Ветряная установка: Ветрогенератор для дома — минусы и минусы. Расклад по ценам и киловаттам. Цена за 1квт от ветряка.

Мегаконструкции. Самые большие ветрогенераторы / Хабр

Siemens SWT-7.0-154

Кто говорил, что ветряки не способны конкурировать по мощности с атомными электростанциями? Посмотрите на самую большую в мире ветроэлектрическую установку Siemens SWT-7.0-154. С площадью ометания 18 600 м² этот гигант в одиночку генерирует максимальную мощность 7 МВт при скорости ветра 13-15 м/с. Несколько сотен таких ветряков — и вот вам атомная электростанция.

SWT-7.0-154 — это флагманская модель компании Siemens. В её названии зашифрованы генерируемая мощность (7 МВт) и диаметр ротора с лопастями (154 м). Она пришла на смену предыдущему флагману SWT-6.0-154, от которого практически не отличается по техническим спецификациям, но оснащён более мощными магнитами. Более сильное магнитное поле позволяет генерировать больше электроэнергии при том же диаметре. Другими словами, в этой ВЭН параметр снимаемой мощности с квадратного метра площади ометания выше примерно на 16,7%.

Ветрогенератор включается в работу на минимальной скорости ветра 3-5 м/с, а генерируемая мощность поступательно растёт до максимальной 7 МВт при скорости ветра 13-15 м/с.

При достижении скорости ветра 25 м/с генерация прекращается.

Казалось бы, на таких скоростях ветра лопасти ВЭУ должны вращаться быстро, но это совершенно не так. На самом деле они вращаются неторопливо и степенно, делая всего 5-11 оборотов в минуту. То есть полный оборот три лопасти совершают примерно за 5-12 секунд, в зависимости от скорости ветра.

Более сильное магнитное поле в новой модели означает также и то, что эту турбину труднее раскрутить. Для достижения той же скорости вращения 5-11 оборотов в минуту и максимальной генерируемой мощности (7 МВт вместо 6 МВт) этой турбине требуется повышенная скорость ветра: 13-15 м/с вместо 12-14 м/с. Соответственно, и начальная скорость ветрогенерации у неё выше. Вот почему данная модель-гигант наиболее оптимально подходит для размещения на территориях с относительно сильными ветрами, лучше всего в море.

Внутри турбины нет редуктора (коробки передач) — здесь работает система прямого привода, подключенная к синхронному генератору переменного тока с постоянными магнитами. Поскольку скорость генератора определяет напряжение и частоту тока, то «грязный переменный ток» преобразуется в постоянный ток, а затем преобразуется обратно в переменный ток перед подачей в сеть.

В последние годы в области ветряной энергетики происходит очень быстрый научно-технический прогресс. Буквально каждый год появляются новые модели ВЭУ большей мощности и эффективности. Большие и маленькие, рассчитанные на целые посёлки или отдельные дома, на большую скорость ветра в море или на среднюю скорость ветра над крышей частного дома.

Например, мировой рекорд по максимальной генерируемой мощности принадлежит вовсе не Siemens, а другой турбине ещё одного немецкого производителя Enercon E126, которая выдаёт до 7,58 МВт. На видео показан процесс установки такой турбины.

Высота стойки Enercon E126 — 135 м, диаметр ротора — 126 м, общая высота вместе с лопастями — 198 м. Общий вес фундамента турбины — 2500 тонн, а самого ветрогенератора — 2800 тонн. Только электрогенератор весит 220 тонн, а ротор вместе с лопастями — 364 тонны. Общий вес всей конструкции со всеми деталями — 6000 тонн. Первая установка подобного типа была установлена около немецкого Эмдена в 2007 году, хотя в той модификации максимальная мощность была меньше.

Впрочем, ветрогенераторы-гиганты — довольно дорогое удовольствие. Один такой ветряк на 7 МВт обойдётся в $14 млн вместе с установкой, если заказывать все работы у сертифицированных немецких специалистов. Конечно, если освоить производство в своей стране, благо металла хватает, то стоимость вполне можно снизить в несколько раз. Кто знает, может такой гигантский проект национальной стройки занял бы население страны и помог выбраться из экономического кризиса.

Одна из самых последних строящихся в Восточной Европе атомных станций — Белорусская АЭС — получит два энергоблока с реакторами ВВЭР-1200 мощностью по 1200 МВт. Казалось бы, несколько сотен ветряков Siemens сравнятся с атомной электростанцией. Стоимость строительства примерно одинаковая, зато «топливо» бесплатное. Что интересно, Белорусскую АЭС как раз строят в районе, где по климатическим данным за 1962-2000 годы почти самая высокая среднегодовая скорость ветра в Беларуси. Но в реальности эта «самая большая» среднегодовая скорость ветра — всего лишь около 4 м/c (на высоте 10 м), чего едва хватит для запуска ВЭУ на минимальной мощности.

Перед установкой следует сверяться с годовой картой ветров в районе дислокации с данными средней удельной мощности ветрового потока на высоте 100 м и выше. Хорошо бы составить такие карты для всей территории страны, чтобы найти места наиболее оптимального строительства ВЭУ. Нужно иметь в виду, что скорость ветра сильно зависит от высоты, что хорошо известно жителям высотных домов. В обычных прогнозах погоды по ТВ сообщают скорость ветра на высоте 10 м над землёй, а для ветровой турбины следует измерять скорость на высоте 100-150 м, где ветры гораздо сильнее.

Так что наиболее оптимально такие гиганты подходят для установки в море, в нескольких километрах от побережья, на большой высоте.

Например, если установить такие установки вдоль северного побережья России с шагом 200 метров, то максимальная мощность массива составит 690,3 ГВт (побережье Северного Ледовитого океана составляет 19724,1 км). Скорость ветра там должна быть приемлемая, только при заливке фундаментов придётся иметь дело с вечной мерзлотой.

Правда, по стабильности работы ВЭУ никогда не сравнятся с АЭС или ГЭС. Здесь энергетикам приходится постоянно следить за прогнозом погоды, потому что генерируемая мощность напрямую зависит от скорости ветра. Ветер должен быть не слишком сильным и не слишком слабым. Хорошо, если в среднем ВЭУ будут выдавать хотя бы треть от максимальной мощности.

Почему СССР был лидером в ветроэнергетике, а сейчас нам приходится всех догонять

Самым неожиданным пируэтом на пути человечества к ветровой энергетике может похвастаться Россия. Когда ВЭС были непопулярны на Западе, они были на подъеме у нас. Когда в мире их стали активно развивать, в стране появились просто толпы экспертов из энергетической отрасли, которые указывали: «Место для ветряков в Европе кончилось». Правда, с тех пор, как у нас начали это говорить, мощность ВЭС у европейцев выросла в десятки раз и продолжает расти. Видимо, до них мнение наших экспертов не довели.

Ну а в 2016 году мы внезапно еще раз поменяли мнение, так сказать, вернулись в добрежневский СССР. Первым на государственном уровне сказал свое веское слово Росатом. Его замгендиректора Вячеслав Першуков честно отметил: после выполнения имеющихся заказов на строительство новых АЭС за рубежом Росатом может остаться без зарубежных строек, поскольку этот рынок быстро сокращается. Атомная генерация за пределами России, действительно, переживает упадок, и никаких перспектив выхода из него не видно.

Главная причина проста: энергия АЭС западной постройки стоит дорого. Энергия АЭС российской постройки дешевле, но все равно не настолько, как у новых западных ветряков. Да, для компенсации их непостоянства нужно немного газовых ТЭС, но для АЭС они тоже нужны. Ведь реактор всегда дает одинаковую выработку, а люди потребляют днем куда больше, чем ночью. При равной цене и равных проблемах западный покупатель, на которого вечно давят «зеленые», никогда не выберет атомную генерацию.

Вот Першуков и констатирует: возможности строительства новых крупных АЭС за рубежом практически исчерпаны. «Мы должны зарабатывать не на рынке ядерных технологий. Все. Иначе не получается», – верно отмечает он.

Конечно, если сперва забрасывать какое-то дело на десятилетие, а потом браться за него, когда у конкурентов уже есть отработанные годами технологии, то сразу на лидерские позиции рассчитывать не стоит. Поэтому Росатом пошел по уже проторенному Петром I пути и начал учиться новому (а точнее — хорошо забытому у нас старому) у голландцев. С помощью дочерней структуры он создал партнерство с Lagerwey. До 2020 года госкорпорация планирует построить 26 небольших ВЭС на 610 мегаватт — начиная с Ульяновской области уже в 2018 году. Да, это меньше одной сотой от ежегодного мирового ввода, но на этих крохах Росатом учится. К тому же в 2020 году предполагается локализовать производство ветряков в России на 65 процентов.

Сложнее будет потом, когда придется выйти на большие масштабы. С прибылью производить ветряки общей мощностью лишь на сотни мегаватт в год нельзя. Это большой бизнес, без массового производства низкой цены в нем не будет. Поэтому надо расширять как строительство ветряков у нас, так и выходить на мировой рынок. Однако, здесь конкурировать будет очень тяжело.

Гиганты типа Vestas потратили десятки лет на отработку своих технологий и построили совершенно уникальные мощности. Например, завод по выпуску титанических лопастей в десятки тонн, расположенный на острове специально для того, чтобы проще было вывозить такой сложный для сухопутных дорог груз. Где Росатом построит такое, и сможет ли он угнаться за постоянно совершенствующимся рынком ветряков — вопрос, и непростой.

сколько стоит установить домашнюю ветряную электростанцию

Автономность, экономия расходов и забота об экологии. Именно эти цели преследуют домовладельцы, которые интересуются альтернативной энергетикой. Смогут ли ветровые электростанции удовлетворить их запросы? СуперДом расскажет все об использовании ветрогенераторов.

Для чего нужен ветрогенератор

Ветрогенератор, ветровой электрогенератор, ветрогенераторная установка, ветровая электрическая установка (ВЭУ), ветряная электростанция для дома, ветровая электростанция (ВЭС)… Названия – разные, суть – одна: ветровая установка преобразовывает кинетическую энергию движущегося воздуха в электрическую.

Правда, делает она это «грубо» и нестабильно и сильно зависит от скорости ветра и имеет скачки напряжения на выходе.

Поэтому нужен набор дополнительных приспособлений. В частности, ветровая установка включает в себя аккумуляторную батарею (АКБ). Ее задача состоит не только в накоплении энергии, а и в выравнивании волнообразных периодов значительной выработки и потребления.

Еще один очень важный элемент – инвертор. Он преобразует ток с переменным напряжением в постоянный. Кроме того, контроллер защищает аккумулятор от чрезмерной зарядки, а автоматика управляет процессами и выполняет функции защиты от аварийных ситуаций.

Ветрогенератор подсоединяют при помощи электрических кабелей, а на высоту (туда, где ветер дует с приемлемой скоростью) поднимают при помощи мачты.

Все перечисленные выше компоненты – необходимы и обязательны. Кроме того, для увеличения стабильности обеспечения здания энергией в комплектацию ряда современных моделей входит бензогенератор, сетевое зарядное устройство или фотоэлектрический модуль (по сути солнечная панель для преобразования в электроэнергию солнечного излучения).

Но они необходимы в тех случаях, когда ВЭУ используют в качестве основного источника энергии. Если же ветрогенератор сам играет роль запасного игрока, необходимости в помощи ему нет.

Самый эффективный ветрогенератор: вертикальный или горизонтальный

Выделяют два основных вида ветрогенераторов – с горизонтальной и вертикальной осями вращения ротора:

• Первые отличаются более высокой производительностью, расширенными возможностями регулировки, хорошей работоспособностью при низкой скорости ветра.
• Вторые – легче монтировать, а при малых ветрах они работают еще эффективнее. Правда, средняя производительность таких приборов в стандартных условиях хуже. Но у них есть очень важное для жилых районов преимущество: эти ветрогенераторы меньше шумят.

Ветряк с вертикальными лопастями – явление редкое, но все равно достойное внимания.

Кроме того, встречаются ветроустановки с редуктором (его еще называют мультипликатором). Они обладают более высокой производительностью, но сокращенным сроком службы. Так что практически все домашние ветроустановки используют прямой привод генератора. Тем более, у них ниже уровень шумности.

Также различают ВЭУ с ветроколесом пропеллерного, барабанного и карусельного типа. Два последних варианта отличаются излишней громоздкостью.

Небольшие конструкции, которые не вызывают сильной вибрации, можно устанавливать на крыше.

Поэтому все современные ветрогенераторы для дома имеют пропеллерное, или крыльчатое ветроколесо. Его лопасти расположены перпендикулярно к несущему валу.

Самая эффективная ВЭУ – это классическая трехлопастная система с прямым приводом генератора.

Расчет мощности ветрогенератора: важные параметры

Выбирая ветровую систему для своего дома, нужно ознакомиться с характеристиками прибора.

Мощность

Бывает номинальной и рабочей. Первый показатель описывает производительность ВЭУ при определенной расчетной скорости.

Многие потребители обращают на нее основное внимание. На деле реальная рабочая мощность системы зависит от свойств инвертора и может скачкообразно изменяться при различных скоростях ветра.

Например, ВЭУ может выдавать 1 кВт электроэнергии при ветре, дующем со скоростью 15 м/с. Она же выдаст лишь 0,5 кВт при 9 м/с. В таком случае выгоднее покупать прибор, который лучше работает при меньших значениях скорости ветра. Такая погода бывает чаще.

Выработка энергии за период

Важнейшее качество ветроустановки. Рассчитанное производителем значение должно соответствовать проектным параметрам. Хорошо, если средняя выработка энергии на 15-20 % больше необходимых потребностей.

Точные вычисления ведут одним из трех способов:

• суммируют потенциальное потребление бытовой электрической техники и осветительных приборов;
• рассчитывают среднемесячное потребление электроэнергии, беря во внимание не только перечень используемых приборов, но и ожидаемое время работы;
• производят сверку с реальным энергопотреблением в существующем доме по счетчику за период. Можно принять и средние значения. Считается, что для дома, где живет семья из 3-4 человек, нужно порядка 7-8 кВт электроэнергии в день. Так что можно приобрести ветряк с выработкой 250-300 кВт в месяц.

Однако при желании запитать от ветрогенератора не только освещение, холодильник, компьютер и телевизор, но также частичное отопление, подогрев воды, электроинструмент, надо увеличить запас производительности до 500 кВт в месяц.

Скорость ветра

Указывают трех видов. Расчетная даст понять, при каких условиях ВЭУ работает наиболее эффективно. Чаще всего она находится в диапазоне от 9 до 12 м/с. Стартовая покажет минимальное значение, необходимое для выработки электроэнергии.

Большинство ВЭУ начинает работать при движении воздуха в 2,5-3,5 м/с. Если стартовая скорость слишком высока, то большую часть дней ВЭУ будет простаивать. Когда скорость ветра достигнет максимальной эксплуатационной, ВЭУ надо остановить.

Иначе она может разрушиться. Качественные современные ВЭУ можно эксплуатировать при ветре до 45-50 м/с. Если указанная производителем «максималка» существенно меньше, от приобретения данного прибора лучше отказаться.

Размер ВЭУ

А именно диаметр ветротурбины. От него напрямую зависит рабочая площадь воздуха, которую захватывают лопасти ветряка (для классических пропеллерных ветряков – размер круга).

А производительность и выработка энергии системой пропорциональна данной площади.

Номинальная мощность ВЭУ определяется по формуле E = 1,64 × D2 × V3, где D – диаметр ветряка (м), V – среднегодовая скорость ветра (м/с). Таким образом, зная необходимую выработку, можно определить полезный диаметр ВЭУ.

Оценка местности: где можно установить ветряную электростанцию для дома

Чтобы понять, стоит ли вообще затевать оснащение своего жилища ветровой установкой, надо проанализировать район проживания. Особое внимание следует уделить насыщенности застройки и открытости территории.

Если дом размещен среди леса или поблизости от многоэтажной застройки, полной отдачи от прибора добиться не получится. Подвижная часть этого ветряка должна находиться выше самого высокого здания и дерева.

При этом надо прогнозировать будущее. Деревья вырастут, а вот ветряк – нет. В идеале это должна быть возвышенность, открытая степь, прибрежная зона. В противном случае придется увеличивать высоту ВЭУ, а это потребует дополнительных расходов.

Также необходимо собрать данные о погоде в регионе. Причем направление ветра при правильном монтаже ветряка большого значения иметь не будет. А вот среднегодовая скорость очень важна и должна составлять не менее 4 м/с (а лучше 4,5-5 м/с).

Следует понимать: под предлогом важности для правильного расчета ряд нерадивых инженерных компаний предлагает услугу измерения скорости ветра при помощи специального прибора – анемометра.

Однако таким образом можно узнать лишь конкретное значение в данный день или период (в случае серии измерений). Среднегодовые параметры предоставит местное отделение Гидрометцентра.

Но можно воспользоваться данными профильных сайтов, где есть архив ветровых данных. Также полезен сервис под названием Earth Wind Speed Map – карта ветров в режиме реального времени.

Наконец, используя найденные значения, надо учесть число ветреных дней в году. Конечно, любой день в той или иной степени ветреный. Но время, когда скорость движения воздуха менее 3-4 м/с, можно смело вычитать.

Считается, что ветер в районе должен дуть с расчетной скоростью не менее половины года. Причем наличие длительных (более недели) безветренных периодов не допускается.

Установка ветрогенератора: эффективно и полезно

Размер финансовых вложений на обустройство ВЭУ может варьироваться в большом диапазоне. Все зависит от выбранной конструкции, параметров и используемых компонентов. В расчете на 100 кВт месячной выработки затраты составят порядка 50 000-75 000 грн (с учетом стоимости инвертора, аккумуляторных батарей и мачты).

Можно сэкономить, если подготовить опорную мачту самостоятельно. Но сам ветряк лучше приобретать заводского изготовления.

Общие расходы на оборудование здания ветрогенератором, способным обеспечить потребности семьи из трех-четырех человек, могут составить 125 000- 200 000 грн.

А затраты на электроэнергию при современных тарифах находятся в пределах 4000-5000 грн в год. Это значит, что даже с учетом роста тарифов срок окупаемости вложений может составить 25-30 лет.

То есть в существующем и включенном в общую систему строении ветрогенератор – прежде всего, дань современным экологическим тенденциям. Но не все в жизни измеряется деньгами.

Ветряк для дома однозначно оправдан, когда подключение к общей электросети – сложно или даже невозможно. Тогда расходы на его приобретение и монтаж могут быть меньше, чем на прокладку лини электропередачи. Кроме того, увеличение традиционных энерготарифов в будущем может сократить период возврата вложенных средств.

А если общая сеть электроэнергии расположена рядом, имеет смысл подумать об увеличении мощности и росте первоначальных затрат в расчете на реализацию лишней энергии государству по «зеленому тарифу».

Меры обслуживания

Правильный и своевременный уход продлит срок службы ВЭУ и предотвратит постепенное увеличение шумности работы.

Необходимо выполнять:

• Ежегодный осмотр (а при необходимости также смазку и подтягивание) в летний период всех трущихся частей, болтовых соединений и контактов.
• Замену подшипников и лопастей каждые 8-10 лет.
• Регулярные осмотр и окрашивание мачты. Это также предотвратить развитие коррозии.
• По мере снижения емкости (обычно также раз в 7-10 лет) придется менять аккумуляторы.

Особенности монтажа

Для установки и подключения ветряка лучше пригласить специалистов инженерных компаний. Стоимость таких услуг – не более 10 % от суммарной цены ВЭУ. Зато качество и точность монтажа – соответствующие, ведь предполагается, что ВЭУ проработает 2-3 десятка лет.

Преграды на расстоянии ближе 150 м должны быть на 3-4 м ниже точки установки ветрогенератора. Устройства во время работы вибрируют, и не допускается касание мачты ветряка крыши и стен здания. При возможности лучше вынести ветряк на несколько метров (а то и десятков метров) от дома.

ВЭУ издает шум, сравнимый с работой внешнего блока кондиционера, а то и больше (порядка 40-50 дБ).

Если в районе в течение года преобладают слабые или средние ветра, надо увеличивать не число или емкость аккумуляторных блоков, а количество самих ветрогенераторов. Ведь даже самые емкие батареи можно разрядить за 3-4 дня штиля.

Несколько ветряков присоединяют к единому аккумуляторному узлу. При монтаже следует учесть, что минимальное расстояние между ветрогенераторами должно составлять не более одной трети высоты конструкции. Иначе «соседи» будут использовать «чужой» ветер.

Еще одно правило – чем выше мачта, тем больше выработка ВЭУ. Связано это с тем, что на большой высоте ветровой поток движется не только быстрее, но и равномернее.

Зачастую для уменьшения затрат на монтаж предлагают поставить ВЭУ на меньшей высоте.

Но экономия эта фиктивная. Так что более высокая мачта даст возможность в значительной мере увеличить эффективность использования ВЭУ.

Читайте также

Частная ветроэнергетика: установка и обслуживание ветрогенератора

• Предыдущее: Оформляем гардеробную комнату: выбираем зеркало
• Следующее: Просто добавьте экзотики: создаем дизайн квартиры в колониальном стиле

Мини ветрогенератор своими руками

В местах без электричества возникает проблема с подзарядкой смартфонов и прочей техники. Использование павербанка только временная мера. Гораздо надежней обзавестись бесплатным альтернативным источником энергии. В его качестве подойдет самодельный миниатюрный ветрогенератор. Его производительности вполне достаточно, чтобы подзаряжать смартфон.

Материалы:

Изготовление ветряка

Первым делом поясню о сердце нашего ветряка, которым является купленный на АлиЭкспресс мотор-мини генератор на 220В.

Это трехфазный безщеточный электродвигатель (мощностью 50 Вт), который при номинальных оборотах (10000 об./мин.) способен вырабатывать порядка 220 Вольт трехфазного напряжения. Но так как при помощи ветра такие обороты создать невозможно, нам доступно лишь слабое вращение, то такая турбина будет нам выдавать порядка 12-20 В. Этого будет достаточно для наших целей.
Берем ПВХ трубу.

На край канализационной ПВХ трубки 32 мм термоклеем приклеивается моторчик. Для надежности его нужно закрепить парой червячных хомутов.

Отступив 50 мм от двигателя, в трубе делается сквозное отверстие сверлом d10 мм, как на фото. Саму трубку нужно обрезать. Достаточно оставить 35-40 см.

На противоположном от моторчика краю трубы делается продольный рез длиной 25-30 мм. Нужно, чтобы он соответствовал направлению ранее проделанного отверстия.

Из куска пластика или оргстека вырезается хвост ветряка. С помощью термописталета он вклеивается в прорезь на трубке.

В отверстие трубки с моторчиком и хвостом вставляется болт М10. На него навинчивается гайка.

Далее насаживается подшипник, который поджимается второй гайкой.


ПВХ переходник из 32 мм на 50 мм насаживается на подшипник. Если тот немного меньше, то можно использовать проставку из кусочка трубки.


К переходнику присоединяется ПВХ труба 50 мм.

На вал моторчика нужно надеть лопасти. Их можно снять из перегоревшего вентилятора.

Если посадочный диаметр на лопастях немного больше, то следует насадить на вал подходящую трубочку и дополнительно воспользоваться термоклеем.

Чтобы защитить моторчик от осадков, на него наклеивается крышка. Для этого можно применить кусочек разрезанной вдоль канализационной трубки 50 мм.

Для закрепления ветрогенератора нужно сделать тяжелую стойку. Проще всего замешать бетон и залить в квадратную форму, выложенную из кирпича.

В полученную бетонную подушку вертикально вставляется ПВХ труба 50 мм, снятая с переходника на корпусе вентилятора. На второй день бетон уже достаточно крепкий, чтобы удерживать генератор.


При воздействии ветра генератор выдает энергию со скачущим напряжением, это нормально. При подсоединении светодиодной лампочки видно, что она мерцает. Припаиваем провода от моторчика сначала к трехфазному выпрямителю.

А затем к понижающему преобразователю напряжения.


После него подается стабильное напряжение без критических скачков, пригодное для зарядки смартфона напряжением 5В.

Это недорогой вполне простой в изготовлении ветрогенератор. Его можно поставить на балкон, если вы живете не на первом этаже. И ветра вполне должно хватить для зарядки АКБ сотового телефона.

Смотрите видео

Ветряки для дома: достоинства и недостатки

Для того, чтобы подобрать наиболее оптимальный вариант ветряка для своего дома, необходимо знать некоторые особенности устройства и работы ветряков их достоинства и недостатки, а также метеорологические особенности местности.

Потребность установить ветряк возле частного дома может возникнуть в двух случаях — если централизованного электроснабжения нет совсем или оно оставляет желать лучшего либо же вы решили существенно сэкономить на оплате за электроэнергию. Строительство ветрогенератора — довольно масштабное мероприятие и по средствам, и по трудозатратам, поэтому требует предварительных расчетов и уточнения множества факторов.

