящее время не учитывается системами управления отдельными турбинами.

«С точки зрения физики потока размещение ветряных турбин близко друг к другу на ветряных электростанциях часто является худшим из того, что вы можете сделать, — говорит Хоулэнд. «Идеальным подходом к максимизации общего производства энергии было бы разместить их как можно дальше друг от друга», но это увеличило бы связанные с этим затраты.

Вот тут-то и начинается работа Хауленда и его сотрудников. Они разработали новую модель потока, которая прогнозирует выработку электроэнергии каждой турбиной на ферме в зависимости от атмосферных ветров и стратегии управления каждой турбиной. Несмотря на то, что модель основана на физике потока, модель учится на эксплуатационных данных ветряной электростанции, чтобы уменьшить ошибки прогнозирования и неопределенность. Ничего не меняя в физическом расположении турбин и аппаратных системах существующих ветряных электростанций, они использовали основанное на физике моделирование потока внутри ветряной электростанции и результирующую выработку электроэнергии каждой турбиной при различных условиях ветра, чтобы найти оптимальную ориентацию каждой турбины в данный момент. Это позволяет им максимизировать производительность всей фермы, а не только отдельных турбин.

Сегодня каждая турбина постоянно определяет направление и скорость набегающего ветра и использует свое внутреннее управляющее программное обеспечение для регулировки угла рыскания (вертикальной оси), чтобы максимально приблизиться к ветру. Но в новой системе, например, команда обнаружила, что, поворачивая одну турбину чуть-чуть в сторону от ее собственного положения максимальной мощности — возможно, на 20 градусов от ее индивидуального пикового угла мощности — в результате увеличивается выходная мощность от одного или нескольких попутных двигателей. единицы с лихвой компенсируют небольшое снижение выпуска продукции по сравнению с первой единицей. Используя централизованную систему управления, учитывающую все эти взаимодействия, группа турбин работала на уровнях выходной мощности, которые в некоторых условиях были на 32 процента выше.

В многомесячном эксперименте на реальной ветровой электростанции в Индии прогностическая модель была впервые проверена путем тестирования широкого диапазона стратегий ориентации по рысканию, большинство из которых были намеренно неоптимальными. Тестируя множество стратегий управления, в том числе неоптимальные, как на реальной ферме, так и на модели, исследователи смогли определить настоящую оптимальную стратегию. Важно отметить, что модель смогла предсказать выработку электроэнергии на ферме и оптимальную стратегию управления для большинства проверенных ветровых условий, что дает уверенность в том, что прогнозы модели будут отслеживать истинную оптимальную стратегию работы фермы. Это позволяет использовать модель для разработки оптимальных стратегий управления для новых ветровых условий и новых ветровых электростанций без необходимости выполнять новые расчеты с нуля.

Затем второй месячный эксперимент на той же ферме, в котором были реализованы только прогнозы оптимального управления из модели, доказал, что реальные эффекты алгоритма могут соответствовать общим улучшениям энергопотребления, наблюдаемым в симуляциях. В среднем за весь период испытаний система добилась увеличения выходной энергии на 1,2 процента при всех скоростях ветра и на 3 процента при скорости от 6 до 8 метров в секунду (от 13 до 18 миль в час).

В то время как испытание проводилось на одной ветровой электростанции, исследователи говорят, что модель и стратегия совместного управления могут быть реализованы на любой существующей или будущей ветряной электростанции. По оценкам Хауленда, применительно к существующему в мире парку ветряных турбин общее улучшение энергопотребления на 1,2 процента будет производить более 31 тераватт-часа дополнительной электроэнергии в год, что примерно эквивалентно бесплатной установке дополнительных 3600 ветряных турбин. Это будет стоить около 9 долларов.Он говорит, что 50 миллионов дополнительных доходов для операторов ветряных электростанций в год.

Количество получаемой энергии будет широко варьироваться от одной ветряной электростанции к другой, в зависимости от множества факторов, включая расстояние между единицами, геометрию их расположения и изменения ветровой картины в этом месте в течение курса. года. Но во всех случаях модель, разработанная этой командой, может дать четкий прогноз того, каковы именно потенциальные выгоды для данного участка, говорит Хоулэнд. «Оптимальная стратегия управления и потенциальный прирост энергии будут разными для каждой ветровой электростанции, что побудило нас разработать прогнозную модель ветряной электростанции, которую можно широко использовать для оптимизации парка ветряных электростанций», — добавляет он.

Но потенциально новую систему можно быстро и легко внедрить, говорит он. «Нам не требуется установка дополнительного оборудования. На самом деле мы просто вносим изменения в программное обеспечение, и с этим связано значительное потенциальное увеличение энергии». Он отмечает, что улучшение даже на 1 процент означает, что на типичной ветровой электростанции, состоящей примерно из 100 единиц, операторы могут получить ту же мощность с одним меньшим количеством турбин, что сэкономит затраты, обычно миллионы долларов, связанные с покупкой, строительством и обслуживанием. установка этого блока.

Кроме того, отмечает он, за счет снижения потерь в следе алгоритм может позволить размещать турбины более близко друг к другу в рамках будущих ветряных электростанций, тем самым повышая удельную мощность энергии ветра и уменьшая занимаемую площадь на суше (или на море). Это увеличение удельной мощности и сокращение занимаемой площади может помочь в достижении насущных целей по сокращению выбросов парниковых газов, что требует значительного расширения использования ветровой энергии как на суше, так и на море.

Более того, по его словам, самая большая новая область развития ветряных электростанций находится на шельфе, и «влияние потерь на спутный след часто намного выше на морских ветряных электростанциях». Это означает, что влияние этого нового подхода к управлению этими ветряными электростанциями может быть значительно больше.

Лаборатория Хауленда и международная команда продолжают совершенствовать модели и работать над улучшением рабочих инструкций, которые они получают из модели, продвигаясь к автономному совместному управлению и стремясь к максимально возможной выходной мощности при заданном наборе условий. — говорит Хауленд.

«В этом документе описывается значительный шаг вперед в области ветроэнергетики», — говорит Чарльз Менево, профессор машиностроения в Университете Джона Хопкинса, который не участвовал в этой работе. «Он включает в себя новые идеи и методологии для эффективного коллективного управления ветряными турбинами в условиях сильно меняющегося ресурса энергии ветра. Это показывает, что разумно реализованные стратегии контроля рыскания с использованием современных физических моделей следа, дополненные подходами, основанными на данных, могут увеличить выходную мощность ветряных электростанций». По его словам, тот факт, что это было продемонстрировано на действующей ветряной электростанции, «имеет особое значение для облегчения последующего внедрения и расширения предлагаемого подхода».

В исследовательскую группу входят Хесус Бас Кесада, Хуан Хосе Пенья Мартинес и Фелипе Палоу Ларраньяга из Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation and Technology в Наварре, Испания; Нирадж Ядав и Джасвипул Чавла из ReNew Power Private Limited в Харьяне, Индия; Варун Сиварам ранее работал в ReNew Power Private Limited в Харьяне, Индия, а в настоящее время работает в канцелярии специального посланника президента США по вопросам климата в Государственном департаменте США; и Джон Дабири из Калифорнийского технологического института. Работа была поддержана MIT Energy Initiative и Siemens Gamesa Renewable Energy.

Поделиться этой новостной статьей:

Бумага

«Коллективная работа ветряной электростанции на основе прогностической модели увеличивает производство энергии в коммунальных масштабах».

Упоминания в прессе

Wired

Исследование, проведенное профессором Майклом Хаулендом, показало, что регулировка ориентации ветряных турбин на ферме может уменьшить эффект следа и повысить общую производительность, сообщает Мария Перес Ортис для Wired . «Алгоритм Хоуленда и его команды сначала использует физику атмосферы и данные о рабочих фермах, такие как температура и ветровые условия, для оценки волн, создаваемых турбинами, и того, как они влияют на другие турбины», — пишет Ортиз.

Полная история через Wired →

E&E News

Профессор Майкл Хауленд беседует с Камиллой Бонд по телефону E&E News о своем исследовании, которое предполагает, что поиск идеального положения для отдельных ветряных турбин может повысить общую эффективность всего ветра. ферма. «Если мы значительно расширяем ветровую энергию, важно, чтобы мы проектировали ветряные электростанции наилучшим образом и наилучшим образом контролировали их для достижения этой цели», — сказал Хауленд.

Полная версия статьи на E&E News →

Boston.com

Ученые Массачусетского технологического института открыли новый метод увеличения производительности ветряных электростанций, сообщает Гвен Иган для Boston.com . «Несмотря на то, что у этой стратегии есть свои плюсы и минусы, вполне возможно, что она позволит небольшим ветряным электростанциям, которые занимают меньше земли, производить больше энергии», — говорит профессор Майкл Хауленд. «Крайне важно, чтобы мы сделали это сейчас, поскольку мы приступаем к строительству гораздо большего количества морских ветряных электростанций. Нам необходимо обеспечить максимальную эффективность наших будущих ветряных электростанций, чтобы увеличить темпы обезуглероживания».

Полная версия статьи на Boston.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *