Вэс принцип работы

Комплект может состоять из: 1 – самого ветрогенератора, 2 – мачты, 3 – фундамента, 4 – аккумуляторного блока, 5 – инвертора, 6 – контроллера, а также кабелей, разъемов, стоек, дизель-генератора и других расходных материалов, необходимых для установки

Содержание

Принцип работы

Вращательная сила преобразуется в электрическую энергию, которая накапливается в аккумуляторе. Чем сильнее поток воздуха, тем быстрее вращаются лопасти, вырабатывая больше энергии. Поскольку ветряная турбина максимально использует альтернативный источник энергии, одна сторона лопастей закруглена, а другая относительно плоская. Когда поток воздуха проходит над закругленной стороной, создается вакуумный участок. Это приводит к тому, что лопасть засасывается внутрь, вытягивая ее вбок. Это создает энергию, которая заставляет лопасти вращаться.

Схема ветряной турбины: показан принцип преобразования энергии ветра и работа внутренних механизмов

Во время своего вращения винты также вращают ось, соединенную с ротором генератора. Когда двенадцать магнитов, прикрепленных к ротору, вращаются в статоре, генерируется переменный электрический ток, который имеет ту же частоту, что и обычная электрическая розетка. Это и есть основной принцип работы ветряной турбины. Переменный ток можно легко генерировать и передавать на большие расстояния, но его нельзя хранить.

Схема ветрогенератора

Для этого переменный ток должен быть преобразован в постоянный. Эту задачу выполняет электронная схема внутри турбины. Для выработки большого количества электроэнергии производятся промышленные ветряные турбины. Ветряная электростанция обычно состоит из десятков установок. Используя такое устройство у себя дома, можно добиться значительного снижения затрат на электроэнергию. Принцип работы ветряных турбин делает их подходящими для такого применения:

для автономной работы;
параллельно с резервной батареей
в сочетании с солнечными батареями;
параллельно с дизельным или бензиновым генератором.

Система торможения вращения лопастей

Устройство оснащено специальной системой торможения для предотвращения поломки в случае высокого давления воздуха. Если раньше движущиеся магниты индуцировали ток в обмотках, то теперь эта сила используется для остановки вращающихся магнитов. Для этого создается короткое замыкание, которое замедляет ротор. Возникающее противодействие замедляет вращение магнитов.

Конструкция ветряной турбины и ее компоненты

При ветре свыше 50 км/ч тормоза автоматически замедляют ротор. Если скорость ветра достигает 80 км/ч, система торможения полностью останавливает лопасти. Все части турбины сконструированы таким образом, чтобы максимально использовать энергию воздуха. Когда дует ветер, лопасти вращаются, а генератор преобразует их движение в электрическую энергию. Осуществляя двойное преобразование энергии, турбина вырабатывает электричество из обычного движения воздушных масс.

Ветряная турбина выглядит как флюгер – направлена в ту сторону, откуда дует ветер.

Это устройство очень полезно не только в экстремальных условиях, но и в повседневной жизни. Довольно часто ветрогенераторы используются в дачных домиках или в населенных пунктах, где регулярно случаются перебои с электричеством. Автономный автономный источник электроэнергии имеет следующие преимущества

установка не наносит вреда окружающей среде;
нет необходимости в дозаправке
не накапливаются отходы;
устройство работает очень тихо;
он имеет длительный срок службы.

Все ветряные турбины работают одинаково. Сначала переменное напряжение, получаемое от давления ветра, преобразуется в постоянный ток. Это приводит к зарядке аккумулятора. Затем инвертор снова вырабатывает переменный ток. Он используется для работы лампочек, холодильника, телевизора и т.д. Аккумулятор позволяет использовать электроприборы в безветренную погоду. Кроме того, напряжение в сети остается стабильным при сильных порывах ветра.

Принцип качения в работе ветряной турбины

Принцип качения, используемый в работе волновых электростанций, следует рассмотреть более подробно. Большинство таких электростанций работают на основе энергии, вырабатываемой при перекатывании поверхности волны. Именно они осуществляют перекатывание специальных преобразователей, выполненных в виде поплавков и способных отслеживать профиль волны. Такие конструкции доступны в нескольких вариантах:

Первый вариант представляет собой цепь с большим количеством поплавков, установленных на общем валу. Из-за своей конфигурации такая конструкция называется "утка Солтера". Для эффективной работы станции требуется от 20 до 30 единиц. Каждый поплавок представляет собой так называемую "утку", разработанную инженером компании Salter.

Работа такой электростанции заключается в следующем:

под воздействием волн поплавки перемещаются, но под собственным весом возвращаются в исходное состояние.
Аналогичные колебания заставляют двигаться насосы внутри шахты. Внутри них находится предварительно заполненная вода.
Турбины между поплавками запускаются, вырабатывая электроэнергию, которая затем передается на берег по проложенному кабелю.

Такие системы уже используются на практике. Их средняя мощность составляет около 45 000 кВт. Общая длина вала составляет 1,2 км, а количество поплавков варьируется от 20 до 30. Диаметр каждого из них составляет 15 м.

Другой вариант – "морские змеи", изготовленные из цилиндрических секций и соединенные между собой шарнирами. Конструкция погружается в воду и находится в полупогруженном положении.

