Ветровая электростанция: назначение и обслуживание

Покрытия MODENGY реализуют уникальную технологию твердой смазки

Многоцелевая смазка с пищевым допуском EFELE MG-202

Система ХАССП и ее роль в пищевой промышленности

Робот-манипулятор: разработка и применение

Ветровая электростанция: назначение и устройство

Ветровая электростанция – это комплекс ветряных турбин, предназначенных для преобразования энергии движения ветряных масс в механическую работу генератора по выработке электрического тока.

Одна станция может включать в себя любое количество ветроэнергетических установок (ВЭУ). Самые крупные системы насчитывают сотни элементов.

Принцип работы каждой установки заключается в использовании кинетической энергии ветра для вращения подвижной части ветряка, соединенной с ротором генератора энергии. Находящийся внутри редуктор увеличивает скорость движения вала. Вследствие этой работы создается трехфазный переменный ток.

Для преобразования переменного тока в постоянный в конструкции предусмотрен контроллер. Постоянный ток заряжает аккумуляторные батареи, передающие ток на инвертор.

В инверторе постоянный ток снова преобразуется в переменный, но уже пригодный для использования в электроприборах. Его напряжение становится 220 В, а частота – 50 Гц.

Обслуживание ветровых установок

Ветряные электроустановки имеют в своей конструкции множество подвижных элементов, которые преждевременно изнашиваются в условиях высокого коэффициента трения и сильных нагрузок. Например, это вращающиеся валы, подшипники, планетарные шестерни.

Их диаметр может достигать нескольких метров, а по мере совершенствования узлов и повышения производительности станций он становится еще больше.

Для увеличения надежности и срока службы таких высоконагруженных механизмов, постоянное обслуживание которых осуществлять достаточно затруднительно, применяют антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1003, которое не нуждается в обновлении на протяжении всего срока функционирования ВЭУ.

Оно образует на поверхности деталей устойчивый сухой слой, который обеспечивает кардинальное снижение трения сопряженных элементов и увеличение их ресурса. Благодаря этому установки работают дольше, а риск их отказов практически сводится к нулю.

На корпусе ветряного генератора устанавливаются площадки, на которых работает персонал в случае возникновения поломок оборудования. Зачастую устанавливается и поле для посадки вертолетов, так как мачта турбин может составлять сотни метров в высоту, а удаленность от поселений – сотни километров.

Ремонт может понадобиться в случае повреждения тормоза, ударов молнии, обледенения лопастей и других непредвиденных ситуаций. К тому же необходимо проводить периодический профилактический осмотр оборудования.

Ветряной генератор: основные виды

Есть большое количество классификаций, по которым разделяются ветроэнергетические станции. Наиболее распространенными являются географическое положение и конструкция подвижной части установки.

По расположению выделяют наземные, горные, прибрежные и шельфовые электростанции. В этих местах скорость ветра достигает максимальных значений, что позволяет повышать мощность генераторов.

По виду подвижной части выделяют крыльчатые и роторные аппараты. Первые состоят из лопастей, от их количества зависит мощность установки: чем меньше элементов, тем производительнее работает станция. Они вращаются по горизонтальной оси.

Вторые установки вращаются по вертикальной оси, что позволяет им эффективно работать при низких скоростях ветра без высокого уровня шума.

Ветряной генератор: назначение и устройство

Ветряной генератор представляет собой конструкцию, превращающую энергию потоков ветра в электрический ток.

Такие устройства используются для автономного энергоснабжения как отдельных зданий, так и крупных промышленных комплексов. Они различаются по мощности, размерам и количеству установок в пределах одной станции.

Высота промышленных ветроэнергетических аппаратов составляет более ста метров, длина одной лопасти – около 50 метров. Они имеют мощность от 500 КВт. Компактные бытовые агрегаты производят до 10 КВт.

Основными компонентами ветряной турбины являются винты (устройства с лопастями, закрепленными перпендикулярно потоку ветра) и электрогенератор (установка, преобразующая вращательные движения винта в энергию).

Для улучшения аэродинамических свойств лопастей их изготавливают в форме капли – нижний край деталей закругленный, а верхний – плоский.

Поток рабочего тела приводит в движение лопасти турбины, которые соединены с ротором энергогенератора. На роторе располагаются мощные магниты, которые крутятся внутри статора, состоящего из медных катушек. Этот процесс приводит к созданию магнитного поля и переменного тока. Он преобразуется в постоянный с помощью электронной цепи, аккумулируется в батареях, приобретает стандартное напряжение и частоту в инверторе и передается потребителю.

