Вертикальные ветрогенераторы при минимальном ветре большой мощности

Ветровой генератор Вертикальный

До недавнего времени в мире использовались в основном горизонтальные ветрогенераторы с тремя лопастями, а использование вертикальных ВЭУ тормозилось в основном из-за большой нагрузки на опорные подшипники ветроколеса, и как следствие и повышенного трения, которое «съедало» энергию ветра.

Ветрогенератор вертикально-ориентированный инерционный (вертикально-осевая ветроустановка) с выраженным свободным инерционным моментом вращения, благодаря использованию принципов магнитной левитации являются на сегодняшний день одними из самых эффективных.

Легкость старта вращения ветрогенератора обусловлена используемым принципом магнитной левитации. Вертикально-осевой ветрогенератор собирается с использованием редкоземельных неодимовых магнитов. Многополюсность генератора позволяет получить номинальное напряжение на малых оборотах и полностью отказаться от редукторов.

Ветрогенератор вертикальный стартует при скорости ветра уже от 1,5 м/с, и вырабатываемая мощность практически равна номинальной при скорости ветра 3-4 м/с (в отличие от вертикальных ветрогенераторов, которые стартуют при скорости ветра от 5 м/с).

Назначение ветрогенератора

Высокий КПД
Основные не достатки горизонтальных ветровых генераторов

• Низкая эффективность от турбулентностей
• Шум на расстоянии до 50 м свыше нормы
• Низкий КПД при малых скоростях ветра
• Ограничение по максимальному ветру

Особенности вертикальных ветрогенераторов

Оригинальная форма ротора в совокупности с оптимальным профилем лопастей дают реальный КПД практически приближающийся к номиналу при любом направлении ветра.

Лопасти ветрогенераторoв мощностью свыше 5 кВт укомплектованы специальными закрылками (Модификация Савониуса), которые позволяют дополнительно поднять мощность. Данная конструкция «ловит» порывы ветра. Т.е. при замерах анемометра средняя скорость ветра может составить 1 или даже 0,1 м/сек, а ротор будет крутиться так, как будто бы скорость ветра 6 м/сек.

Ветрогенератор. К его достоинствам можно отнести самостарт ( на скорости 1,5 м/с) и самораскрутку на скорости ветра 3,5 м/сек, плавную работу за счет смещения лопастей закрепленных на верхней крышке ветрогенератора относительно монолитно закрепленного короба.

Лопасти зафиксированы на верхней крышке генератора, легко смещающейся относительно тела благодаря неодимовым магнитам, парящими друг над другом (эти магниты выполняют роль подшипников). Из-за отсутствия трения между магнитами, лопастям легко раскрутить крышку генератора к которой с внутренней стороны присоединены также неодимовые магниты. Между полюсами которых при скольжении находятся медные катушки. Для старта инерционному бесшумному ветрогенераторy необходима скорость ветра 1,5 м/с. Далее благодаря своему весу ветрогенератор резко набирает обороты достигая своей номинальной мощности на скорости 3,5 м/с.

Генератор выдает напряжение 24, 48 или 96 В постоянного тока на выходе (модели до 3 кВт) и переменный ток прямоугольной формы (модели от 5кВт), который преобразуется инвертером в синусодидальную форму.
Купить вертикальные ветрогенераторы в Санкт-Петербурге по тел: (812)955-44-03

Вертикальный ветрогенератор — плюсы и минусы

Вертикальная ветровая электроустановка не так давно появилась у нас на рынке. Этот ветряк больше используется для бытовых нужд чем для промышленных. Это обусловлено его конструктивными особенностями, позволяющими достичь бесшумности работы, надежности системы и простоте в эксплуатации.

Конструкция:

Для работы ротора вертикального ветрогенератора используется эффект магнитной левитации, что позволяет осуществлять старт работы системы при минимальном ветре. Также отсутствие большого количества механических частей позволяет работать такому ветряку практически бесшумно (уровень шума до 20 дБ) и значительно повышает надежность и срок службы всей конструкции.

Особенности лопастей (в виде паруса) позволяет ветроустановке работать при любом направлении ветра.

Особенности:

При приобретении ветрогенератора часто покупателей волнует вопрос недостаточной ветровой активности в регионе и, как следствие, остановка устройств на длительные промежутки времени. К примеру горизонтальный ветряк стартует при скорости ветра от 6 мс. В этом аспекте вертикальные станции выигрывают за счет старта работы при ветре от 0,17 мс и достижения номинальной мощности при 3 мс. Также за счет конструкции лопастей им не важно направление ветра, в то время как горизонтальным ветрогенераторам это условие весьма значимо.

Существуют вертикальные электростанции которые имеют модульную конструкцию, что позволяет добавлять мощность уже существующей установке, без дополнительных изменений в схеме.

Также стоит отметить, что за счет строения генератора на магнитах (без щеток) вертикальные ветрогенераторы практически не требуют технического обслуживания, в то время как горизонтальные необходимо обслуживать один раз в полгода.

Преимущества вертикальной ветровой установки:

• Возможность работать при совсем небольших порывах ветра от 0,17 мс
• Бесшумность работы и отсутствие вибрации, позволяет устанавливать ветряк в непосредственной близости от дома, или даже на крышу;
• Работа системы не зависит от направления ветра
• Возможность дорастить мощность не разбирая полностью систему
• устойчивость даже к сильным, ураганным порывам ветра
• надежность и долговечность установки

Недостатки:

• низкий КПД 15-25% по сравнению с горизонтальными ВЭУ 35-45%
• большой вес конструкции

Выводы:

Применение вертикальных ВЭУ актуально для частных домов, в стесненных условиях где ограничено место для установки, на яхтах, и других местах где не возможно установить более громоздкую и шумную конструкцию.

В остальных случаях при грамотном выборе и установке горизонтальной системы с комплексом мер по шумоизоляции, возможно достижение лучших показателей по КПД и соответственно цене электроэнергии.

Пароль должен быть не менее 6 символов длиной.

* Поля, обязательные для заполнения.

Ветрогенераторы МАГЛЕВ

Дополнительно

• Опросный лист
• Ветрогенераторы для Севера
• Цены на МАГЛЕВ
• Контроллеры ветрогенераторов
• Фотогалерея

Ветрогенераторы

• МАГЛЕВ Китай
• МАГЛЕВ Тайвань
• Whisper Индия (США)
• WindStar Индия
• Ista Breeze Турция
• Hummer Китай

Другое оборудование

• Альтернативная энергия
• Ветрогенераторы
• Солнечные панели
• Мобильные мачты освещения
• Инверторы/Зарядные устройства
• Солнечные трекеры
• Аккумуляторы
• Мониторы АКБ
• Панели управления
• Солнечные контроллеры
• Стабилизаторы напряжения
• Автоматические выключатели

Ветрогенератор вертикальный МАГЛЕВ

Установка ветрогенератора МАГЛЕВ на антарктической станции Китайского Университета Исследования Арктики

Благодаря отработанной геометрии лопастей Савониуса и Дарье — вертикальный ветрогенератор практически бесшумный, и не создает вредный ультразвук.

Оригинальная гироскопическая форма ротора в совокупности с оптимальным профилем лопастей позволяют улавливать даже порывы ветра, моментально реагируя на них.
Оригинальная внешность дает реальный КПД практически приближающийся к номиналу при любом направлении ветра. Данная конструкция «ловит» порывы ветров.

Ветрогенератор вертикальный бесшумный MANBLAN WINDPOWER снабжен только одним опорным подшипником японского производства, что уменьшает трение, и позволяет реализовать страгивание и генерацию при низких скоростях ветра. Кроме того, вертикальный ветрогенератор улавливает порывы ветра.

Ветрогенератор на Сахалине	Антарктида	В горах
Антарктика	300 Вт для малых нагрузок	Для телекоммуникаций

Технические характеристики

• 300W-12V/24V
• 600W-24V/48V
• 1000W-48V
• 3000w-48V/96V

Номинальная мощность:300W
Диаметр ветрогенератора: 1.23M/1.09M
Масса:27KG
Материал лопастей: анодированый алюминий
Количество лопастей:7 (3D+4S)
Скорость ветра при страгивании:1m/s
Начало заряда:2.5m/s
Номинальная скорость ветра:12m/s
Максимальная скорость ветра:15m/s
Предельная скорость ветра:65m/s
Тип генератора: трех фазный переменного тока вертикально ориентированный
Напряжение выходное контроллера:12V /24V
Выходной ток контроллера: Номинальная мощность: 1000W 48V/96V
Диаметр ветрогенератора: 2.40M/2.34M
Масса:188KG
Габариты упаковки; 2270*940*1450MM
Материал лопастей: Aluminum Alloy
Количество лопастей: 7 (3Darrieus and 4Savonius )
Страгивание:1.5m/s
Минимальная рабочая скорость ветра:3.5m/s
Номинальная скорость ветра:13m/s
Частота вращения: 280 об/мин
Максимальная скорость ветра:15m/s
Предельная скорость ветра:60m/s
The type of Generator:
Тип генератора: трех фазный переменного тока вертикально ориентированный
Выходное напряжение контроллера:48 V
Выходной ток контроллера:50Amp
Система торможения: Замыкание фаз генераторы при достижении максимальной скорости ветра (частоты вращения)
Lightning Protection : Patent lightening protection

Читать еще:  Тихоходный генераторы на постоянных магнитах 3кВт до 45кВт

Данные генерации Вертикальный ветрогенератор МАГЛЕВ, Тайвань

График генерации ветрогенераторы МАГЛЕВ Китай

Вертикальный ветрогенератор защищен в работе в экстремальных условиях:

• защита от сильных ветров — контроллер включает принудительное торможение при превышении скорости ветра 18 м/с (620 об/мин).
• скорость ветра на разрушение — 65 м/с
• алюминиевые лопасти, герметичный подшипниковый узел
• безщеточный необслуживаемый генератор переменного тока с редкоземельными постоянными магнитами.

В связи с тем что лопасти ветрогенераторы замкнуты, ветрогенератор становится почти бесшумным. Его можно располагать в непосредственной близости к жилым помещениям, на крыше домов, в отличие от горизонтальных, для которых необходима защита расстоянием из-за повышенной шумности, вибрации и ультразвука.

Ветрогенератор при работе не создает ультразвук. Ветрогенератор вертикальный MANBLAN WINDPOWER имеет подтвержденную шумовую нагрузку до 42 ДБ.
Маглев Ветрогенератор вертикальный абсолютно безвреден для птиц, пчел и окружающей среды, может устанавливаться на пути миграции перелетных птиц, в заповедниках, в отличие от горизонтальных. Прост в инсталляции. Три фазы переменного тока из ветрогенератора подключаете в любой последовательности в контроллер заряда аккумуляторов, который преобразует переменный ток ветрогенератора в требуемый тока заряда АКБ. Активно используется для электрификации автономных мачт освещения в неэлектрифицированных районах.

Принцип работы вертикального ветрогенератора на многополюсности расположения магнитов в генераторе, что позволяет системе достигать номинальной мощности на малых оборотах генератора. Массо-габаритные характеристики ветрогенераторов MANBLAN WINDPOWER

Модель	Длина,мм	Ширина,мм	Высота, мм	Масса втргн, кг	Масса упаковки, кг	Общяя масса, кг
mbwp400W	1170	520	605	28	9.7	37.70
mbwp600W	1400	680	680	50	50	100
mbwp1kW	2015	950	1160	160	100	260.00
mbwp2kW	2460	1100	1430	180	128	308
mbwp3kW	3650	620	640	328	97	425
mbwp3kW blades	3300	1800	200	33	31	64
mbwp400w Wind Cone	1900	1160	1400	58	87	145

Магнитное излучение, механическое трение и вибрация в ветрогенераторе MANBLAN WP полностью отсутствуют, бесшумно и устойчиво работает в агрессивных средах ( морской воздух, резкие перепады температуры), благодаря полностью непроницаемому алюминиевому сплаву. MANBLAN WINDPOWER ветрогенератор дополнительно комплектуется гибридным контроллером заряда, который позволяет получать всю энергию, выработанную системой, даже на скорости ветра, недостаточной для достижения номинальной мощности, а также подключать солнечные модули, и выводить постоянный ток на нагрузку (например уличный светодиодный фонарь постоянного тока).

Прайс-лист на ветрогенераторы
Вертикальный ветрогенератор MANBLAN WINDPOWER устойчив к сильному ветру и порывам, достаточно устойчив, чтобы выдержать ураганный ветер. Не боится турбулентности. Бесшумный вертикальный ветрогенератор MANBLAN имеет универсальную и простую структуру, спроектированную для облегчения транспортировки и возведения. Ветрогенератор вертикальный требует минимум места для размещения. Возможно объединение нескольких генераторов для суммирования выходной мощности

Вертикальные ветрогенераторы при минимальном ветре большой мощности

Работаем по всей России

24 часа в сутки
Без выходных

Солнечные электростанции и бесперебойные системы по доступным ценам

• Бесперебойные системы
• Для котла (до 1 кВт)
• Для дачи (до 3 кВт)
• Для коттеджа (от 3 кВт)

• Отзывы
• Услуги
• Работы
• Доставка
• Инфо
• Контакты
• Новости
• Статьи

• Главная
• /
• Информация

Ветрогенераторы для загородного дома — Выгодно или нет?

Энергия ветра — это экологически чистая, неисчерпаемая энергия, и, самое интересное, ее легко использовать в домашних условиях. Для преобразования энергии ветра в электрическую энергию служат ветряные электростанции или ветрогенераторы.

Ветрогенераторы, используемые для выработки электрической энергии, бывают разных размеров, типов и модификаций. Большие ветрогенераторы, которые обычно используются на ветряных фермах (электростанциях), могут вырабатывать большое количество электричества — сотни мегаватт, которым можно обеспечивать сотни домов. Небольшие ветряки, которые вырабатывают не больше 100 кВт электроэнергии, используются в частных домах, фермах, подсобных хозяйствах и т.п., служат источником дополнительной электроэнергии, способствуют уменьшению оплаты за основной источник электроэнергии. Очень маленькие ветряки, мощность которых составляет 20-300 Вт, используются для подзарядки аккумуляторов и там, где не требуется большое количество электроэнергии.

Небольшие ветроэлектростанции будут экономически эффективны, если будут соблюдены следующие условия:

1) ветер в вашем месторасположении дует стабильно и много дней в году;
2) ваши затраты на электроэнергию высоки;
вы не подключены к питающей сети или она находится далеко от вас.

Большое значение имеет место, где вы собираетесь установить ваш ветрогенератор. Его не следует размещать вблизи деревьев, домов и т.п., т.к. вы не получите полной отдачи от ветряка. Сила ветра всегда больше на вершине холмов, у береговой линии, в степях, в местах, где нет деревьев и строений. Учтите, что деревья могут вырасти, а ветрогенератор — нет.

Не ожидайте, что ваша ветроэлектростанция будет все время вырабатывать достаточное количество электроэнергии. Скорость ветра в одном и том же месте может сильно различаться и как следствие будет и различаться количество вырабатываемой электроэнергии. И если сила ветра будет меняться в пределах 10%, то вырабатываемая электроэнергия будет изменяться в пределах 25%!

Существует 2 основных типа ветрогенераторов:

с горизонтальной осью вращения (HAWT — Horizontal Axis Wind Turbine) и вертикальной (VAWT – Vertical Axis Wind Turbine). Горизонтальные ветряки должны быть всегда направлены по ветру. Для этого в их конструкции предусмотрен механизм поворота. В малых ветрогенераторах используется флюгерный механизм разворота по ветру (так называемый «хвост»). Также существует механизм разворота лопастей вдоль ветра при ураганных ветрах (выше 25м/сек) для того, чтобы ветрогенератор смог их перенести без потерь. Мачта для горизонтальных ветрогенераторов должна быть рассчитана так, чтобы лопасти не задевали объектов, которые могут находиться под ними. Из-за большого диаметра лопастей, сложности механизма разворота и большого количества механических сочленений, срок службы малых горизонтальных ветрогенераторв составляет 10-15 лет. Самым большим минусом горизонтальных ветрогенераторов является высокая стартовая ( от 3 м/сек) и номинальная (11-1 5м/сек) скорости ветра – это делает их неэффективным для использования в континентальных районах, где средняя скорость ветра составляет 3-5 м/сек.

Вертикальные ветрогенераторы работают в любом направлении ветра. Им требуется мачта меньшей высоты, т.к. их лопасти расположены над мачтой, а не сверху и снизу. К тому же из-за того, что лопасти расположены над мачтой, вертикальный ветрогенератор вырабатывает больше энергии, т.к. скорость ветра увеличивается при увеличении расстояния от земли. В таком типе ветрогенераторов меньше вращающихся и прочих механических элементов, поэтому минимальный срок эксплуатации составляет 20-25 лет. Вертикальные ветрогенераторы рассчитаны на рабочую скорость ветра 1-25 м/сек. Обычно они не рассчитаны на ураганные ветра и поэтому при приближении урагана их необходимо опускать. Самым большим плюсом вертикальных ветрогенераторов является низкая стартовая ( обычно от 1-2 м/сек, а у некоторых от 0.5м/сек) и номинальная (7-8 м/сек) скорости ветра. Это делает очень эффективным для использования их в континентальных районах, где средняя скорость ветра составляет 3-5 м/сек. Еще одним важным преимуществом вертикальных ветрогенераторов над горизонтальными является то, что их можно без проблем устанавливать на плоских крышах зданий. Это позволяет размещать их на крышах промышленных объектов и существенно экономить на платежах за энергию для бизнеса.

Одной из проблем при выборе и сравнении ветрогенераторов является отсутствие единого стандарта измерения выходной мощности. Производители сами выбирают при какой скорости ветра указывать выходную мощность. Чтобы понять, какой именно ветрогенератор подходит именно для вас и вашей местности, то необходимо взять статистические данные по скорости ветра и ее распределению в процентах от всего года. Например, для Подмосковья в районе Каширы статистика показывает, что средняя скорость ветра за год 3.3 м/сек, средняя скорость ветра за 6 месяцев зимы 5,4 м/сек, средняя скорость ветра за 3 самых холодных месяца 5,7 м/сек, а распределение скоростей ветра таково:
менее 1 м/сек – 11% в год
от 2 до 5 м/сек – 52% в года
более 8м/сек — 18% в год.

Конечно, найти такие данные для каждой местности трудно, поэтому для оценки эффективности того или иного типа ветрогенератора для Подмосковья, мы составили примерную таблицу. В качестве примера взяли ветрогенераторы, которые можно купить в России — стандартный горизонтальный ветрогенератор, уникальный горизонтальный ветрогенератор, который стартует уже при скорости ветра 0.2 м/сек и вертикальные ветрогенераторы, которые Вы можете приобрести у нас. Статистика распределения скорости ветра взята с официального сайтa московского метеобюро.

Функционирование ветрогенераторных установок

Для нормального функционирования ветряному двигателю требуется зона с постоянной высокой активностью ветра. При расчете рентабельности установки крупных ветрогенераторов рассчитывается среднегодовая активность ветра, что позволяет с высокой точностью определить количество производимой энергии.

Типы ветряков

Ветряные двигатели можно разделить на две группы по расположению оси вращения ветроколеса. Двигатели с горизонтальной осью вращения более распространены и известны, чем с вертикальной.

Горизонтальная ось вращения

В ветряках с горизонтальной осью вращения роторный вал и генератор располагаются наверху, при этом система должна быть направлена на ветер. Малые ветряки направляются с помощью флюгерных систем, в то время как на больших (промышленных) установках имеются «датчики ветра» и сервоприводы, которые поворачивают ось вращения на ветер. Большинство промышленных ветрогенераторов оснащены коробками передач, которые позволяют системе подстраиваться на текущую скорость ветра.

В силу того, что мачта создает турбулентные потоки после себя, то ветроколесо обычно ориентируется по направлению против воздушного потока. Лопасти ветроколеса делают достаточно прочными, чтобы предотвратить их соприкосновение с мачтой от сильных порывов ветра. Вдобавок к этому, само колесо располагается на некотором расстоянии от мачты и иногда даже устанавливается под углом.

При монтаже ветрогенераторных установок рекомендуется заказывать строительные услуги для того, чтобы монтаж ветряка был выполнен качественно. Ветряки, расположенные по ветру, строились, несмотря на проблемы с турбулентностью, из-за отсутствия необходимости установки дополнительных механизмов ориентации по ветру. Вдобавок, благодаря тому, что лопастям есть куда прогибаться, их площадь можно сократить и, тем самым, уменьшить сопротивление ветра. Всё же из-за вопросов связанных с надежностью ветряки, направленные против ветра, получили большое распространение.

Достоинства горизонтальной оси:
1. Изменяемый шаг лопаток турбины, который позволяет использовать энергию ветра по максимуму в зависимости от времени дня и сезона.
2. Высокая мачта позволяет добираться до более сильных ветров. Нужно иметь в виду, что в некоторых районах сила ветра увеличивается на 20% и, соответственно, энергетическая выгода на 34% при повышении на каждые 10 метров.
3. Высокая эффективность благодаря тому, что ветроколесо всегда направляется перпендикулярно ветру, используя весь поток воздуха. В системах с вертикальной осью вращения и большинстве типов воздухоплавательных ветрогенераторов часть системы работает против набегающего потока воздуха, что, отчасти, ведет к снижению эффективности.

Недостатки горизонтальной оси:
1. Высокие мачты высотой до 90 метров и длинные лопасти, которые трудно транспортировать, расходы на которую могут достигать 20% сооружения конструкции и стоимости всего оборудования.
2. Для сооружения промышленных ветрогенераторов требуется специализированное оборудование и высококвалифицированные сотрудники.
3. Массивность самой мачты, которой необходимо нести на себе все элементы.
4. Возмущения в радиосигналах и связи из размеров.
5. Необходимость установки системы направления оси на ветер.

Вертикальная ось вращения

Ось ротор таких генераторов располагается вертикально. Основным преимуществом такой системы является отсутствие необходимости направления оси на ветер – установка использует поступающий с любого направления воздух. Особенно эффективными ветрогенераторы с вертикальной осью вращения показали себя в областях с переменным ветром.

Подтипы ветрогенераторов с вертикальной осью вращения:
1. Турбина Дариуса
Этот тип ветрогенератора был запатентован французским инженером Джорджем Джин Мари Дариусом (Georges Jean Marie Darrieus) в 1931 году.
Установка имеет довольно высокую эффективность, но при этом образуются серьезные нагрузки на мачту, что делает систему ненадежной. Так же система обладает большим стартовым моментом, который с трудом может быть создан ветром. Чаще всего такой момент производится только внешним воздействием.
2. Турбина Савониуса
Была создана финским инженером Сигуртом Савониусом (Sigurd J. Savonius) в 1922 году. Ветряк представляет собой сребковое устройство с двумя или более совками, аналогичными тем, что писпользуются в анемометрах (прибор для измерения силы ветра).

Достоинства вертикальной оси:
1. Возможность применения конструкции меньших размеров.
2. Отсутствие механизмов ориентации по ветру.
3. Рабочие элементы располагаются близко к земле, что облегчает их обслуживание.
4. Невысокая минимальная рабочая скорость ветра (система начинает производить электричество при скорости ветра в 2-2,5 метра в секунду).
5. Позволяет строительство в местах, где невозможно возведение высоких сооружений.
6. Во время работы производит меньше шума.

Недостатки вертикальной оси:
1. Из-за потерь на вращении против потока воздуха большинство ветрогенераторов с вертикальной осью вращения почти в два раза менее эффективны, чем с горизонтальной.
2. Поскольку некоторые элементы системы находятся внизу и, соответственно, под весом конструкции, то их ремонт или замена могут быть невозможны без демонтажа самой мельницы. Конечно, если такое не предусмотрено конструкцией конкретного генератора.

Ветрогенераторы современного образца

Ветрогенераторы, применяемые для получения электроэнергии в наши дни, имеют трехлопастное ветроколесо, направляемое на ветер с помощью специальных двигателей, управляемых компьютерами. Высота мачты промышленного ветрогенератора варьируется в диапазоне от 60 до 90 метров. Ветроколесо совершает 10-20 поворотов в минуту. В некоторых системах присутствует подключаемая коробка передач, позволяющая ветроколесу вращаться быстрее или медленнее, в зависимости от скорости ветра, при сохранении режима выработки электроэнергии. Все современные ветрогенераторы оснащены системой возможностью автоматической остановки на случай слишком сильных ветров.

Малые ветрогенераторы

К малым ветрогенераторам относятся установки мощностью до 100 кВт. Именно они преимущественно используются для снабжения электроэнергией частных домов, ферм и небольших производств. Самые большие ветрогенераторы сооружен немецкими компаниями Энеркон (Enercon) и Репауэр (REpower). Ветряк Энеркон Е-126 (Enercon E-126) достигает мощности в 6 МВт, высоту в 198 метров и диаметр ветроколеса 126 метров, Репауэр 5М (Repower 5M) – 6 МВт, высота 183 метра, диаметр 126 метров.

Несмотря на возможность производить энергию без выделения вредных выбросов и отходов, ветрогенераторные установки имеют ряд недостатков.
Основным недостатком является ветер — непостоянный и скачкообразный источник энергии. Количество энергии, получаемой таким путем, может изменяться изо дня в день. При этом любые изменения могут происходить за короткий период времени. Чаще всего места наиболее пригодные для работы ветрогенераторов очень не удобны для проживания. При этом приходиться решать множественные проблемы передачи такой энергии из таких труднодоступных мест. При всем этом ветрогенераторы являются очень эффективным и экологически чистым источником возобновляемой энергии.

Функционирование ветрогенераторных установок

из категории » Ветрогенераторы » в сервисах:

Просто нажмите на кнопку нужного Вам сервиса и данная статья будет сохранена.

Ветрогенераторы для дома

Ветряной генератор – это устройство, которое используется для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую.

Рассмотрим принцип действия и потенциальную возможность применения ветряков

Принцип работы любого вида ветрогенератора следующий: вращение вызывает три вида физического воздействия на лопасти винта – импульсную и подъёмную силы, в результате которых маховик начинает приходить в движение, и тормозящую. Две силы против одной преодолевают сопротивление, и маховик раскручивается, при этом ротор создаёт магнитное поле на неподвижной части генератора, и этого достаточно, чтобы по проводам пошёл электрический ток.

Параметры электрического того ветрогенератора существенно зависят от скорости ветра, поэтому либо х нужно применять для тех потребителей, которые нечувствительны к перепадам электроэнергии, либо применять инверторно-аккумуляторную систему, по аналогии с солнечными электростанциями.

Классификация ветрогенераторов

Ветряные электрические генераторы могут классифицироваться по нескольким следующим признакам:

По назначению (мощности):

• Промышленные с мощностью от 100 кВт до 5000 кВт;
• Коммерческие от 20 кВт до 100 кВт, верхняя граница по мощности размыта. Часто эти генераторы применяются как электростанции для небольших промышленных объектов, ферм и т.п.;
• Бытовые, мощностью от 0,3 Втдо 20 кВт. Мощность вполне достаточна для обеспечения большого дома.

Для выработки электроэнергии мощностью от 1 до 5 кВт необходим ветер скоростью чуть более 4 м/с, для генерации в обычном доме, этого более чем достаточно, излишки электроэнергии, период малого потребления или сильного ветра, можно аккумулировать или применить для отопления помещений с помощью тэнов.

По ориентации рабочей оси вращения:

1. Вертикальные («карусельные», самые известные это «ротор Савониуса» и «лопастные» ортогональные — ротор Дарье). Ось вращения располагается вертикально по отношении к направлению ветра.

Ветрогенераторы Савониуса представляют собой несколько половинок полых внутри цилиндров, посаженных на вертикальную ось. Они могут вращаться независимо от скорости и направления ветра, однако такая конструкция теряет позволяет использовать энергию ветра лишь на треть по сравнению с горизонтальными ветряками.

Ротор Дарье — это система из двух или более плоских лопастей. Такое устройство просто в изготовлении, но выработка с электроэнергии с него еще меньше.

Основные преимущества вертикальных генераторов:

• Вырабатывают электроэнергию при небольшой силе ветра;
• Не нуждаются в сложных, активных системах направления на поток ветра, как следствие, идеально подходят для местности с турбулентными воздушными потоками;.
• Промышленные модели не нуждаются в высокой мачте, т.к. сама ось для лопастей является мачтой. Поэтому удобны в обслуживании;
• Низкий уровень шумового загрязнения, до 30 дБ;
• Привлекательный внешний вид.

Вертикальные ветрогенераторы не требует ориентирования по ветру, но они обладают в два раза меньшей рабочей площадью поверхности, чем у классического горизонтального ветрогенератора. Это значит, что для получения одинаковой мощности вертикальный ветряк по размерам должен быть в два раза больше горизонтального.

2. Горизонтальные, крыльчатые ветряки.

Крыльчатые — горизонтальные ветряки. Этот вид конструкции ветрогенератора наиболее распространён, и предпочтителен при использовании в промышленной выработке электроэнергии.

Основные преимущества горизонтальных ветряков:

• Большая скорость вращения, это позволяет соединяться напрямую с генератором, что увеличивает КПД;
• Простота изготовления;
• Большой выбор разнообразие моделей на любой дизайн и мощность;
• Высокая эффективность использования силы ветра;

• Высокий уровень шума при работе, что опасно для здоровья людей;
• Необходимость применять стабилизатор и устройства ориентации по ветру;
• Т.к. скорость вращения обратно пропорциональна количеству лопастей, существует ограничение на их количество, а значит и требования к силе ветра;

Так же ветрогенераторы классифицируют:

• По количеству лопастей: двухлопастные, трёхлопастные, многолопастные.
  
  Их различие заключается в том, что многолопастные начинают вращаться при меньших скоростях. Это даёт возможность использовать их в тех случаях. когда важен сам факт работы, например, для перекачки воды.
• По материалу лопастей: жёсткие лопасти ветрогенератора; парусные ветрогенераторы.
  Жёсткие лопасти стоят дороже, однако способны выдерживать большие нагрузки. Парусные ветрогенераторы имеют невысокую цену, однако надёжность их ниже.
• По шагу винта: фиксированый и изменяемый.
  
  Шаг винта – это характеристика, зависящая (тангенциально) от угла установки лопастей пропеллера ветряка относительно плоскости, перпендикулярной его оси. Изменяемый шаг винта позволяет увеличить диапазон эффективных скоростей работы, но внедрение этого механизма ведёт к усложнению конструкции лопасти, уменьшению общей надёжности ветряка, и в конечном итоге к удорожанию стоимости конструкции.

Составные части бытовой системы генерации электричества с помощью ветра

Основные составляющие домашней ветряной электростанции (ВЭС) аналогичны системам солнечной генерации или генерации микро-гидроэлектростанций, в данном случае, что ВИЭ будет являться ветряк:

Ветрогенератор заданной мощности состоит из генератора, контроллера, лопастей ротора, носового обтекателя, защитного кожуха, поворотного вала, хвостовой штанги, мачты, оттяжек и цоколя.

Контроллер ветрогенератора: предназначен для управления зарядом аккумуляторных батарей, контроля поворота лопастей и преобразования напряжения.

Банк АКБ: накопительная ёмкость, от размера которой зависит продолжительность функционирования в автономном режиме питаемого ею объекта.

Инвертор: это устройство, преобразующее постоянное напряжение аккумуляторов в переменное с частотой 50 Гц для обеспечения электропитанием бытовых приборов.

Пульт управления или связи: Он представляет собой многофункциональное устройство, обеспечивающее полный обзор эффективности систем управления агрегатом с использованием интернета.

Поглотитель избыточной мощности (балластная нагрузка) . С помощью этого устройства любой избыток электроэнергии, производимой ветрогенератором, рассеивается в виде тепла, и не приводит к перезаряду аккумулятора. В этом устройстве нет необходимости на солнечных системах. Ведь солнечные панели можно отключить от сети, а отключение ветрогенератора от нагрузки приведет к возрастанию частоты вращения и его механическому разрушению (пойдет вразнос).

Крупные ветряные электростанции

Крупные ветряные электростанции, которые ещё называют ветряными фермами или ветропарками, могут состоять из 100 и более ветрогенераторов.

Наиболее распространённые из них – наземные, которые устанавливаются на естественных возвышенностях. Также имеется достаточно большое количество оффшорных ветряных электростанций, которые построены в море примерно в 10 километрах от берега. Такое вид размещения втерогенераторов не требует задействования значительного количества земельных ресурсов и обеспечивает высокий КПД за счет регулярных и сильных морских ветров.

Плавающие ветряные электростанции являются новым словом в альтернативной энергетике. Они имеют свои особенности: для устойчивости башни ветрогенератора и его погружения на нужную глубину применяется балласт, а с целью предотвращения свободного дрейфа вся конструкция якорится тремя тросами.

Окупаемость

Проблему окупаемости ветряных электростанций изучают по трем направлениям:

• Снижение капитальных и эксплуатационные затраты на ВЭС;
• Повышение производительности ветроэлектростанции;
• Повышение эффективности использования энергии (генерация в сеть);

Второе относиться к потребителям, имеющим подключение к сетям, но не удовлетворенным её качеством или выделенной мощностью: следует использовать сетевые альтернативные энергетические системы. Сетевое оборудование, получая непригодную для прямого использования энергию от альтернативных источников, настраивается на частоту сети и начинает ее снабжение, перерабатывая энергию ветра (и/или солнца) в привычные нам 220 или 380 вольт переменного тока, «бесплатно» и качественно снабжая потребителя. Для работы этого комплекта не требуется аккумуляторная батарея и средства ее контроля и подзарядки. Это значительно сокращает стоимость альтернативной энергетической системы и ее эксплуатации и уменьшает сроки окупаемости системы.

Преимущества и недостатки ветрогенераторов

К преимуществам ветрогенераторов относятся:

• Безопасность их использования для окружающей среды: они не производят побочных или токсичных отходов и не требуют сырья для эксплуатации;
• Источник энергии не исчерпаем;
• После установки системы, бесплатная энергия;
• Подходит для удаленных территорий;
• Низкие эксплуатационные затраты. Минимальное техническое обслуживание в процессе эксплуатации.

Они же имеют и ряд недостатков:

• Зависимость количества производимой электроэнергии от внешнего фактора – погоды. Но эта зависимость намного меньше по сравнению с солнечной генерацией;
• ВЭУ требует много места и выделенной площадки для размещения;
• может давать помехи на телевизор и производить шум;
• Чувствительность к загрязненному или запыленному воздуху.

Системы управления электроэнергией. Контроль и автоматизированное управление работой системы. Подробнее »

В ближайшем будущем, появится возможность увеличения КПД солнечных панелей до 50%. Эффективность. Подробнее »

Руководство Филиала КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» выражает благодарность коллективу ООО. Подробнее »

КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» 1 сентября 2015

Уважаемый Ринат Шакирзянович! ООО «ФИНПРОЕКТ» выражает благодарность компании ООО. Подробнее »

Вертикальные ветрогенераторы

В настоящее время в мировом эксплуатируемом парке ветроэнергетических установок (ВЭУ) горизонтально-осевые или так называемые пропеллерные установки составляют более 90%.

Отставание в освоении вертикально-осевых ВЭУ вызвано несколькими причинами. Вертикальный ветрогенератор
был изобретен позже горизонтально-осевых пропеллерных. Кроме этого, до недавнего времени главным недостатком вертикальных ветрогенераторов ошибочно считалось, что для них невозможно получить отношение максимальной линейной скорости рабочих органов (лопастей) к скорости ветра больше единицы (для горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ это отношение достигает более 5:1), что приводило к необходимости использования мультипликаторных систем или более массивных тихоходных генераторов.

Однако, в зарубежных и российских фундаментальных работах последних десятилетий доказано,что возможно получить соотношение скоростей до 6:1, а теоретический КИЭВ для идеального ротора Дарье (H-типа) даже выше предельного для пропеллерных установок (70% против 59%).

Основным преимуществом вертикально-осевых ветрогенераторов над горизонтально-осевыми принято считать их нечувствительность к направлению ветра. Ветрогенератор вертикально-осевого типа с правильно просчитанной аэродинамикой и геометрическими соотношениями способен самозапускаться при любом направлении ветра, тогда как, например, пропеллерным установкам большой мощности при некоторых углах натекания ветрового потока относительно рабочей плоскости ветроколеса необходим дополнительный источник энергии для вывода гондолы ветрогенератора на ветер или изменения угла установки лопастей.
Коэффициент использования ветра вертикальных ветрогенераторных установок, находящихся в промышленном производстве (рассматриваются ротор Дарье H-типа и геликоид Горлова), варьируется в диапазоне 0.28-0.40. Это значение немного ниже горизонтально-осевых, однако конструкция данных ветрогенераторов проще.

Специалистами компании WESWEN разработан вертикально осевой ветрогенератор BLAST типа H-Дарье номинальной мощностью 1 кВт. Экспериментальные характеристики показали высокие значения КИЭВ (>32%), вертикальный ветрогенератор самозапускается при скоростях ветра 2-2.3 м/с. Использование специальных лопастей аэродинамического профиля, используемого в авиации, позволяет достигнуть номинальной частоты вращения 200 об/мин при скорости ветра 11 м/с. Отличительными особенностями данного ветрогенератора является простая конструкция и быстрый монтаж/демонтаж лопастей, что позволяет при возникновении штормовых предупреждений дополнительно обезопасить свою систему, демонтировав лопасти.