Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Ветроэнергетика
Содержание
- 1. Ветроэнергетика
- 2. Анализ ветровых ресурсовКарта ветроэнергетических ресурсов России. Цифрами
- 3. Ветряные электростанции в России В России,
- 4. Сила ветра по шкале Бофора и ее влияние на ветроустановки и условия их работы
- 5. Предельные нагрузки
- 6. Слайд 6
- 7. Типы ветрогенераторов
- 8. С горизонтальной осью вращения
- 9. С вертикальной осью вращения
- 10. Основные компоненты установок обоих типов:* ветроколесо (ротор),
- 11. Предварительный проект компоновки оборудования ВЭУ:1 — главный
- 12. Кроме того, для защиты от поломок при
- 13. Слайд 13
- 14. Тормозная система - устройства, которые при скорости вращения
- 15. Генератор ВЭУ – устройство, преобразующее вращательное движение ротора
- 16. Ступица ветроэнергетической установки – сооружение, на котором смонтирован
- 17. Инвертор – устройство, преобразующее постоянное напряжение в переменное
- 18. Ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения
- 19. Механическая часть современной горизонтальной ветроэнергетической установки, принципиальная
- 20. Мощность ВЭУ
- 21. Прибрежная ферма ветроэнергетических установок Миддельгрюнден, около Копенгагена, Дания. На момент постройки она была крупнейшей в мире
- 22. Установка ВЭУ
- 23. Слайд 23
- 24. Таблица: Суммарные установленные мощности, МВт, по странам мира 2005—2007 г. Данные Европейской ассоциации ветроэнергетики и WWEA.
- 25. Слайд 25
- 26. КрыльчатоеРоторное карусельное
- 27. Роторное барабанное Савониуса Эффект Магнуса/Флеттнера
- 28. Сравнение типов ветротурбин по теоретической аэродинамической характеристике ξ (КПД ветротурбины)
- 29. Ветер
- 30. Зависимость стоимости ВЭУ от диаметра ветротурбины и
- 31. Современная ВЭУГлавная характеристика ВЭУ - себестоимость получаемой электроэнергии.
- 32. ξ = 0,593ξ = 0,41ξ = 0,192Классическая Карусельная крыльчатая Карусельная роторная
- 33. Эффективность несущего профиля лопасти
- 34. ВЭУ SW2/5
- 35. Технические характеристики ветроэлектрической установки
- 36. Слайд 36
- 37. ВДЭУ SWD20 и SWD30
- 38. Общий вид и технические характеристики ветродизельной электрической установки SWD20
- 39. Ветропарк в Германии ВЭУ в степях Казахстана
- 40. Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения
- 41. Вертикально-осевые ВЭУ стали интенсивно осваивать с начала
- 42. Схема роторной ветроэлектроустановки (ротор Савониуса) 1
- 43. Как видно на рисунке, воздушный поток используется
- 44. Ротор ДарьеВ последние годы в ряде зарубежных
- 45. Лопасти образуют пространственную конструкцию, которая
- 46. Главным преимуществом вертикальных ветрогенераторов Дарье
- 47. ВЕРТИКАЛЬНО - ОСЕВАЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКАВетроэнергетическая установка
- 48. Слайд 48
- 49. ВЭУ-1
- 50. ВЭУ-3ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ (ВЭУ) МОЩНОСТЬЮ 3
- 51. ВЭУ-30ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ (ВЭУ) МОЩНОСТЬЮ
- 52. У вертикальных установок три важнейших типа конструкций:1) классические роторы Дарриуса.Рис. 22
- 53. 2) Н-образные роторы3) НМ-образный ротор.
- 54. ВЕТРОГЕНЕРАТОР ФИРМЫ WINDSIDE
- 55. ВЕТРОГЕНЕРАТОР ФИРМЫ WINDSIDE
- 56. Британская архитектурная студия Grimshaw Architects, совместно с
- 57. Слайд 57
- 58. 15Цены на комплектующие приведены без учета НДС и транспортных расходов на 01.03.2008
- 59. ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ НИИ «УРАЛМЕТ» И ООО «ГРЦ-ВЕРТИКАЛЬ»
- 60. Оптимальная форма лопасти
- 61. Аэродинамический расчет лопасти ветроколеса Лопасти ветроколеса
- 62. Тела в воздушном потоке создают
- 63. Сила напора использовалась в самых ранних ветряках.
- 64. Но есть и другая сила, называемая
- 65. Подъемная силаСила напораГде:ρ - плотность воздуха 1,29кг/м3S
- 66. Z = L * W / (60*V)где:W
- 67. 4. Угол установки лопасти ветроколеса.Изменение окружной скорости по длине лопасти.
- 68. Вычисление уточненного угла установки лопасти β.поскольку,Отсюда – угол установки:
- 69. Преимуществом закручивания и сужения конца лопасти
- 70. ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ СПОМОЩЬЮ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
- 71. Слайд 71
- 72. Характеристики ветропарков
- 73. В Европе сконцентрировано 61 % установленных ветряных электростанций,
- 74. Но по итогам 2007 года Германия продолжает
- 75. Немецкий морской ветропаркВ Северном море, в 45
- 76. Офшорный ветропарк Horns Rev IIКомплекс находится в
- 77. Заметим, что строительство ветряных электростанций в открытом
- 78. В Ляэнеском уезде Эстонии, мощнейший в странах
- 79. Horse Hollow Wind Energy CenterЭта расположенная в США
- 80. Fowler Ridge Wind Farm Это еще одна
- 81. Tehachapi Pass Wind FarmЭта американская ветровая электростанция
- 82. Одна из самых больших ветроэлектростанций России расположена
- 83. Также крупные ветро-электростанции расположены у деревни Тюпкильды
- 84. В республике Коми вблизи Воркуты строится Заполярная
- 85. Перспективные площадки для ветропарков
- 86. Слайд 86
- 87. Слайд 87
- 88. Слайд 88
- 89. ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ НА ЭКОЛОГИЮ.
- 90. АКУСТИКА. Шум в основном производят
- 91. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ. ВЭУ должны
- 92. ЗРИТЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ. На равнинной местности
- 93. СТОЛКНОВЕНИЕ С ПТИЦАМИ. ВЭУ
- 94. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОМЕХИ. Проводники электрического тока
- 95. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ. Хотя работа ВЭУ
- 96. Новые перспективные разработки ветроэнергетики в мире
- 97. То, что будущее энергетики лежит в использовании
- 98. Новые идеи альтернативной энергетикиВетроэнергетика, как один из
- 99. Перспективные разработки ВЭУ
- 100. 1.ВЭУ с вертикальной осью вращенияРабочие лопасти воспринимают энергию
- 101. а) ВЭУ с горизонтальной осью вращенияПрименяемые в
- 102. б)ВЭУ с вертикальной осью вращенияАльтернативой ВЭУ с
- 103. Преимущества ВЭУ с вертикальной осью вращенияоптимизация формы
- 104. 2.Униполярный генератор постоянного токаИзвестно, что к устройствам,
- 105. 3. ВЭУ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ С ПОВЫШЕННЫМИ В 2…4 РАЗА УДЕЛЬНЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ
- 106. Скачать презентанцию
Анализ ветровых ресурсовКарта ветроэнергетических ресурсов России. Цифрами обозначены зоны со среднегодовыми скоростями ветра: 1 – выше 6 м/сек; 2 – от 3,5 до 6 м/сек; 3 – до 3,5 м/сек.
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2Анализ ветровых ресурсов
Карта ветроэнергетических ресурсов России.
Цифрами обозначены зоны со
Слайд 3Ветряные электростанции в России
В России, за последние десятилетие, построено
и пущено в эксплуатацию лишь несколько ветряных электростанций.
В Башкортостане установлены
четыре ветряных электростанции мощностью по 550 кВт. В Калининградской области, смонтировано 19 установок. Мощность парка ветряных электростанций составляет ~5 МВт.
На Командорских островах возведены две ветротурбины по 250 кВт.
В Мурманске вошла в строй ветроустановка мощностью 200 кВт.
Но совокупная мощность ветроэлектростанций России не превысила в 2004 году 12 МВт.
Российская Федерация — это страна с большой территорией, расположенной в разных климатических зонах, что определяет высокий потенциал использования ветряных электростанций. Технический потенциал составляет более 6200 миллиардов киловатт часов, или в 6 раз превышает всё современное производство электроэнергии в нашей стране.
Слайд 10
Основные компоненты установок обоих типов:
* ветроколесо (ротор), преобразующее энергию набегающего
ветрового потока в механическую энергию вращения
оси турбины. Диаметр ветроколеса колеблется от нескольких метров до нескольких десятков метров. Частота вращения составляет от 15 до 100 об/мин. Обычно для соединенных с сетью ВЭУ частота вращения ветроколеса постоянна. Для автономных систем с выпрямителем и инвертором - обычно переменная;* мультипликатор - промежуточное звено между ветроколесом и электрогенератором, который повышает частоту вращения вала ветроколеса и обеспечивает согласование с оборотами генератора. Исключение составляют ВЭУ малой мощности со специальными генераторами на постоянных магнитах; в таких ветроустановках мультипликаторы обычно не применяются;
* башня (ее иногда укрепляют стальными растяжками), на которой установлено ветроколесо. У ВЭУ большой мощности высота башни достигает 75 м. Обычно это цилиндрические мачты, хотя применяются и решетчатые башни;
* основание (фундамент), предназначено для предотвращения падения установки при сильном ветре.
Слайд 11Предварительный проект компоновки оборудования ВЭУ:
1 — главный подшипник № 1;
2—главный вал;
3 — главный подшипник № 2;
4 —
упругая муфта; 5 — редуктор;
6 — генератор;
7 — возбудитель
(размеры показаны для установок мощностью 1500 и 500 кВт — последние даны в скобках).
Слайд 12
Кроме того, для защиты от поломок при сильных порывах ветра
и ураганах почти все ВЭУ большой мощности автоматически
останавливаются, если скорость ветра превышает предельную величину. Для целей обслуживания он должны оснащаться тормозным устройством. Горизонтально-осевые ВЭУ имеют в своем составе устройство, обеспечивающее автоматическую ориентацию
Слайд 14Тормозная система - устройства, которые при скорости вращения ротора, менее номинальной,
участвуют в создании полезной мощности, а при скорости выше номинальной
создают тормозящий эффект и тем самым стабилизируют скорость вращения ротора, не давая ему идти "вразнос".
Слайд 15Генератор ВЭУ – устройство, преобразующее вращательное движение ротора ветроустановки в электрическую
энергию. Простейший генератор состоит из обмотки и магнитов. За счет
прохождения витка обмотки в магнитном поле в проводнике генерируется электрический ток, который по проводам передается на выходные клеммы генератора.
Слайд 16Ступица ветроэнергетической установки – сооружение, на котором смонтирован ротор установки с
лопастями. Внутри ступицы находится генератор, подшипники и некоторые другие агрегаты
ветроустановки.
Слайд 17Инвертор – устройство, преобразующее постоянное напряжение в переменное постоянной частоты. Например,
24 (48 или 96) вольт постоянного тока в 220 вольт
переменного тока с частотой 50 Гц с помощью выделения определенной полосы напряжений с последующей нарезкой импульсов.
Слайд 19Механическая часть современной горизонтальной
ветроэнергетической установки,
принципиальная схема
1 кожух; 2 вал ротора;
3 втулка; 4 лопасти; 5 дисковый тормоз; 6 генератор; 7
гидрав-лический узел; 8 механизм поворота в направлении ветра - привод; 9 механизм поворота в направле-нии ветра - редуктор; механизм поворота в направлении ветра – управление.
Слайд 21
Прибрежная ферма ветроэнергетических установок Миддельгрюнден, около Копенгагена, Дания. На момент
постройки она была крупнейшей в мире
Слайд 24Таблица: Суммарные установленные мощности, МВт, по странам мира 2005—2007 г.
Данные Европейской ассоциации ветроэнергетики и WWEA.
Слайд 28Сравнение типов ветротурбин по теоретической аэродинамической характеристике ξ (КПД ветротурбины)
Слайд 30Зависимость стоимости ВЭУ от диаметра ветротурбины и единицы установленной мощности
(цифры
2002 года, на сегодня их нужно увеличить на 25..30%).
От диаметра
ветротурбиныОт мощности генератора
Слайд 33 Эффективность несущего профиля лопасти или крыла характеризуется
коэффициентом качества профиля К:
К = Су / Сх
Су – характеризует подъёмную силу профиля (т.е. полезный эффект),Сх – характеризует силу сопротивления профиля (т.е. вредный эффект).
Для вращающегося цилиндра К = 3
Для профилей достижим К = 28.
Теоретический КПД ξ = 0,593.
ВЭУ на основе эффекта Магнуса-Флеттнера
Слайд 41Вертикально-осевые ВЭУ стали интенсивно осваивать с начала 80-х годов, причем
диапазон их мощностей непрерывно расширяется. Сегодня практически все страны эксплуатируют
вертикально-осевые ВЭУ с ротором Дарье, причем в Канаде, США, Нидерландах предпочтение отдается классической схеме с криволинейными лопастями, а в Великобритании и Румынии в качестве основной схемы приняты роторы с прямыми лопастями, параллельными оси вращения.
Слайд 42Схема роторной ветроэлектроустановки
(ротор Савониуса)
1 — лопасти
2 — крестовина,
3 —вал
4
—подшипники с корпусами
5 — соединительная муфта
6 — силовая стойка
7
— коробка передач8 — генератор
9 — растяжки (4 шт.)
10 — ступени лестницы.
Слайд 43Как видно на рисунке, воздушный поток используется более рационально, поэтому
коэффициент использования энергии ветра у такого ветроколеса в 1,5 раза
больше чем у карусельного. При некоторых преимуществах (низкий уровень шума, широкий диапазон рабочих ветров, малая площадь установки) данная конструкция имеет существенный недостаток - низкие обороты(не более 400 об/мин), поэтому уступает крыльчатым ветроустановкам.
