Ветроэнергетические установки

Содержание

Слайд 2

1.Зависимость эффективности ВЭУ от направления ветра Наибольшая эффективность горизонтально-осевых ВЭУ достижима

1.Зависимость эффективности ВЭУ от направления ветра

Наибольшая эффективность горизонтально-осевых ВЭУ достижима только

при условии обеспечения постоянной коллинеарности оси ветроколеса и направления ветра. Необходимость ориентации на ветер требует наличия в конструкции ВЭУ механизмов и систем ориентации на ветер для непрерывного слежения за ветровой обстановкой, поиска направления с максимальным ветровым потенциалом, поворота ветроколеса в этом направлении и его удержания в таком положении. Наличие в конструкции ВЭУ системы ориентации на ветер само по себе усложняет ветроагрегат и снижает его надежность
Слайд 3

1.Зависимость эффективности ВЭУ от направления ветра Эффективность же работы вертикально-осевых ВЭУ

1.Зависимость эффективности ВЭУ от направления ветра

Эффективность же работы вертикально-осевых ВЭУ принципиально

не зависит от направления ветра, в связи с чем отпадает необходимость в механизмах и системах ориентации на ветер. Неравенство характеристик ветрового потока по высоте приводит лишь к некоторому выравниванию моментов поворота, снимаемых с лопастей.
Слайд 4

2.Коэффициет использования энергии ветра Теоретически доказано, что коэффициент использования энергии ветра

2.Коэффициет использования энергии ветра

Теоретически доказано, что коэффициент использования энергии ветра идеального

ветроколеса горизонтальных, пропеллерных и вертикально-осевых установок равен, 0.593. Это объясняется тем, что роторы ВЭУ обоих типов используют один и тот же эффект подъемной силы, возникающий при обтекании ветровым потоком профилированной лопасти. К настоящему времени достигнутый на горизонтальных пропеллерных ВЭУ коэффициент использования энергии ветра составляет 0.4. Проведенные экспериментальные исследования российских вертикально-осевых установок показали, что достижение значения 0.4-0.45 - вполне реальная задача. Таким образом, можно отметить, что коэффициенты использования энергии ветра горизонтально-осевых пропеллерных и вертикально-осевых ВЭУ близки.
Слайд 5

3. Запуск ВЭУ Считается, что момент трогания горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ не

3. Запуск ВЭУ

Считается, что момент трогания горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ не равен

0, поэтому для их запуска не требуются внешние источники энергии. Однако на практике ветроколесо этого типа самозапускается только в том случае, если оно с той или иной точностью направлено на ветер. При боковом же ветре мощное ветроколесо может и не самозапуститься и необходим внешний источник энергии для разворота гондолы с ветроколесом на ветер.
Слайд 6

3.Запуск ВЭУ Долгое время считалось, что момент трогания вертикально-осевых ВЭУ равен

3.Запуск ВЭУ

Долгое время считалось, что момент трогания вертикально-осевых ВЭУ равен 0,

т. е. считалось, что они не самозапускаются. Однако российские ученые разработали ветро-ротор Дарье, который самозапускается при скорости ветра 3.5-4 м/с в зависимости от мощности ветро-турбины. Момент трогания этих ветроустановок гораздо больше 0, а для самораскрутки достаточно лишь небольшого порыва ветра.
Слайд 7

4.Степень быстроходности Среди горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ наибольшее распространение получили быстроходные (до

4.Степень быстроходности

Среди горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ наибольшее распространение получили быстроходные (до 5-7

модулей) установки с числом лопастей менее четырех. Они обеспечивают наивысший коэффициент использования энергии ветра, т. е. наиболее эффективны. Высокая степень быстроходности предполагает использование значительно усложняющих конструкцию ВЭУ специальных устройств и систем для ограничения угловой скорости вращения в определенных жестких пределах и предотвращения разноса ветроколеса и трансмиссии.
Слайд 8

4.Степень быстроходности Принципиально вертикально-осевая ВЭУ с прямыми лопастями может быть быстроходной,

4.Степень быстроходности

Принципиально вертикально-осевая ВЭУ с прямыми лопастями может быть быстроходной, ограничением

является прочность лопастей па поперечные инерционные нагрузки и вибронагрузки. Тенденция разработки все более и более прочных, легких и дешевых композиционных материалов открывает перспективы создания быстроходных прямолопастных ветродвигателей типа Дарье.
Слайд 9

5.Мощность Укрупнение горизонтально-осевых ВЭУ малоэффективно. Оно имеют верхний предел мощности в

5.Мощность

Укрупнение горизонтально-осевых ВЭУ малоэффективно. Оно имеют верхний предел мощности в З-4

МВт, так как на их лопасти помимо центробежных действуют изгибающие силы, переменные по величине и направлению, что ограничивает размеры лопастей, существенно снижает надежность горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ и сокращает сроки их эксплуатации. Поэтому переход на большие мощности предполагает качественное изменение конструкции ВЭУ.
Слайд 10

5.Мощность В свете этого наиболее предпочтительным решением является вертикально-осевая схема, теоретический

5.Мощность

В свете этого наиболее предпочтительным решением является вертикально-осевая схема, теоретический предел

мощности которой по современным представлениям на порядок выше теоретического предела мощности горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ.
Слайд 11

6.Надежность В горизонтальных пропеллерных ВЭУ удачно используются достижения авиационной техники, в

6.Надежность

В горизонтальных пропеллерных ВЭУ удачно используются достижения авиационной техники, в частности

в области проектирования лопастей, систем управления углами их установки, трансмиссий. Следовательно, есть все основания полагать, что эти установки достаточно отработаны и их надежности могут быть даны далеко не низкие оценки