Ветер — экологически чистый бесконечный источник энергии, которым человечество пользуется уже тысячи лет. Для получения электроэнергии его начали использовать около века назад, но не везде ветер имеет достаточные показатели, чтобы было выгодно устанавливать ветрогенератор.

Поиск по специализированным сайтам с метеорологической статистикой, визит на местную метеостанцию, сбор и проверка данных по силе и направлению ветра своими руками на месте планируемой установки, например, при помощи анемометра с самописцем, поднятого над землей на уровень ротора будущего генератора будет первоочередной задачей.

Если в вашей местности ветер имеет среднегодовую скорость меньше чем 4—4,5 м/с (14,4—16,2 км/ч), ветряк скорее всего окажется нерентабельным. Лучше всего устанавливать ветрогенераторы на возвышенностях, побережьях, в степи — там, где постоянно дует сильный ветер и нет никаких природных или искусственных препятствий для него.

Если присутствует ветровая тень от холма, высоких деревьев, придется либо увеличивать высоту расположения ветрогенератора, что существенно удорожает конструкцию, либо переключиться на другие альтернативные источники для снабжения дома теплом и электроэнергией.

к содержанию ↑

Некоторые формальности

Следует обратиться к местным властям и уточнить перечень требований и разрешений, которые нужно получить. Максимальная высота конструкции, которая не будет мешать полетам малой авиации, отсутствие помех для радиосвязи и телевещания, создаваемых ветрогенератором с металлическими лопастями, предельный безопасный уровень шума, а также согласие соседей на установку ветряка неподалеку от их домов.

Согласитесь — обидно будет, когда построенный своими руками и уже действующий ветряк придется демонтировать или переделывать по решению суда. Поэтому чем больше разрешений удастся собрать — тем лучше. Многих проблем удастся избежать, если оформлением разрешений на ветряк будет заниматься фирма, которая его и будет устанавливать — но это также дополнительные затраты.

к содержанию ↑

Компоненты и расчеты

Стоимость постройки варьируется в самых широких пределах, в зависимости от выбранной конструкции ветряка и использованных компонентов. Есть два основных типа ветрогенераторов — с горизонтальной осью вращения (обязательно располагать на высоте, оптимально 25-35 м) и с вертикальной осью, которые допустимо размещать просто на уровне земли.

Кроме самого генератора для ветряков с горизонтальной осью вращения необходим ротор с лопастями, редуктор и поворотный хвост, а также защитный кожух. Все это, обычно, устанавливается на высокую мачту. Поскольку мачта, как правило, довольно массивное и высокое сооружение, под него придется закладывать фундамент, а также закреплять ее дополнительными тросами-растяжками.

Дополнительно к суммарной цене конструкции добавляется стоимость монтажа при помощи крана. Чтобы избежать строительства высокой и дорогой мачты, для небольших ветряков все чаще используют варианты конструкции с вертикальной осью вращения ротора, которые способны работать на меньшей высоте при скоростях ветра от 1 м/с. Но такие системы относительно новые, поэтому однозначной статистики их эксплуатации еще не накоплено. Они дают меньше электроэнергии, зато существенно дешевле и не такие шумные, их проще изготовить своими руками.

На земле, в помещении располагается инвертор для превращения постоянного тока от генератора в переменный, комплект аккумуляторов, разъединители и автоматические выключатели, нужные для перераспределения полученной электроэнергии и отключения устройства при аварийных ситуациях либо для ремонта.

Примерное количество энергии, вырабатываемое на протяжении года ветряком с горизонтальной осью вращения можно подсчитать по такой эмпирической формуле: E = 1.64 * D*D * V*V*V. Где: E — электроэнергия за год (кВт*ч/год), D — диаметр ротора (в метрах), V — среднегодовая скорость ветра (м/сек). После этого подсчитываем количество и стоимость потребляемой вашим домом за год электроэнергии, а затем множим полученные цифры на 25-30 лет — оценочный срок службы ветряка. Исходя из этого, рассчитываем необходимый размер лопастей и примерную общую стоимость конструкции, в зависимости от стоимости компонентов.

Если мачту можно построить самостоятельно, то электрооборудование и сам ветряк целесообразно покупать серийные, заводской сборки. Хотя, народные умельцы не раз демонстрировали примеры самостоятельной постройки ветрогенераторов для дома на основе компонентов из других устройств (электрогенераторов автомобилей, промышленного оборудования, даже умудряются пускать в дело переделанные электродвигатели от бытовой техники), использовать самодельные лопасти ротора и хвостовое оперение.

Схемы, методики и советы несложно найти в интернете или специализированных технических журналах, но в таком случае вся ответственность за работоспособность и безопасность построенного ветрогенератора будет лежать только на вас.

Очевидно, что с увеличением диаметра лопастей ротора и высоты мачты и соответственно большей собираемой энергии ветра возрастает генерируемая мощность, но пропорционально растет окончательная стоимость конструкции.

По разным оценкам стоимость постройки небольшого ветрогенератора для дома составляет в пределах 2-8 тыс. долларов за 1 кВт электроэнергии. Если у вас дома нет централизованного электроснабжения, ветряк, скорее всего, будет стоить дешевле самостоятельной прокладки линии электропередач или топлива для дизель-генератора.

Если же он задумывался как средство экономии — считайте и делайте выводы о его необходимости для дома. Кстати, уже сейчас полученная на крупных промышленных ветрогенераторах электроэнергия за 1 кВт получается дешевле, чем электроэнергия, выработанная на классических тепловых электростанциях. Себестоимость электроэнергии на малых ветрогенераторах немного выше, но все последние годы она неуклонно снижается.

В любом случае, если сегодня ветряк окажется нерентабельным, не выбрасывайте сделанные своими руками расчеты — через некоторое время появление новых моделей генераторов с большими показателями КПД, изменение тарифов на электроэнергию могут кардинально изменить ваше предыдущее решение.

Также наблюдайте за ситуацией с зеленым тарифом, который применяется во многих странах. По этому тарифу электроэнергию, сгенерированную дома при помощи альтернативных источников, в том числе энергии ветра, можно возвращать в электросеть, получая за нее доплату. Появление в стране зеленого тарифа или изменение его ставки может существенно повлиять на время окупаемости ветряка и проносимую им экономию для дома.

к содержанию ↑

Оптимальные режимы использования

Ветер дует неравномерно, и повышенная генерация электроэнергии с его помощью редко будет совпадать с периодами максимального потребления в доме. Поэтому желательно чтобы у вас была возможность обеспечить необходимую нагрузку и использовать всю лишнюю наработанную ветрогенератором электроэнергию — на подогрев воды в бойлере, дополняющие систему отопления электронагреватели внутри дома, насос в колодце, качающий воду в бак на крыше, или же на еще более экзотичные задачи вроде подзарядки аккумуляторов электромобиля — все они должны включаться автоматически при сильном ветре и при маленьком общем потреблении.

Вообще, в условиях российского климата с длинной холодной зимой и относительно небольшими скоростями ветра наиболее энергоэффективной и дешевой представляется схема из ветрогенератора с вертикальной осью вращения, установленного на уровне грунта либо на небольшой мачте в 5-10 м высотой, поднимающей его над крышей дома и кронами плодовых деревьев. Ветряк напрямую подключается к отдельному электронагревателю и бойлеру внутри помещения, без преобразователей тока и аккумуляторов.

Такую схему вполне реально реализовать своими руками, не привлекая монтажников. В этом случае ветрогенератор вырабатывает по сути тепло для обогрева дома, который, в свою очередь, служит безразмерным тепловым аккумулятором и позволяет не слишком беспокоиться из-за нерегулярных перепадов силы ветра, полностью используя всю наработанную ветрогенератором электроэнергию. Причем такая система получается саморегулируемой — сильный ветер быстрее охлаждает дом, но одновременно он же дает возможность тандему из ветрогенератора и электронагревателя лучше его отапливать изнутри.

к содержанию ↑

Проблемы на этапе проектирования

Шум в пределах 40-60 Дб, который может мешать не только соседям, но и вам. При возможности, если позволяет конфигурация земельного участка, ветряк стоит максимально отдалить от дома. Оптимально на 200-300 м.

1. При некоторых режимах работы ветрогенератора или неудачной конструкции мачты ветряк может издавать инфразвук, вызывающий ощущение страха и дискомфорта;
2. Высокая мачта, требующая обязательного заземления и наличия молниеотвода, а также наличия сигнальной лампы на вершине для безопасности полетов малой авиации;
3. При работе ротора возникает вибрация, поэтому мачта ветряка должна располагаться отдельно, не соприкасаясь со стенами и перекрытиями дома или с другими строениями;
4. Необходимость регулярного техобслуживания частей генератора, осмотров и замены смазки, которые нужно проводить на высоте. Примерно раз в 10 лет требуют замены лопасти и подшипники, независимо от того самодельные они или нет. Такие ремонты не всегда возможно выполнить своими руками и возникает необходимость привлекать специалистов. Мачту также придется регулярно красить и осматривать, чтобы избежать коррозии;
5. Возможность повреждения мачты, лопастей и генератора в случае ураганного ветра или при обледенении;
6. Аккумуляторы также требуют регулярной замены раз в несколько лет, располагать их нужно внутри дома;
7. При подборе готовых серийных ветрогенераторов нужно очень внимательно вычитывать их технические характеристики — в разных странах и у разных производителей выходная мощность, указанная в описании изделия и в его техпаспорте вычисляются по различным методикам, сильно зависящих от принятой за базовую силы ветра;
8. Расположенные неподалеку от места установки ветрогенератора маленькие деревья со временем вырастут и начнут создавать помехи для ветра;
9. Если вы решились изготавливать ветряк своими руками, очень сложно наперед предсказать и рассчитать его итоговую выработку электроэнергии и его степень эффективности.

Тенденции развития техники однозначно указывают на перспективность использования для полного или частичного снабжения дома электроэнергией и теплом разнообразных альтернативных источников: солнечных панелей, ветровых генераторов, тепловых конвекторов, новых эффективных материалов для термоизоляции. Недорогая и эффективная система для создания полностью энергонезависимого жилища из научной фантастики постепенно превращается в довольно распространенное техническое решение, и ветряк может оказаться в нем одним из значимых элементов.

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) — Что такое Ветроэнергетическая установка (ВЭУ)?

Ветрогенератор — устройство для преобразование кинетической энергии воздушного потока в электричество.

Ветроэнергетическая установка, или ветрогенератор — устройство для преобразования кинетической энергии воздушного потока в электричество.

Это альтернативный источник энергии.

Его выработка, а также выходные характеристики тока связаны кубической зависимостью со скоростью ветра

Из-за этого и в виду непостоянства ветра самостоятельное его применение мало возможно.

Требуются аккумуляторы для накопления, а также оборудование для зарядки батарей.

В среднем ветряк вырабатывает 150 кВт*ч/мес. электроэнергии.

Ресурсная характеристика ветряка измеряется десятилетиями.

Ветряк обычно выполнен в виде ветроколеса с тремя лопастями, расположенными по радиусам и под углом к плоскости вращения, и синхронного генератора переменного электрического тока.

Рабочий момент на ветроколесе создается под действием аэродинамических сил, возникающих на лопастях, имеющих специальный аэродинамический профиль.

Для ориентации ветроколеса по направлению ветра у ВЭУ используется «хвостовое оперение».

Преимущества ВЭУ:

• возможность обеспечения электроэнергией любых пунктов вне зависимости от степени удаления от магистральных линий,

• нет необходимости создавать большую энергетическую станцию, можно использовать отдельные компактные установки,

• готовая ВЭУ не нуждается в топливе и других ресурсных поставках.

Существуют следующие классификации ветрогенераторов:

— по количеству лопастей:

• двухлопастные, 

• трехлопастные, 

• многолопастные;

— по материалам лопастей:

— по рабочей оси вращения:

• горизонтальные, 

• вертикальные;

— по шагу винта:

• с фиксированным шагом винта, 

• с изменяемым шагом винта.

Внутри ветряной турбины

Вы находитесь здесь

Главная »Внутренняя часть ветряной турбины 2 / 17Башня:

Изготовлена ​​из стальных труб (показано здесь), бетона или стальной решетки.Поддерживает структуру турбины. Поскольку скорость ветра увеличивается с высотой, более высокие башни позволяют турбинам улавливать больше энергии и вырабатывать больше электроэнергии.

3 / 17Генератор:

Вырабатывает 60-тактное электричество переменного тока; Обычно это стандартный индукционный генератор.

5 / 17Гондола:

Установлена ​​на башне и содержит коробку передач, низко- и высокоскоростные валы, генератор, контроллер и тормоз. Некоторые гондолы достаточно велики, чтобы на них мог приземлиться вертолет.

6/17 Ветровая лопасть:

Измеряет направление ветра и взаимодействует с приводом рыскания, чтобы правильно ориентировать турбину по отношению к ветру.

7 / 17Анемометр:

Измеряет скорость ветра и передает данные о скорости ветра на контроллер.

8/17 Контроллер:

Запускает машину при скорости ветра от 8 до 16 миль в час (миль в час) и выключает машину на скорости примерно 55 миль в час. Турбины не работают при скорости ветра выше 55 миль в час, потому что они могут быть повреждены сильным ветром.

9/17 Коробка передач:

Подключает низкоскоростной вал к высокоскоростному валу и увеличивает скорость вращения с 30-60 оборотов в минуту (об / мин) до 1000–1800 об / мин; это частота вращения, необходимая большинству генераторов для производства электроэнергии.Коробка передач — дорогостоящая (и тяжелая) часть ветряной турбины, и инженеры изучают генераторы с «прямым приводом», которые работают на более низких скоростях вращения и не нуждаются в коробках передач.

10/17 Низкоскоростной вал:

Вращает тихоходный вал примерно со скоростью 30-60 об / мин.

11/17 Ротор:

Лопасти и ступица вместе образуют ротор.

12/17 Лезвия:

Поднимаются и вращаются, когда на них дует ветер, вызывая вращение ротора. Большинство турбин имеют две или три лопасти.

13/17 Шаг:

Поворачивает (или наклоняет) лопасти против ветра, чтобы контролировать скорость ротора и предотвращать вращение ротора при ветре, слишком сильном или слишком слабом для выработки электроэнергии.

14/17 Тормоз:

Останавливает ротор механически, электрически или гидравлически в аварийных ситуациях.

15/17 Привод рыскания:

Ориентирует турбины против ветра, чтобы они были обращены к ветру при изменении направления. Турбинам с подветренной стороны не требуется рыскание, потому что ветер вручную сносит ротор от него.

17/17 Направление ветра:

Определяет конструкцию турбины. Ветровые турбины — подобные показанной здесь — направлены против ветра, а противветренные турбины — в противоположную сторону.

Ветровые турбины используют энергию ветра для выработки электроэнергии.Проще говоря, ветряные турбины работают противоположно вентиляторам. Вместо того, чтобы использовать электричество для производства ветра, как вентилятор, ветряные турбины используют ветер для производства электроэнергии. Ветер вращает лопасти, которые, в свою очередь, вращают генератор, вырабатывающий электричество. На этой иллюстрации представлен подробный вид внутренней части ветряной турбины, ее компонентов и их функций.

Анемометр:

Измеряет скорость ветра и передает данные о скорости ветра в контроллер.

Лопасти:

Поднимается и вращается, когда над ними дует ветер, вызывая вращение ротора. Большинство турбин имеют две или три лопасти.

Тормоз:

Останавливает ротор механически, электрически или гидравлически в аварийных ситуациях.

Контроллер:

Запускает машину при скорости ветра от 8 до 16 миль в час (миль в час) и выключает машину на скорости примерно 55 миль в час. Турбины не работают при скорости ветра выше 55 миль в час, потому что они могут быть повреждены сильным ветром.

Коробка передач:

Подключает низкоскоростной вал к высокоскоростному валу и увеличивает скорость вращения с 30-60 оборотов в минуту (об / мин) до 1000–1800 об / мин; это частота вращения, необходимая большинству генераторов для производства электроэнергии. Коробка передач — дорогостоящая (и тяжелая) часть ветряной турбины, и инженеры изучают генераторы с «прямым приводом», которые работают на более низких скоростях вращения и не нуждаются в коробках передач.

Генератор:

Вырабатывает 60-тактное электричество переменного тока; Обычно это стандартный индукционный генератор.

Высокоскоростной вал:

Приводит в движение генератор.

Тихоходный вал:

Вращает тихоходный вал примерно со скоростью 30-60 об / мин.

Гондола:

Находится на вершине башни и содержит коробку передач, низко- и высокоскоростные валы, генератор, контроллер и тормоз. Некоторые гондолы достаточно велики, чтобы на них мог приземлиться вертолет.

Шаг:

Поворачивает (или отклоняет) лопасти от ветра, чтобы контролировать скорость ротора и предотвращать вращение ротора при ветре, слишком сильном или слишком слабом для выработки электроэнергии.

Ротор:

Лопасти и ступица вместе образуют ротор.

Башня:

Изготовлена ​​из стальных труб (показано здесь), бетона или стальной решетки. Поддерживает структуру турбины. Поскольку скорость ветра увеличивается с высотой, более высокие башни позволяют турбинам улавливать больше энергии и вырабатывать больше электроэнергии.

Направление ветра:

Определяет конструкцию турбины. Ветровые турбины — подобные показанной здесь — направлены против ветра, а противветренные турбины — в противоположную сторону.

Флюгер:

Измеряет направление ветра и взаимодействует с приводом рыскания, чтобы правильно ориентировать турбину по отношению к ветру.

Привод рысканья:

Ориентирует турбины против ветра, чтобы они были обращены к ветру при изменении направления. Турбинам с подветренной стороны не требуется рыскание, потому что ветер вручную сносит ротор от него.

Двигатель рыскания:

Включает привод рыскания.

Ветряная турбина | технология | Британника

Ветряная турбина , устройство, используемое для преобразования кинетической энергии ветра в электричество.

ветряная турбина

Компоненты ветряной турбины.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Ветровые турбины бывают нескольких размеров, с небольшими моделями, используемыми для обеспечения электроэнергией сельских домов или коттеджей, и моделями в масштабе сообщества, используемыми для обеспечения электричеством небольшого количества домов в пределах сообщества. В промышленных масштабах многие большие турбины собираются в ветряные электростанции, расположенные в сельской местности или на море. Термин ветряная мельница , который обычно относится к преобразованию энергии ветра в энергию для измельчения или перекачки, иногда используется для описания ветряной турбины.Однако термин ветряная турбина широко используется в основных ссылках на возобновляемые источники энергии ( см. Также ветровая энергия).

Типы

Существует два основных типа ветряных турбин, используемых при реализации ветроэнергетических систем: ветровые турбины с горизонтальной осью (HAWT) и ветровые турбины с вертикальной осью (VAWT). HAWT являются наиболее часто используемым типом, и каждая турбина имеет две или три лопатки или диск, содержащий множество лопаток (многолопастный тип), прикрепленных к каждой турбине.VAWT способны справляться с ветром, дующим с любого направления, и обычно изготавливаются с лопастями, которые вращаются вокруг вертикального столба.

HAWT характеризуются как устройства с высокой или низкой прочностью, в которых под прочностью понимается процентная доля рабочей площади, содержащей твердый материал. Высокопрочные HAWT включают многолопастные типы, которые покрывают всю площадь, охватываемую лопастями, твердым материалом, чтобы максимально увеличить общее количество ветра, контактирующего с лопастями. Примером высокопрочного HAWT является турбина с несколькими лопастями, используемая для перекачивания воды на фермах, часто встречающаяся в ландшафтах американского Запада.В низкопрочных HAWT чаще всего используются две или три длинные лопасти и они напоминают воздушные винты по внешнему виду. HAWT с низкой прочностью имеют низкую долю материала в рабочей области, что компенсируется более высокой скоростью вращения, используемой для заполнения рабочей области. HAWT с низкой прочностью — это наиболее часто используемые коммерческие ветряные турбины, а также тип, который чаще всего представлен в СМИ. Эти HAWT обеспечивают максимальную эффективность при производстве электроэнергии и, следовательно, являются одними из самых экономичных используемых конструкций.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Менее используемые, в основном экспериментальные VAWT включают конструкции, которые различаются по форме и способу использования энергии ветра. VAWT Дарье, в котором используются изогнутые лезвия с изогнутой аркой, стал наиболее распространенным VAWT в начале 21 века. VAWT H-типа используют два прямых лезвия, прикрепленных к каждой стороне башни в H-образной форме, а VAWT V-типа используют прямые лезвия, прикрепленные под углом к ​​валу, образуя V-образную форму.Большинство VAWT экономически неконкурентоспособны с HAWT, но сохраняется интерес к исследованиям и разработкам VAWT, особенно для построения интегрированных ветроэнергетических систем.

Оценка выработки электроэнергии

Согласно закону Беца, максимальное количество энергии, которое может генерировать ветровая турбина, не может превышать 59 процентов кинетической энергии ветра. Учитывая это ограничение, ожидаемая мощность, вырабатываемая конкретной ветряной турбиной, оценивается по кривой мощности скорости ветра, полученной для каждой турбины, обычно представленной в виде графика, показывающего соотношение между генерируемой мощностью (киловатты) и скоростью ветра (метры в секунду).Кривая мощности скорости ветра меняется в зависимости от переменных, уникальных для каждой турбины, таких как количество лопастей, форма лопастей, рабочая площадь ротора и скорость вращения. Чтобы определить, сколько энергии ветра будет генерироваться конкретной турбиной в конкретном месте расположения, кривую мощности ветра турбины необходимо связать с частотным распределением скорости ветра для этого участка. Распределение частоты скорости ветра представляет собой гистограмму, представляющую классы скорости ветра и ожидаемую периодичность часов в году для каждого класса скорости ветра.Данные для этих гистограмм обычно предоставляются измерениями скорости ветра, собранными на месте и используемыми для расчета количества часов, наблюдаемых для каждого класса скорости ветра.

Приблизительную оценку годовой выработки электроэнергии в киловатт-часах в год на площадке можно рассчитать по формуле, умножающей среднегодовую скорость ветра, площадь охвата турбины, количество турбин и коэффициент, оценивающий производительность турбины на площадке. Однако дополнительные факторы могут снизить годовые оценки производства энергии в различной степени, включая потерю энергии из-за расстояния передачи, а также доступность (то есть, насколько надежно турбина будет вырабатывать энергию при дующем ветре).К началу 21 века большинство коммерческих ветряных турбин работали с готовностью более 90 процентов, а некоторые даже работали с 98-процентной готовностью.

ВЕТРОВЫЕ ТУРБИНЫ КАК ОНИ РАБОТАЮТ от А до Я

КАК МОЖЕТ ЛОДКА ВЫГОДА ОТ ВЕТРОВЫХ ТУРБИН?

Лодка-робот Bluefish Передняя отметка 2013

Вы из рисунка выше видно, что Bluefish ZCC (Bluebird Marine Systems Ltd) имеет четыре мини ветра турбины, каждая из которых генерирует 1.5 кВт для обеспечения достаточной энергии для запуска интегрированного автономного оборудования. С исследовательскими проектами, такими как это громоздкое и относительно энергоемкое оборудование, но с каждым доработка управляющих микросхем, программного обеспечения и механических конечных эффекторов становится меньше и эффективнее.

SolarNavigator был первым (предложенным) автономным судном, использующим энергию ветра таким образом, но программа разработки Bluefish ZCC (снова предложенная разработка GB1301488) пошел дальше с ветряными турбинами мощностью до 40 кВт бортовой для гражданского судна и 80 кВт для военных вариантов.Вы можете узнайте больше о том, как работает система на их страницах, нажав на картинки вверху и внизу.

Голубая рыба Робот-лодка спортивные ветряки 2 x 20 кВт а также возможность поднимать и опускать турбины в воздушный поток и из него — как того требуют условия.

ВЕТЕР ТУРБИНЫ

Ветряная турбина — это машина, которая преобразует кинетическую энергию ветра в механическую. Если механическая энергия используется непосредственно механизмами, такими как насос или шлифовальные камни, машину обычно называют ветряной мельницей. Если механическая энергия преобразуется в электричество, машина называется ветрогенератором, или чаще ветряная турбина (преобразователь энергии ветра WEC).

А ветряные турбины — это старая технология, применяемая для решения новых задач.Нам нужно адаптировать и использовать все имеющиеся в нашем распоряжении средства для борьбы с глобальным потеплением и углекислый газ, но по-прежнему обеспечивают энергией наши современные (щедрые) образ жизни. Какими бы ни были ваши взгляды на использование альтернативной энергии, будучи студентом инженерного факультета, вы, вероятно, захотите узнать, как эти красивые машины работают. Я знаю, что всегда восхищался ими. NK

НОВЫЙ ДИРЕКТИВЫ ЕС 21 МАРТА 2013 — Закон о морском планировании для увеличения инвестиций

При планировании без приграничного сотрудничества инвестиции в энергосистему могут оказаться менее эффективными.Государства-члены ЕС должны будут планировать использование своего морского пространства и работать вместе там, где у них есть общий морской бассейн, в соответствии с предлагаемой Директивой Европейской комиссии о морском пространственном планировании и комплексном управлении прибрежными районами.