Ветряные генераторы оснащаются дополнительным оборудованием, повышающим безопасность и КПД их работы. К таким устройствам относят тормоз, анемометр, громоотвод, охлаждающие системы.

Функционирование всех ветряных генераторов происходит в сложных условиях: высокие скорости вращения и нагрузки, пыльная среда, перепады температур, частая смена погоды и другие негативные факторы приводят к преждевременному износу механизмов.

Для их защиты применяют пластичные и жидкие смазки, однако они быстро испаряются и выдавливаются при высоких нагрузках. Трение в условиях дефицита смазки приводит к быстрому выходу деталей из строя.

Специалисты, занимающиеся повышением надежности и ресурса ветряных турбин, начинают использовать для обслуживания высоконагруженных узлов инновационные материалы – антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY.

MODENGY 1003 образует на поверхности деталей устойчивый сухой слой, который препятствует прямому контакту металлических элементов и снижает их износ. Благодаря этому части ветроэнергетических аппаратов защищаются от истирания, коррозии и фреттинг-коррозии, воздействия агрессивной окружающей среды.

Покрытие не нуждается в обновлении, что значительно снижает временные и финансовые затраты на обслуживание установок.

Самым главным плюсом применения ветровых электростанций является их экологичность, которая до недавнего времени не ставилась под сомнение. Однако сейчас обращается внимание на то, что лопасти агрегатов изготавливаются из полимерного композитного материала и не подлежат переработке. Специалисты ищут способы вторичного использования поврежденных деталей.

Также среди преимуществ ветряных турбин выделяют:

• Возобновляемость источника энергии
• Снижение стоимости производства одного КВт
• Автономное и бесперебойное энергоснабжение
• Возможность применения для обогрева домов и получения горячей воды
• Минимальная необходимость в обслуживании

Однако есть немало негативных моментов в применении энергии ветра. Во-первых, это высокая стоимость строительства станций и длительный период их окупаемости – около 25 лет. Во-вторых, производительность ветряного генератора зависит от скорости ветра, на которую человек повлиять не может. В-третьих, не исключается вероятность обледенения лопастей или повреждений вследствие ударов молнии. В-четвертых, высокий уровень шума при работе доставляет дискомфорт жителям близлежащих поселений.

Была ли полезна статья?

Рейтинг: 0 ( оценок)

Ветроэнергетические системы и решения

Следующая глава в новой энергии ветра

Ветряные турбины позволяют нам использовать силу ветра и превращать ее в энергию. Когда дует ветер, лопасти ветряка вращаются по часовой стрелке, улавливая энергию ветра. Это заставляет главный вал ветряной турбины, соединенный с коробкой передач внутри гондолы, вращаться. Коробка передач посылает эту энергию генератору, преобразуя ее в электричество. Затем электричество ветра поступает в трансформатор, где уровни напряжения регулируются в соответствии с сетью.

УЗНАЙТЕ БОЛЬШЕ О РАБОТЕ ВЕТРОТУРБИНЫ

РОСТ И ПОТЕНЦИАЛ

Ветроэнергетика

Ветроэнергетические системы продолжают развиваться во всем мире. По данным Глобального совета по ветроэнергетике (GWEC), в 2019 году в мире было установлено более 60 ГВт новых ветроэнергетических мощностей и производства. Ведущими странами по ветроэнергетическим системам являются: Китай, США и Германия.

Просмотр глобальных данных и тенденций в области ветроэнергетики

GE Renewable Energy — один из ведущих мировых поставщиков ветряных турбин, установивший более 49 000 единиц и вырабатывающий ветровую электроэнергию по всему миру. Наш портфель решений в области ветроэнергетики включает в себя набор наземных и морских турбин, гибкие услуги поддержки, начиная от помощи в разработке и заканчивая цифровой оптимизацией, эксплуатацией и техническим обслуживанием, а также новейшие технологии ветроэнергетики для модернизации вашего парка. Независимо от того, находитесь ли вы в начале своего пути в области ветроэнергетики или хотите развиваться, GE — это ветроэнергетическая компания, которая может предоставить решения, которые наилучшим образом соответствуют вашим задачам и приоритетам.

Нужна помощь в разрешении или финансировании вашего решения в области ветроэнергетики? Вы хотите рассчитывать на высокую надежность ветровой энергии, а также на ее эффективность? Ваша арендованная земля ограничена по размеру? Ваш проект находится в удаленном месте? Ищете заключение договора купли-продажи ветровой энергии? Гибкий сервисный договор для вашей ветроэнергетической системы — это то, что вы хотели бы иметь? Хотите быть уверенным, что у вас всегда есть лучшие новые технологии ветроэнергетики? Не ищите дальше:

Чтобы понять тенденции и будущее ветроэнергетики, важно понимать, что  сбор данных важен . Ключевым моментом является преобразование операционных данных в ценность. Аналитика на основе данных, рекомендации экспертов и расширенные выездные услуги — все это интегрировано в единую программную платформу — способствует увеличению доходов, снижению затрат и снижению рисков в ветроэнергетических системах. Это то, что мы делаем. Вот как мы оптимизируем более 15 000 ветряных турбин от 12 различных OEM-производителей. С набором приложений, использующих данные и аналитику, в партнерстве с нашими аппаратными и сервисными решениями для повышения эффективности, кибербезопасности, надежности и прибыльности ваших ветровых активов.
Ознакомьтесь с нашими цифровыми решениями для ветрогенераторов 

Производство экологически чистой энергии имеет большое значение. Диспетчеризация и поставка электроэнергии от ветряных энергетических систем, когда и где это необходимо, является ключевой задачей . Аккумуляторное решение для хранения энергии предлагает новую гибкость приложений и раскрывает новые преимущества для бизнеса в сочетании с производством энергии ветра: укрепление производства возобновляемых источников энергии, стабилизация электрической сети, контроль потока энергии, оптимизация эксплуатации активов и создание новых доходов.
Откройте для себя Reservoir от GE, наше решение для хранения энергии на батареях

Прочные ветряные турбины открывают новые возможности использования возобновляемых источников энергии в пустынях Омана. Узнайте, как новые технологии меняют энергетический баланс на Ближнем Востоке.

Эти мини-ветряки без вращающихся лопастей могут питать дома и здания

В 2021 году ветряные турбины вырабатывали более 9 процентов электроэнергии, потребляемой коммунальными предприятиями США. Большинство турбин, составляющих эту фигуру, представляют собой разновидность турбин с горизонтальной осью (ротор установлен на вершине полюса, лопасти вращаются наподобие ветряной мельницы). Но энергия ветра не ограничивается этим классическим дизайном. Есть также небольшие турбины с вертикальной осью; большие морские турбины с вертикальной осью; а теперь ветряные генераторы на крыше, которые на самом деле не являются турбинами и вообще не имеют оси, по крайней мере, не в традиционном смысле.

Генераторы называются Аэроминами. Созданные Aeromine Technologies, они используют ветер и преобразуют его в энергию иначе, чем обычные турбины. Последние используют ветер для вращения лопастей, прикрепленных к ротору, а вращающийся ротор приводит в действие генератор. У аэроминов нет роторов или лопастей; вместо этого у них есть два аэродинамических профиля или «крылья» в форме спойлеров, наклоненных друг к другу по обе стороны от стержня.

Изображение предоставлено: Aeromine Technologies

Генераторы расположены на краю крыши здания, используя аэродинамический эффект, создаваемый стеной под ними. Когда ветер ударяет в аэродинамические поверхности, он создает зону низкого давления, которая всасывает воздух через перфорацию и вращает пропеллер в нижней части устройства. Вращающийся пропеллер подключен к генератору, который можно подключить к аккумулятору или подключить напрямую к зданию для обеспечения электричеством.

«Это меняет правила игры, добавляя новую ценность быстрорастущему рынку производства электроэнергии на крыше, помогая корпорациям достичь своих целей в области устойчивости и устойчивого развития с помощью неиспользованного распределенного возобновляемого источника энергии», — сказал генеральный директор Aeromine Дэвид Асарноу в пресс-релизе.

Технология системы была подтверждена совместными исследованиями с Sandia National Laboratories и Техасским технологическим университетом. В новостном сообщении Sandia отмечается, что Aeromines можно использовать на складах, в магазинах, коммерческих зданиях, военных базах и в удаленных местах. Одним из недостатков технологии является то, что аппаратное обеспечение является фиксированным, а это означает, что направление наклона аэродинамических профилей не регулируется в зависимости от того, в какую сторону дует ветер. Это означает, что генераторы наиболее практичны в местах, где направление ветра не сильно меняется.

Итак, сколько электроэнергии могут генерировать эти штуки? Aeromine не установила стандартную мощность для самой последней версии своих генераторов, но Лоз Блейн указывает в New Atlas , что аналогичные блоки были рассчитаны на пять киловатт (кВт) в презентации на конкурсе AFWERX Reimagining Energy в январе 2021 года.

В среднем домохозяйство США потребляет около 9000 кВтч электроэнергии в год, что требует массива солнечных панелей мощностью 6,6 кВт (около 21 стандартной панели).