Электричество вырабатывается следующим образом:

Колебательные волны заставляют конструкцию изгибаться.
В местах соединения находятся гидравлические поршни. Изгиб цилиндра приводит их в движение, после чего масло прокачивается через движители, соединенные с генераторами.
Вырабатывается электроэнергия, которая передается на берег по кабелям, проложенным по морскому дну.

Волновые электростанции в России и других странах

Наша страна имеет протяженную береговую линию, и многие места подходят для установки таких установок. По этой причине российские инженеры активно разрабатывают волновые электростанции, работающие на возобновляемых источниках энергии.

Первый объект такого типа уже построен на полуострове Гамова в Приморской стране, географически расположенной на Дальнем Востоке. Электростанция считается универсальной, поскольку, помимо направления энергии волн, она способна преобразовывать и использовать энергию, содержащуюся в приливах и отливах. Электростанция считается перспективной разработкой, дающей толчок к дальнейшему развитию волновых электростанций.

Если рассматривать установки в других странах, то первая в мире волновая электростанция была построена в Норвегии в 1985 году. Это была экспериментальная конструкция мощностью всего 500 кВт. Промышленная версия была построена в Австралии в 2005 году. Это электростанция Oceanlinx, которая после реконструкции в 2009 году имеет мощность 450 кВт.

Первая промышленная установка появилась в португальском городе Агусадора в 2008 году. Эта электростанция работает по принципу колеблющегося тела, напрямую используя механическую энергию волн. Его мощность достигла 2,3 МВт, и этот показатель может быть увеличен с помощью дополнительных элементов конструкции.

Читайте также:
Виды солнечных панелей

Крупные проекты

Одним из крупнейших проектов в области ветроэнергетики является строительство ветряной турбины Enercon E-126. Это крылатый генератор с горизонтальной осью вращения и 3 лопастями. В настоящее время Enercon является самой большой и мощной ветряной турбиной в мире.

Крупнейшая в мире промышленная ветровая турбина Enercon E-126

Длина одного крыла составляет 63 метра, диаметр окружности, описываемой лопастями, – 127 метров, а высота основания – 135 метров. Вес этой огромной конструкции составляет около 6 000 тонн. Максимальная мощность генератора составляет 7,58 МВт.

Это чудо техники было установлено недалеко от немецкого города Эмден в 2007 году. Лопасти ветряка совершают 5-11,7 оборотов в минуту, а минимальная скорость ветра для вращения крыльев составляет 3 м/с.

Ветрогенератор Vestas V164-8,0 МВт

Компания Vestas возвела ветрогенератор V164-8.0 МВт того же типа мощностью 8 МВт. Высота мачты составила 140 метров, а длина одного крыла – 80 метров.

Большой плавучий ветряк был возведен японцами после взрыва на Фукусиме. Высота мачты составляет около 105 метров, а мощность – 7 МВт.

Ветряная электростанция Сан-Горгонио-Пасс, Калифорния. Включает 3218 ветряных турбин, вырабатывающих 615 МВт электроэнергии.

Производители ветряных турбин

В связи с растущим спросом на экологически чистые способы получения электроэнергии, на рынке появились предложения от ведущих производителей ветряных турбин. Всегда есть возможность выбрать оптимальный вариант.

Дания "Vestas" с долей рынка 12,7%.
Китай "Snovel" – 9,0%
Китай "Goldwind" – 8,7%
Испания "Gamesa" – 8,0%
Германия "Enercon" – 7,8%
Индия "Suzlon" – 7,6%
Китай Guodian United Power – 7,4%
Германия Siemens – 6,3%
Китай Ming Yang – 3,6%

Российские производители также начали выпуск ветрогенераторов: в Московской области – ООО "Ветро Свет" В Московской области – ООО "Ветро Свет", ООО СКБ "Искра", ООО "Сапсан-Энергия", ЗАО "Агрегат-Привод", а в Санкт-Петербурге – ЗАО "Ветроэнергетическая компания".

Принцип выбора

Выбор ветрогенератора – задача не сложная, если подойти к ней ответственно. Лучше сделать это заранее.

Рассчитайте количество энергии, необходимое для электроснабжения дома.
Проверьте среднегодовую скорость ветра, учтите, когда ветряк будет простаивать и когда он сможет обеспечить достаточный объем. Вырабатываемая мощность должна быть достаточно высокой. Рассчитайте количество аккумуляторов для хранения энергии при отсутствии ветра.
Примите во внимание климатические условия того места, где вы живете. В Центральной России большую часть зимы стоит сильный мороз. Установка ветряных турбин там не оправдана.
Дождь и снег ограничивают выработку электроэнергии. Это недостатки.
Следует обратить внимание на количество лопастей. Чем меньше количество лопастей, тем выше эффективность.
Проверьте уровень шума ветряной турбины.
Сравните характеристики ветрогенераторов. Внимательно изучите их технические и сравнительные характеристики.
Отзывы людей, которые уже используют эти системы, могут помочь вам в выборе ветрогенератора.
При выборе генератора ознакомьтесь с отзывами производителей.

Энергия ветра и солнца – это природные, экологически чистые и безотходные источники энергии. В то время, когда потенциал природных ресурсов уменьшается, производство ветряных турбин набирает обороты.

Карта ветров в России для выбора ветрогенератора

Ветрогенераторы становятся все более популярными и среди обычных людей. Все условия для этого существуют. Разнообразие ветряных турбин и наличие тематической информации, которая поможет вам в выборе.

Читайте далее: