Ветровые генераторы

ВЕТРОВЫЕ  ГЕНЕРАТОРЫ

Альтернативная энергетика выходит на новый уровень развития, становясь очень популярной. 
Ветроэнергетика вызывает повышенный интерес по целому ряду причин. Главной из них является автономность, независимость ветрогенератора от общей системы электроснабжения.  
 
Среди реализуемых нашей компанией проектов неизменный интерес вызывают ветряные электростанции, так как использование нескольких источников генерации электроэнергии позволяет иметь надежный и неприхотливый источник энергии.  
 
Наличие в качестве генерации источников ВИЭ (возбновляемых источников энергии) - солнца, ветра -  позволяет достигать высокой экономичности расхода топлива ДГУ, увеличения ее ресурса, а при наличии достаточных ветровых и солнечных условий и вовсе свести расход ГСМ к минимуму. Экономия топлива дизель-генератором станции достигает 80% и более по сравнению с обычными дизель-генераторами.  
 
Ветрогенератор может являться как единственным источником энергии объекта, так и использоваться в качестве дополнения, экономя потребляемую электроэнергию. Или, вообще, включаться только при аварийном отключении от электросети. 
 
Используя своё собственное производство, мы готовы предложить нашим Заказчикам изготовление и поставку блочной комбинированной электростанции (БКЭС) для автономного энергоснабжения потребителей Заказчика с использованием энергии ветра, солнца и приводного двигателя на базе:

• Ветрогенератора;
• Системы из солнечных модулей;
• Источника накопления и преобразования энергии состоящего из аккумуляторных батарей и инверторов;
• Дизель-генераторной установки;
• Системы распределения электроэнергии потребителю;
• Утепленного контейнера.

 

 

ОПИСАНИЕ  РАБОТЫ ВЕТРОДИЗЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ  

 

Все малые гибридные электростанции работают по одинаковой схеме (см. рис. 1). При наличии достаточного ветра и при небольшой нагрузке потребители питаются от ветрогенератора через инвертор, который обеспечивает стабильное выходное напряжение 220В, 50 Гц синусоидальной формы. Если скорость ветра недостаточна для выработки достаточной мощности для питания потребителей, аккумуляторная батарея начинает разряжаться. При определенной степени разряженности аккумуляторов блок автоматического управления запускает дизель-генератор, который без перерыва питания принимает на себя нагрузку потребителей. 
 
Кроме того, запуск дизель-генератора происходит и при возрастании нагрузки выше мощности инвертора. При работе дизель-генератора происходит заряд аккумуляторной батареи через зарядное устройство инвертора. Процессор блока управления следит за нагрузкой объектов и сам выбирает оптимальный режим работы оборудования. При снижении нагрузки и достаточной заряженностью аккумуляторной батареи дизель-генератор останавливается, нагрузка переводится на инвертора. 
 
В блок управления может быть также подключена и внешняя сеть электроснабжения, которая будет включаться при снижении напряжения аккумуляторной батареи ниже порога установки. 
 
В качестве опции по желанию Заказчика в систему могут быть включены солнечные модули, которые подключаются к регулятору заряда ветрогенератора. 
 
Работа электростанций полностью автоматизирована и не требует постоянного присутствия оператора. 

 

 
Рис. 1

 
 
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ВЕТРО-ДИЗЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

На диаграммах приведены  результаты расчета экономии топлива (рис.2) и моторесурса (рис.3), получаемой в результате применения ветрогенератора, в сравнении с питанием только от дизель-генератора аналогичной мощности. Данные приведены для различных средних скоростей ветра. Расчеты выполнены для средней нагрузки 2,5 кВт и для варианта установки ветрогенератора на мачте связи 70 м и на собственной мачте 15м. Как видно из диаграмм, эффективность работы ветрогенератора на высокой мачте значительно выше.

 
Рис. 2 
 
 
Рис. 3

 

 

 

 

 

 

 

ПРЕИМУЩЕСТВА  ВЕТРЯНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ БЛОЧНО-КОНТЕЙНЕРНОГО  ИСПОЛНЕНИЯ 

 

 

1. Мобильность, быстрая подготовка к началу эксплуатации. Не требуются строительные работы для фундаментов ветрогенератора и самой подстанции (достаточно ровной площадки с отсыпкой гравием, или уложенной ЖБ плитами при зыбком грунте на месте установки).
2. Быстрый монтаж-демонтаж позволяет в кратчайшие сроки организовывать снабжение объектов, в том числе и в аварийных ситуациях.
3. Незначительная зависимость от поставок ГСМ и возможность работы в автономном режиме без ДГУ позволяет организовать энергоснабжение объектов в местах, где затруднена регулярная поставка топлива.
4. Универсальность использования, как в качестве постоянного источника, так и в качестве резервно-аварийного.
5. Высокий уровень автоматизации допускает эксплуатацию ветряной электростанции персоналом с низкой квалификацией.
6. Больший ресурс, чем у обычных ДГУ, требуется меньше затрат на обслуживание и содержание.
7. Быстрая окупаемость вследствие экономичности по расходу ГСМ и использования источников экологически чистой восполнимой энергии солнца и ветра.
8. Высокие экологические стандарты при эксплуатации, минимальное загрязнение окружающей среды

 

  

 

КАК ВЫБРАТЬ ВЕТРОГЕНЕРАТОРНУЮ УСТАНОВКУ (ВГУ)? 

 

1. Использование электроэнергии  от ветра экономически выгодно  при среднегодовых скоростях  ветра более 5 м/с, либо при отсутствии или нерегулярной подаче сетевого электричества.  

 

2. Серийного производства  ВГУ (более 10 шт. в месяц) в  настоящее время в России и  СНГ нет нигде. Сегодня существует  около 10 реальных производителей  и еще 10-20, которые пытаются  или пробовали раннее изготавливать  ветряные электростанции в РФ.  

 

3. Иностранных производителей  ветроэлектростанций можно исключить сразу, так как их цены в несколько раз выше отечественных (и на то много причин).  

 

4. Особое внимание стоит  уделять не только мощности  ВГУ (именно ВГУ, а не инвертора,  входящего в комплект), но и  при какой скорости ветра эта  мощность может быть получена. Некоторые продавцы представляют  завышенные показатели. Для этого  не поленитесь подсчитать по  несложной формуле мощность, которую  способен отдать ветряк с винтом  конкретного диаметра. Эта мощность  практически зависит только от  скорости ветра V и диаметра  винта D, а все остальные факторы  - количество лопастей, их вес,  площадь, профиль, крутка, генератор,  подшипники и т.д. - второстепенные  и большой погрешности не дают. Упрощенная формула расчета реально  отдаваемой ветром мощности в  зависимости от скорости ветра  и диаметра винта: Р = D2V3/7000 кВТ, с точностью ±20 % (зависит от КПД винта и генератора). + 20% - идеальная ВГУ, ее цена увеличится в 2-3 раза. - 20% - первый ветряк энтузиаста-любителя. При равной мощности ВГУ выбирайте ту, у которой диаметр ветроколеса больше. 
 
5. При выборе ветрогенераторной установки необходимо иметь в виду, что наиболее экономически эффективную отдачу мощности при ветровых условиях вашей местности можно получить при двукратной среднегодовой скорости ветра, которую можно назвать номинальной. 
Для Московского региона Vср. год = 4 м/с, a Vном = 8 м/с. Для ВГУ с диаметром винта 5 м Р = 52 - (4х2)3/7000 = 1,83 кВт. Таким образом, номинальная мощность ВГУ не превысит 2 кВт при диаметре винта 5 м, а более мощные ВГУ с таким же диаметром винта практически никакого выигрыша не дадут, но их цена будет выше. 
Для Vcp. год = 5,5 м/с (в приморских и степных районах), Vном = 11 м/с, номинальная мощность будет равна Р = 52 (5,5х2)3 / 7000 = 4,75 кВт, что соответствует ВГУ с номинальной мощностью 5 кВт и винтом диаметром 5 м. 
 
6. Как это не парадоксально, но чем меньше лопастей в ветроколесе, тем выше его КПД. Это проверено как теоретическими исследованиями, так и продувками в аэродинамической трубе, хотя разница между 1, 2, 3 лопастями незначительна.  
 
7. Некоторые производители представляют результаты продувок своих ветроэлектрических установок по мощности в аэродинамической трубе. Это хорошо, и говорит о серьезном подходе к делу. Однако, необходимо учитывать, что мощность в аэродинамической трубе и в природе на ветру отличаются примерно на 10-30% вследствие идеализации воздушного потока в трубе.  
 
8. Вертикально-осевые ветроустановки имеют право на жизнь, но наукой и опытом давно доказана их очень низкая эффективность по сравнению с горизонтально-осевыми. Это примерно как гребные колеса у дореволюционных пароходов по сравнению с обычным винтом любого современного корабля или катера. 
 
9. При сравнении цен разных производителей обязательно учитывайте состав продаваемого Вам оборудования и его функциональность. Ведь ветряная электростанция - это целый комплекс, куда обязательно входят: 
а) ветроэлектрический агрегат - это генератор, лопасти, узел крепления к мачте; кроме того, сюда может входить регулятор скорости вращения винта (центробежный, механический) и устройство ориентации на ветер (хвост или виндроза);  
б) мачта может быть как специальная, так и сооруженная из водопроводной трубы или столба. Здесь можно сэкономить, так как специальная мачта достаточно дорогая.  
 
При необходимости запасать электроэнергию на случай безветрия Вам предстоит обзавестись следующим оборудованием: 
- аккумуляторные батареи (автомобильные);  
- блок обработки электроэнергии и зарядки аккумуляторов (Блок ОЭЗА);  
- преобразователь напряжения (инвертор) -48В 220В 50Гц.  
Ресурс безредукторной ВГУ - более 10 лет. 
 
10. Не стоит увлекаться поиском ВГУ, начинающих работать на малых скоростях ветра - до 3 м/с, так как на этих скоростях ветра его энергия ничтожно мала. Например, для ВГУ с диаметром винта 5 м выдаваемая мощность при скорости ветра 2 м/с будет менее 30 Вт минус половина этой мощности уйдет на трение в подшипниках и прочие потери, а оставшиеся 15 Вт - ничто, ведь для зарядки одной аккумуляторной батареи емкостью 50 А/ч необходимо 70 Вт.  
 
11. При работе ВГУ в дождь или снег выдаваемая мощность снижается на 10...30%.  
 
12. Шум от работы безредукторной ВГУ напоминает свист ветра через приоткрытое окно легкового автомобиля на большой скорости. При работе редукторных ветровых генераторов гудение редуктора может быть значительным, а ресурс намного ниже.  
 
13. В районах с невысокой среднегодовой скоростью ветра - до 5 м/с рекомендуем для полной автономности электрообеспечения дополнительно установить бензоэлектрический агрегат мощностью 2 кВт или дизель-генераторную установку необходимой мощности, которая зарядит аккумуляторы в период безветрия.  
 
14. Использовать ВГУ для отопления дома экономически целесообразно только при среднегодовой скорости ветра более 5-6 м/с. 
 
15. Ветрогенератор должен быть размещен на 10 м выше строений, деревьев и других препятствий в радиусе 100 м, иначе он окажется в зоне турбулентности, что может привести к его выходу из строя.