Слайд 44Ротор Дарье
В последние годы в ряде зарубежных стран, особенно в
Канаде, начали заниматься разработкой вертикальные ветрогенераторы, ветродвигателя с ротором Дарье,
предложенным во Франции в 1920 г. Этот ротор имеет вертикальную ось вращения и состоит из двух – четырех изогнутых лопастей.
Слайд 45 Лопасти образуют пространственную конструкцию, которая вращается под действием
подъемных сил, возникающих на лопастях от ветрового потока. В роторе
Дарье коэффициент использования энергии ветра достигает значений 0,30 – 0,35. В последнее время проводятся разработки роторного двигателя Дарье с прямыми лопастями (рис. б, в).Рис. Ветроэнергетические установки (Дарье) с вертикальным ротором
а – Ф-образный,
б - D - образный,
в – с прямыми лопастями.
1 – башня (вал),
2 – ротор,
3 – растяжки,
4 – опора,
5 – передача вращающего момента
Слайд 46 Главным преимуществом вертикальных ветрогенераторов Дарье является то, что
они не нуждаются в механизме ориентации на ветер. У них
генератор и другие механизмы размещаются на незначительной высоте возле основания. Все это существенно упрощает конструкцию. Однако серьезным органическим недостатком этих ветродвигателей является значительное изменение условий обтекания крыла потоком за один оборот ротора, циклично повторяющееся при работе.
Слайд 47ВЕРТИКАЛЬНО - ОСЕВАЯ
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
Ветроэнергетическая установка для производства электроэнергии представляет
собой ветродвигатель с вертикальной осью вращения, предназначенный для преобразования кинетической
энергии ветра в механическую работу вращения вала, с дальнейшим преобразованием её в электрическую энергию при помощи электрогенератора, приводимого в действие ременной, зубчатой или иной передачей.На рисунке показан общий вид ротора ветродвигателя, состоящего из вертикального вала 1, на котором жёстко закреплены опорные пластины 2, 3 и 4, между которыми установлены лопасти 5, 6, 7 и 8. Мощность данной ветроэнергетической установки зависит от скорости ветра и площади ометаемой поверхности ветроколеса и находится в пределах от 11,2 Вт до 11,2 кВт.
Слайд 49 ВЭУ-1
ТЕХНИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ (ВЭУ) МОЩНОСТЬЮ 1 КВТ Мощность генератора номинальная
1 кВт Выходное напряжение 220 В
Номинальная частота 50 Гц
Диапазон рабочих скоростей ветра 4.. .30 м/сек
Количество лопастей из стекло-пластика 4 шт.
Хорда лопасти (длина по горизонтальному разрезу) 300 мм
Диаметр ветро-ротора (колеса) 2.3 м
Высота ветро-ротора 3 м
Ометаемая площадь 6.9 м
Высота мачты 8-20 м
Частота вращения 80-220 об/мин
Номинальная частота вращения (скор.ветра 10.4 m/sec) 190 об/мин
Расчетная скорость буревого ветра (ВЭУ падает) 40 м/сек (150 км/час)
Диапазон рабочих температур воздуха-50. . . +40Град Цельсия
Срок эксплуатации ВЭУ не менее 20 лет
Время между плановыми тех.обслуживаниями 5 лет
Масса ВЭУ без дизель-генератора и аккумуляторов 350 кг
Слайд 50ВЭУ-3
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ (ВЭУ) МОЩНОСТЬЮ 3 КВТ (6 ЛОПАСТЕЙ)
Мощность генератора номинальная 3 кВт
Выходное напряжение 220 В
Номинальная
частота 50 Гц Диапазон рабочих скоростей ветра 4.. .30 м/сек
Количество лопастей из стекло-пластика 6 шт.
Хорда лопасти (длина по горизонтальному разрезу) 400 мм
Диаметр ветро-ротора (колеса) 3.4 м
Высота ветро-ротора 4.2 м
Ометаемая площадь 14.28 м
Высота мачты 8-20 м
Частота вращения 60-180 об/мин
Номинальная частота вращения (скор.вет 10.4 m/sec) 160 об/мин
Расчетная скорость буревого ветра (ВЭУ падает) 40 м/сек
Диапазон рабочих температур воздуха -50. . . +40 град. Цельсия Срок эксплуатации ВЭУ не менее 20 лет
Время между плановыми тех.обслуживаниями 5 лет
Масса ВЭУ без дизель-генератора и аккумуляторов 560 кг
Слайд 51ВЭУ-30
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ (ВЭУ) МОЩНОСТЬЮ
30 КВТ (6 ЛОПАСТЕЙ)
Мощность генератора номинальная 30 кВт
Выходное напряжение 380 В
Номинальная частота 50 Гц
Диапазон рабочих скоростей ветра 4.. .30 м/сек
Количество лопастей из стекло-пластика 6 шт.
Хорда лопасти (длина по горизонтальному разрезу) 950 мм
Диаметр ветро-ротора (колеса) 9.4 м
Высота ветро-ротора 12 м
Ометаемая площадь 112 м
Высота мачты 17 м
Частота вращения 25-60 об/мин
Номинальная частота вращения (скор.ветра 10.4 m/sec) 50 об/мин
Расчетная скорость буревого ветра (ВЭУ падает) 40 м/сек (150 км/час)
Диапазон рабочих температур воздуха -50. . . +40 град. Цельсия
Срок эксплуатации ВЭУ не менее 20 лет
Время между плановыми тех.обслуживаниями 5 лет
Масса ВЭУ без дизель-генератора и аккумуляторов 8 тонн
Слайд 52У вертикальных установок три важнейших типа конструкций:
1) классические роторы Дарриуса.
Рис.
Слайд 56Британская архитектурная студия Grimshaw Architects, совместно с фирмой Windpower Ltd. разработала
ветряную электростанцию — Aerogenerator.
Рис. 26
Слайд 61Аэродинамический расчет лопасти ветроколеса
Лопасти ветроколеса получают мощность от
ветра, замедляя его.
Они оказывают сопротивление ветру и ветер налегает на
них с той же силой.
Слайд 62 Тела в воздушном потоке создают силу, направленную против
вектора скорости, называемую лобовым сопротивлением
Напор - сила ветра, направленная
по направлению потока. Силу напора часто называют силой лобового сопротивления. Пользуясь этим термином, не надо забывать, что сила лобового сопротивления на самом деле направлена в другую сторону, против ветра.
Слайд 63
Сила напора использовалась в самых ранних ветряках. Легко представить себе,
как эта сила заставляет двигаться щиты, но такие ветряки очень
тихоходны и лопасти, которые перемещаются против ветра, противодействуют вращению. В аэродинамике сила напора правильно называется силой по скорости полета.
Слайд 64 Но есть и другая сила, называемая 'подъемной силой' которая
всегда направлена под прямым углом к направлению ветра.
Лопасти ветряка
с горизонтальной осью не могут двигаться по направлению ветра, таким образом они не могут получить никакой пользы от силы напора. Вместо этого они используют подъемную силу.
Слайд 65Подъемная сила
Сила напора
Где:
ρ - плотность воздуха 1,29кг/м3
S - площадь лопасти
м2 ,
V - скорость набегания потока м/с.
Подъемная сила и сила
лобового сопротивления зависят от коэффициентов подъемной силы Сy и коэффициента лобового сопротивления Сx , которые в свою очередь зависят от примененного в лопасти профиля и угла атаки α, под которым поток ударяет в лопасть.
Слайд 66
Z = L * W / (60*V)
где:
W –частота вращения ветроколеса
(об/мин.)
V - скорость ветра (м/с.)
L - длина окружности ( м.)
Z
- быстроходность конструкции ветроколеса.
Слайд 69 Преимуществом закручивания и сужения конца лопасти является быстрый старт,
а также крепкость и массивность ступицы ветроколеса. К недостаткам относятся
трудоемкость расчета и высокая цена.Однако на практике много ветряков построены с применением не крученных лопастей с неизменной шириной по радиусу и постоянным углом установки. Как ни удивительно, но такое упрощение мало сказывается на эффективности ветряка.
Слайд 73В Европе сконцентрировано 61 % установленных ветряных электростанций, в Северной Америке
20 %, Азии 17 %.
В 2007 г. наибольшее число ветряных установок внедрили
США. Инвестировав $9 млрд., американцы увеличили свой парк ветряных электростанций на 45%, или на 5,2 ГВт. Второе место заняла Испания
(3,5 ГВт), третье — Китай (3,4 ГВт). Европейские страны, генерирующие 61% мировой ветряной энергии, нарастили производство на 17% (8,5 ГВт).Введенные ветряные мощности в мире (Источник - WWEA)
Слайд 74Но по итогам 2007 года Германия продолжает удерживать позицию «страны-лидера»,
имея в своем активе 22,7 МВт общей установленной ветроэнергетической мощности.
Следует
признать, что Германия и Индия, оставшись в числе ведущих ветроэнергетических рынков мира, все же поступились своими позициями в области введения в строй новых мощностей, установив за год 1.6 МВт
и 1.5 МВт соответственно.
Слайд 75Немецкий морской ветропарк
В Северном море, в 45 км от острова
Боркум, принадлежащего Германии, построен единственный в мире морской ветропарк. 12
генераторов, установленных на 30-метровой глубине. Мощные турбины приводятся в действие шквальными ветрами, бушующими здесь большую часть года. Ветропарк Alpha Ventus является совместным проектом концернов EWE, Eon и Vattenfall. Шесть из 12 агрегатов начали работу в августе этого года, а последний будет запущен в ближайшие полтора месяца. Стоимость проекта составила €250 млн.
Слайд 76Офшорный ветропарк Horns Rev II
Комплекс находится в Северном море, в
30 км от западного побережья Ютланда. Он состоит из 91
ветрогенератора, размах лопастей каждого из которых составляет 93 метра.Самый крупный в мире ветропарк занимает площадь размером 35 кв. км и способен производить более 200 МВт чистой энергии. По планам, этой электроэнергии должно быть достаточно для того, чтобы в течение года обеспечить 200 тысяч домов.
Отметим, что глубина моря на месте, где расположен ветропарк, составляет от 9 до 17 метров при средней скорости ветра около 10 м/с. Стоимость проекта составила
1 миллиард долларов.
Слайд 77Заметим, что строительство ветряных электростанций в открытом море экономически целесообразно.
Ведь сила ветра на море на 50% выше, чем на
суше. Дания в этом направлении движется уже не первый год. В 2003 году на юге Дании появилась ветроэлектростанция Нествед с 72 турбинами на 2,3 МВт. Стоимость проекта составила 262 млн долларов. Станция успешно работает и по сей день, производя около 165 МВт.Не менее успешно функционирует и предшественница нового ветропарка– Horns Rev I. Она насчитывает 80 турбин, каждая из которых дает 2 МВт. На данный момент в Дании энергией ветра покрывается 21% потребностей в электроэнергии.
Это, несомненно, очень высокий показатель.
Слайд 78В Ляэнеском уезде Эстонии, мощнейший в странах Балтии ветропарк «Аулепа».
Мощность ветропарка составляет 39 МВт. Ветропарк состоит из 13 ветряков,
мощность производства электроэнергии каждого — 3 МВт. Годовая продукция ветропарка «Аулепа» — около 100 ГВтч электроэнергии - 1,3% от конечного потребления электроэнергии в Эстонии. Такое количество электроэнергии в год в стране потребляет примерно 35 тыс. семей. Стоимость составляла примерно 900 миллионов крон.
Слайд 79Horse Hollow Wind Energy Center
Эта расположенная в США ветровая электростанция считается
крупнейшей в мире. В ее состав входит 421 ветрогенератор, максимальная совокупная мощность которых достигает
735 МВт. Horse Hollow находится в Техасе, она занимает площадь в 190 квадратных км.
Слайд 80Fowler Ridge Wind Farm
Это еще одна американская ветровая электростанция.
Она находится в штате Индиана, в 90 милях от его столицы — Индианаполиса. Ее заявленная мощность
составляет 750 МВт, однако вторая фаза установки ветротурбин началась лишь в этом году. За время первого этапа было установлено 222 ветрогенераторов, общая мощность которых достигает 400 МВт.
Слайд 81Tehachapi Pass Wind Farm
Эта американская ветровая электростанция находится в Калифорнии. Ее площадь
составляет 130 квадратных км. Tehachapi Pass считается одной из крупнейших ветровых электростанций по количеству
ветротурбин: их число составляет примерно 5000, а их максимальная совокупная мощность равна 690 МВт.
Слайд 82Одна из самых больших ветроэлектростанций России расположена в районе поселка
Куликово Зеленоградского района. Её среднегодовая выработка составляет около 6 млн
кВт·ч. Мощность составляет 5,1 МВт. И состоит из 21 ветроустановки.
Слайд 83Также крупные ветро-электростанции расположены у деревни Тюпкильды р.Башкортостан (2,2 МВт).
В Калмыкии в 20 км от Элисты размещена площадка Калмыцкой
ВЭС мощностью в 22 МВт и годовой выработкой 53 млн кВт·ч, на 2006 на площадке установлена одна установка «Радуга» мощностью 1 МВт и выработкой от 3 до 5 млн кВт·ч.На Чукотке действует Анадырская ВЭС мощностью 2,5 МВт со среднегодовой выработкой более 3 млн кВт·ч, параллельно станции установлен ДВС, вырабатывающий 30 % энергии установки. Включает 10 ветроагрегатов.
Слайд 84В республике Коми вблизи Воркуты строится Заполярная ВЭС мощностью 3
МВт. На 2006 действуют 6 установок по 250 кВт, общей
мощностью 1,5 МВт. На острове Беринга действует ВЭС мощностью 1,2 МВт.В Цимлянском районе Ростовской области установлена Маркинская ВЭС мощностью 0,3 МВт.
В Мурманске действует установка мощностью
0,2 МВт.
Слайд 90АКУСТИКА.
Шум в основном производят вращающиеся лопасти и
работающие механические части ВЭУ, в первую очередь коробки передач. Из-за
того, что шум, по существу, является признаком неэффективности, а также из-за многих жалоб, производители ветротурбин уделили этому вопросу первостепенное значение. В результате - за последние пять лет им удалось значительно понизить уровень шума, производимый работающими ВЭУ. Критическим считается уровень шума в 40 децибел, но если рассматривать шум как помеху для сна, то, естественно, этот уровень должен быть ниже. Допустимый уровень обычно достигается на расстоянии около 250 м от установленной ВЭУ. Тем не менее, вопрос отношения к шуму является и чисто психологическим; владелец машины, возможно, воспринимает шум, производимый работающим агрегатом как признак процветания, в то время как его соседи могут быть раздражены вторжением в "их пространство".
Слайд 91ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЛИ.
ВЭУ должны быть отделены
друг от друга, по меньшей мере, расстоянием, равным высоте пяти
- десяти башен. Это расстояние позволяет потоку ветра восстанавливаться, а турбулентность, созданная работой ротора одной ВЭУ, не влияет на работу соседней ВЭУ, находящейся в подветренной стороне. Соответственно, получается, что только 1% земли, занятой под ВЭС, реально используется под установку башен и под подъездные пути. Чем выше и мощнее ВЭУ, тем большее расстояние необходимо между соседними ВЭУ. Мегаваттные машины должны быть разделены расстоянием в полтора километра. Территория между ВЭУ не может использоваться ни под строительство зданий, ни под лесоводство.Рис. 43
Слайд 92ЗРИТЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ.
На равнинной местности ВЭУ всегда видны
с дальнего расстояния. Необходимость в большом расстоянии между ВЭУ означает,
что ветряки потенциально могут быть видны с расстояния в десятки километров. Однако на таких расстояниях для большинства людей вид на ВЭС будет "закрыт" разными строениями, деревьями, холмами. Чаще всего на ВЭУ обращают внимание проходящие или проезжающие мимо люди и летчики. Для последних существует опасность столкновений с ВЭУ во время низкого полета. Визуальное воздействие офшорных ВЭС в полной мере пока еще не определено.
Слайд 93СТОЛКНОВЕНИЕ С ПТИЦАМИ.
ВЭУ редко вредят птицам.
Наблюдения, проведенные в западной части Дании, где установлена турбина мощностью
2 МВт, имеющая ротор диаметром 60 м, показали, что птицы изменяли маршрут своего полета на расстоянии 100-200 м до установленной ВЭУ, пролетая над ней на безопасном расстоянии. В Дании есть несколько видов птиц, которые полюбили гнездиться на башнях ВЭУ. Единственная территория, печально известная из-за проблем с птицами, находится в районе каньонов в штате Калифорния."Стена ветра", образованная турбинами, установленными на башнях решетчатого типа, буквально перекрыла выход из каньона. И как результат - было зафиксировано несколько случаев гибели птиц из-за столкновения с ВЭУ.
Слайд 94ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОМЕХИ.
Проводники электрического тока могут создавать помехи
в работе телевизионных, радио и радарных установок. Металлические части вращающихся
лопастей могут оказывать волновое воздействие на сигналы. Установить ретрансляторы для телевизионных и радио сигналов несложно, однако это не очень дешево. Помехи, возникающие на радарных установках, пока в значительной степени еще не доказаны, но они в большей степени относятся к сфере интересов военных. Тем не менее, ВЭУ стали современной реалией сегодняшнего дня, и военным во всем мире также нужно с этим считаться. Существует много ВЭС, расположенных вблизи аэродромов, и никаких существенных проблем не возникает.
Слайд 95ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ.
Хотя работа ВЭУ не оказывает прямого негативного
воздействия на окружающую среду, косвенное влияние оказывает процесс сооружения ветроагрегатов
на участке, производство и транспортировка материалов и оборудования. Это, однако, не является основной проблемой, так как экологический ущерб от ветроэнергетики неизмеримо меньше ущерба от использования ископаемых видов топлива для получения энергии.
Слайд 97То, что будущее энергетики лежит в использовании возобновляемых источниках энергии,
понимает сегодня любой думающий специалист. Но ветроэнергетика развита только в
нескольких странах, (например, в Германии, Дании, Испании до 20% электроэнергии дают ВЭУ). Россия, обладающая огромными ветроресурсами в ряде своих территорий, находится на начальном этапе внедрения ВЭУ.
Слайд 98Новые идеи альтернативной энергетики
Ветроэнергетика, как один из перспективных видов альтернативной
энергетики, поднимается на новые ступени своей эволюции. Начала она свой
путь развития с деревянных крыльев крестьянских мельниц, и пришла к супервысокотехнологичным ветрякам наших дней. Ветроэнергетика не ушла в тень новомодных технических разработок по переработке водорослей и популярной своими будущими возможностями термоядерной энергетики. Она по-прежнему находится в зоне инженерных интересов, выдающих время от времени весьма оригинальные, но действующие разработки
Слайд 1001.ВЭУ с вертикальной осью вращения
Рабочие лопасти воспринимают энергию ветропотока. Их форма
и геометрические размеры определяют как КПД установки, так и её
экологические характеристики (шум). И если они для ВЭУ с горизонтальной осью вращения отрабатывались десятилетиями и достигли высоких параметров, то для ВЭУ с вертикальной осью вращения их оптимальные характеристики пока неизвестны.
Слайд 101а) ВЭУ с горизонтальной осью вращения
Применяемые в настоящее время ВЭУ
с горизонтальной осью вращения ветротурбины хорошо технически отработаны (используя опыт
авиационной техники), имеют достаточно высокий КПД, но довольно сложны конструктивно и имеют ряд существенных недостатков. Дело в том, что ветер часто меняет не только свою скорость, но и направление. Поэтому все ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения имеют специальный механизм, обеспечивающий постоянный поиск направления ветра и установку вдоль его направления оси вращения ветротурбины. Наличие такого механизма резко усложняет ВЭУ. Кроме того, при работе ВЭУ в плоскости вращения рабочих лопастей возникает низкочастотный шум (инфразвук широкого спектра), отрицательно влияющий как на животный, так и на растительный мир и являющийся вредным, а нередко и опасным, для человека.
Слайд 102б)ВЭУ с вертикальной осью вращения
Альтернативой ВЭУ с горизонтальной осью вращения
ветротурбины могут стать ВЭУ с вертикальной осью вращения. Им безразлично
направление ветра, поэтому можно создать простую в производстве и эксплуатации конструкцию, не требующей механизма поиска направления ветра. Введение механизма поворота лопастей в положение «флюгер», устранит возможность их поломки от сильных порывов ветра. А после определённого объёма экспериментально-доводочных работ по определению оптимальных геометрических размеров рабочих лопастей возможно создание бесшумных ветрогенераторов с высоким КПД. Однако на сегодняшний день данные о проведении серьёзных исследований в этой области в России. При достаточной заинтересованности со стороны государства можно разработать, изготовить и начать промышленную эксплуатацию перспективных ВЭУ с вертикальной осью вращения в течение 3…5 лет.Учитывая географическое расположение нашей страны, огромные территории, богатые ветроресурсами, отечественная ветроэнергетика через 15…20 лет может стать серьёзным поставщиком электроэнергии в энергетику не только России, но и соседних с нами стран.
Слайд 103Преимущества ВЭУ с вертикальной осью вращения
оптимизация формы рабочей лопасти для
обеспечения высокого КПД ветротурбины и снижение уровня шума (резервы есть).
введение механизма-автомата для поворота рабочей лопасти в положение «флюгер» при скорости ветра более 20 м/сек для уменьшения её «парусности» ~ в 8…10 раз.
введение магнитного подвеса для каждой рабочей лопасти и ротора в целом для увеличения механического КПД ветротурбины, надёжности и ресурса
применение специального тихоходного генератора, ротор которого кинематически жестко связан с ротором ВЭУ (без использования в трансмиссии мультипликатора) для исключения необходимости в периодическом обслуживании.
Слайд 1042.Униполярный генератор постоянного тока
Известно, что к устройствам, преобразующим энергию ветра,предъявляются
требования по регулированию скорости вращения ветроколеса для обеспечения равномерности подачи
и сохранения уровня выдаваемого напряжения. В этом устройстве многовитковость генератора обеспечивается весьма важной новизной – в электрическую цепь неподвижной обмотки якоря введено тело магнитопровода с созданием множества параллельных ветвей, а сама электросхема становится последовательно-параллельной, то есть многовитковой.Отсутствие колебательной по величине и переменной по направлению электродвижущей силы, с обеспечением постоянства получаемого напряжения, позволяет использовать для изготовления якорной обмотки не дорогой цветной металл, а ферромагнитный сплав, что существенно удешевляет стоимость изготовления генератора. КПД новых устройств генераторов не ниже 0,95. Мощность генераторов не менее 100 кВт, напряжение – до 1000 в. Мощность еще одного разработанного нами генератора – до 10000 кВт, а напряжение – до 10 кв.