Директива также будет способствовать созданию транснациональной европейской оффшорной электросети, поощряя государства-члены к нанесению на карту территорий для электрической инфраструктуры на море. Если планируется без приграничного сотрудничества, инвестиции в энергосистему могут оказаться менее эффективными.Проект Offshore Grid подсчитал, что за счет кластеризации ветряных электростанций в узлы, которые могут пересекать границы, можно сэкономить около 14 миллиардов долларов по сравнению с индивидуальным подключением ветряных электростанций к берегу.

«Европейский ветер» «Энергетическая ассоциация решительно поддерживает предложение Комиссии, которое позволит европейскому сектору морской ветроэнергетики планировать инвестиции на основе картографического использования морского пространства, создавая рост и рабочие места в морском секторе», — сказала Анн-Бндикте Генахте, советник по вопросам оффшорного регулирования Европейская ассоциация ветроэнергетики (EWEA).

«Сейчас мяч находится в руках Европейского парламента и государств-членов, и, к сожалению, некоторые крупные государства-члены уже высказывают возражения. Мы надеемся, что правительства поймут важность наличия рамок планирования ЕС для роста морская экономика, и мы надеемся рассчитывать на парламент, чтобы добиться принятия директивы до европейских выборов в 2014 году ».

В 2012 году мощность морской ветроэнергетики в ЕС составила 5 ГВт, и, по прогнозам, эта цифра вырастет до 40 ГВт, с занятостью 170 000 человек к 2020 году, и до 150 ГВт с использованием 300 000 человек к 2030 году.Оффшорная ветроэнергетика часто попадает в противоречие между использованием и правилами разных секторов, что может создавать неопределенность и задержки в реализации проекта, что снижает потенциал роста сектора. Это риски, которые могут возрасти без эффективного морского пространственного планирования по мере роста ветроэнергетики на море.

Директива должна принести пользу всей морской экономике, помогая государствам-членам достичь хорошо спланированного использования моря для таких видов деятельности, как энергетика, транспорт, рыболовство, отдых и охрана окружающей среды.

Найти Как работает турбина

Эта антенна вид на ветряную электростанцию ​​показывает, как группа ветряных турбин может электричество для коммунальных сетей. Электроэнергия передается через передачу и линии раздачи до домов, предприятий, школ и т. д.

Эти трехлопастные ветряные турбины работают «против ветра», с лопастями лицом к ветру.Другой распространенный тип ветряных турбин — двухлопастные, подветренная турбина.

Так как же сделать ветряные турбины производят электричество? Проще говоря, ветряная турбина работает напротив вентилятора. Вместо того, чтобы использовать электричество для создания ветра, как вентилятор, ветер турбины используют ветер для производства электроэнергии. Ветер крутит лопасти, которые крутят вал, который соединяется с генератором и производит электричество. Шкала полезности мощность турбин составляет от 50 до 750 киловатт. Одиночные малые турбины, внизу 50 киловатт, используются для дома, телекоммуникационной посуды или перекачка воды.

Смотреть у ветряной турбины крупным планом

Ветровые турбины можно разделить на два типа в зависимости от оси, вокруг которой вращается турбина. Чаще встречаются турбины, вращающиеся вокруг горизонтальной оси. Реже используются вертикально-осевые турбины.

Ветровые турбины также можно классифицировать по месту их использования.Наземные, морские или даже воздушные ветряные турбины имеют уникальный дизайн. характеристики.

Ветряные турбины могут также использоваться вместе с солнечным коллектором для извлечения энергии из воздуха, нагретого Солнцем и поднимающегося через большую вертикальную солнечную башню с восходящим потоком.

Горизонтальная ось

Горизонтально-осевые ветряные турбины (HAWT) имеют вал главного ротора и электрический генератор наверху башни и должны быть направлены против ветра. Маленькие турбины указываются простой ветряной флюгером, в то время как в больших турбинах обычно используется датчик ветра в сочетании с серводвигателем.У большинства из них есть редуктор, который превращает медленное вращение лопастей в более быстрое вращение, которое больше подходит для выработка электроэнергии.

Так как башня создает турбулентность позади нее, турбина обычно направлена ​​против ветра от башни. Лопасти турбины сделаны жесткими, чтобы лопасти не вдавливались в башню сильным ветром. Кроме того, лопасти расположены на значительном расстоянии перед башней и иногда немного наклонены вверх.

Машины для противотока были построены, несмотря на проблему турбулентности, потому что им не нужен дополнительный механизм для поддержания их в соответствии с ветром, и потому что при сильном ветре лопасти могут изгибаться, что уменьшает их охватываемую площадь и, следовательно, их сопротивление ветру.Поскольку турбулентность приводит к усталостным отказам, а надежность очень важна, большинство HAWT работают против ветра.

Ветряная мельница Дусбургера, Эде, Нидерланды

Существует несколько типов HAWT:

Эти приземистые конструкции с четырьмя (или более) лопастями, обычно с деревянными ставнями или тканевыми парусами, были разработаны в Европе.Эти ветряные мельницы направлялись против ветра вручную или через хвостовой вентилятор и обычно использовались для измельчения зерна. В Нидерландах они также использовались для откачки воды с низменностей и способствовали сохранению польдеров сухими. Ветряные мельницы также были расположены по всей территории США, особенно в Северо-восточном регионе.

Современные сельские ветряные мельницы

Эти ветряные мельницы, изобретенные в 1876 году компанией Griffiths Bros and Co (Австралия), использовались австралийскими, а затем и американскими фермерами для перекачивания воды и выработки электроэнергии.У них обычно было много лопастей, они работали с передаточными числами конечных скоростей (определенными ниже) не лучше одной и имели хороший пусковой крутящий момент. У некоторых были небольшие генераторы постоянного тока, используемые для зарядки аккумуляторных батарей, для освещения или для работы радиоприемника. Электрификация сельской местности в США подключила многие фермы к централизованной электроэнергии и заменила отдельные ветряные мельницы в качестве основного источника энергии на фермах в 1950-х годах. Такие устройства все еще используются в местах, где слишком дорого вводить коммерческую энергию.

Ветряные турбины возле Ольборга, Дания

Стандартный дверной проем виден в основании пилон для весов

Общие современные ветряки

Обычно трехлопастные, иногда двухлопастные или даже однолопастные (и уравновешенные), направленные против ветра двигателями с компьютерным управлением.Датские производители турбин отстаивают прочный тип турбины с тремя лопастями. Они имеют высокую скорость наконечника (до 6-кратной скорости ветра), высокую эффективность и низкую пульсацию крутящего момента, что способствует хорошей надежности. Это тип турбины, которая используется в коммерческих целях для производства электроэнергии. Лезвия обычно окрашены в светло-серый цвет, чтобы сливаться с облаками, и имеют длину от 20 до 40 метров (от 60 до 120 футов) или более.

Циклические напряжения и вибрация

Циклические напряжения приводят к утомлению материала лопасти, оси и подшипников и на протяжении многих лет являются основной причиной выхода из строя турбины.Поскольку скорость ветра часто увеличивается на больших высотах, обратная сила и крутящий момент на горизонтально-осевой ветряной турбине (HAWT) лезвие заостряется, когда оно проходит через самую высокую точку своего круга. Башня препятствует воздушному потоку в самой нижней точке круга, что приводит к локальному провалу силы и крутящего момента. Эти эффекты приводят к циклическому повороту основных подшипников HAWT. Комбинированная скрутка хуже всего в машинах с четным числом лезвий, где одно прямо вверх, а другое — прямо вниз.Для повышения надежности используются качающиеся ступицы, которые позволяют главному валу качаться на несколько градусов, так что коренным подшипникам не приходится выдерживать пики крутящего момента.

Когда турбина поворачивается навстречу ветру, вращающиеся лопасти действуют как гироскоп. Когда он вращается, гироскопическая прецессия пытается повернуть турбину в сальто вперед или назад. Для каждой лопасти на турбине ветрогенератора прецессивная сила минимальна, когда лопасть находится в горизонтальном положении, и максимальна, когда лопасть расположена вертикально.Это циклическое скручивание может быстро привести к усталости и растрескиванию оснований лопаток, ступицы и оси турбины.

Вертикальная ось

12 м Ветряная мельница с вращающимися парусами в Осиеке, Хорватия Ветряные турбины с вертикальной осью (или VAWT) имеют вал главного ротора, вращающийся вертикально. Основные преимущества такой компоновки заключаются в том, что генератор и / или редуктор можно разместить внизу, у земли, так что башня не должна поддерживать его, и что турбину не нужно направлять против ветра.К недостаткам обычно относятся пульсирующий крутящий момент, который может создаваться во время каждого оборота, и сопротивление, создаваемое при вращении лопасти против ветра. Также трудно установить турбины с вертикальной осью на опоры, что означает, что они должны работать в часто более медленном, более турбулентном воздушном потоке у земли, что приводит к снижению эффективности извлечения энергии.

Ветряк с вращающимися парусами

Это новое изобретение. Эта ветряная мельница начинает вырабатывать электричество со скоростью выше 2 м / с.Его паруса сжимаются и расширяются при изменении скорости ветра. Эта мельница имеет три паруса переменной площади. Скорость контролируется с помощью магнитного тахометра, который расширяет или сжимает паруса в зависимости от скорость ветра. Блок управления (микропроцессорного типа) управляет парусами вручную или автоматически. В случае отказа блока управления сильный ветер порвет паруса, но рама останется целой.

Neo-AeroDynamic

Имеет аэродинамическое основание, предназначенное для использования кинетической энергии потока жидкости посредством искусственного тока вокруг его центра.Он отличается от других своей способностью объединять большую часть проходящей через него воздушной массы, перенаправляя ее на верхнюю камеру аэродинамических профилей и создавая подъемную силу со всех сторон. Он применим не только к ветру, но и к множеству гидроэнергетических применений, включая свободный поток (реки, ручьи), приливные, океанические течения и волновое движение через поверхностные течения океанических волн. Виды модели Hydro: Portable aero model

30-метровая ветряная турбина Дарье на островах Магдалины

Ветряк Дарье

Турбины «Взбивалки яиц».Они обладают хорошей эффективностью, но создают большие пульсации крутящего момента и циклические нагрузки на опору, что снижает надежность. Кроме того, для начала вращения им обычно требуется внешний источник питания или дополнительный ротор Савониуса, поскольку пусковой момент очень низкий. Пульсации крутящего момента уменьшаются за счет использования 3 или более лопастей, что приводит к более высокой прочности ротора. Твердость измеряется площадью лопасти над площадью ротора. Более новые турбины типа Дарье не удерживаются растяжками, а имеют внешнюю надстройку, соединенную с верхним подшипником.

Giromill

Тип турбины Дарье, эти подъемные устройства имеют вертикальные лопасти. Циклотурбины имеют изменяемый шаг для уменьшения пульсации крутящего момента и являются самозапускающимися [1]. Преимущества переменного шага: высокий пусковой момент; широкая, относительно плоская кривая крутящего момента; меньшее передаточное число лопастей; более высокий коэффициент полезного действия; более эффективная работа в условиях турбулентного ветра; и более низкое передаточное число лопастей, что снижает изгибающие напряжения лопасти.Могут использоваться прямые, V-образные или изогнутые лезвия.

Ветряная турбина Savonius

Это устройства тормозного типа с двумя (или более) лопатками, которые используются в анемометрах, вентиляционных отверстиях Флеттнера (обычно встречающихся на крышах автобусов и фургонов) и в некоторых высоконадежных и малоэффективных силовых турбинах. Они всегда самозапускаются, если есть хотя бы три совка. Иногда у них есть длинные винтовые лопатки, обеспечивающие плавный крутящий момент. Ротор Banesh и особенно ротор Rahai повышают эффективность за счет лопастей, форма которых обеспечивает значительную подъемную силу, а также сопротивление.

Турбины Windstar

Эти подъемные устройства производства Wind Harvest имеют прямые экструдированные алюминиевые лопасти, прикрепленные на каждом конце к центральному вращающемуся валу, и работают как линейные вихревые турбинные системы. (ЛАВТС). Роторы с вертикальной осью, каждый со своим собственным генератором мощностью 50-75 кВт, размещаются от трех до любого количества роторов в линейных массивах, при этом лопасти каждого ротора проходят в пределах двух футов от своего соседа. В этой конфигурации центральные роторы получают более высокую производительность и эффективность (достигая высокого КПД HAWTs).Эта повышенная эффективность защищена патентом (номер 6784566) как «эффект вихря». Каждый роторный блок имеет двойную тормозную систему из пневматических дисковых тормозов и шага лопастей. Новейшие Windstar LAVTS стоят 50 футов в высоту, имеют 1500 и 3000 квадратных футов рабочей площади на ротор и предназначены для размещения в условиях турбулентных ветров на территории ветряных электростанций.

Ветер турбинный тур

Морские ветровые установки

Морские ветряные турбины вблизи Копенгагена Зоны развития морских ветров обычно считаются удаленными от суши на десять и более километров.Морские ветряные турбины менее навязчивы, чем наземные, поскольку их кажущийся размер и шум могут быть уменьшены за счет расстояния. Поскольку вода имеет меньшую шероховатость поверхности, чем суша (особенно глубокая вода), средняя скорость ветра над открытой водой обычно значительно выше. Факторы мощности (коэффициент использования) значительно выше, чем для береговых и прибрежных территорий, что позволяет морским турбинам использовать более короткие башни, что делает их менее заметными.

В бурных районах с протяженными мелководными континентальными шельфами (например, в Дании), турбины практичны для установки. Датская ветряная генерация обеспечивает около 25-30% общего спроса на электроэнергию в стране, причем многие из них находятся в прибрежных водах. ветряные фермы.Дания планирует увеличить долю ветроэнергетики до половины ее электроснабжения.

Начато строительство площадок в районе Великих озер Северной Америки — с одним проектом Trillium Power примерно в 20 км от берега и мощностью более 700 МВт. Онтарио, Канада, активно развивает ветроэнергетику и имеет много береговых ветряных электростанций и несколько предлагаемых прибрежных участков, но в настоящее время только одно строительство на море.

В большинстве случаев морская среда дороже, чем береговая.Морские башни, как правило, выше береговых башен, если учитывать высоту погружения, а морские фундаменты сложнее строить и дороже. Передача энергии от морских турбин обычно осуществляется по подводному кабелю, который дороже в установке, чем кабели на суше, и может использовать режим высокого напряжения постоянного тока, если необходимо преодолеть значительное расстояние, что требует еще большего количества оборудования. Морская среда также может быть коррозионной и абразивной в местах с соленой водой, но такие места, как Великие озера, находятся в пресной воде и не имеют многих проблем, обнаруженных в океане или море.Ремонт и техническое обслуживание обычно намного сложнее и, как правило, дороже, чем на береговых турбинах. Морские ветряные турбины оснащены обширными мерами защиты от коррозии, такими как покрытия и катодная защита, однако некоторые из этих мер могут не потребоваться в местах с пресной водой.

Несмотря на то, что существует значительный рынок для небольших наземных ветряных мельниц, морские ветряные турбины в последнее время были и, вероятно, останутся самыми крупными ветряными турбинами в эксплуатации, поскольку более крупные турбины позволяют распределять высокие фиксированные затраты, связанные с работой на море. за большее количество генерации, снижая среднюю стоимость.По тем же причинам морские ветряные электростанции, как правило, довольно большие, часто с более чем 100 турбинами, в отличие от береговых ветряных электростанций, которые могут работать конкурентоспособно даже с гораздо меньшими установками.

Есть несколько концептуальных проектов, в которых можно использовать уникальную морскую среду. Например, плавающая турбина может ориентироваться по ветру от своего якоря и, таким образом, избегать необходимости в механизме рыскания. Согласно одной из концепций морских турбин, они генерируют дождь вместо электричества.Турбины будут создавать мелкодисперсный аэрозоль, который, как предполагается, увеличит испарение и вызовет дожди, надеюсь, на земля.

Прибрежный

Прибрежные турбины обычно считаются находящимися в зоне, которая находится на суше в трех километрах от береговой линии и на воде в пределах десяти километров от суши. Скорости ветра в этих зонах имеют общие характеристики скорости ветра как на суше, так и на море. В зонах развития прибрежных ветров общие вопросы: орнитология (включая миграцию и гнездование птиц), водную среду обитания, транспорт (включая судоходство и катание на лодках) и визуальную эстетику.

Морские берега также являются ветреными местами и хорошими местами для установки турбин, потому что основным источником ветра является конвекция из-за дифференциального нагрева и охлаждения земли и моря в течение дня и ночи. Ветры на уровне моря несут несколько больше энергии, чем ветры той же скорости в горных районах, потому что воздух на уровне моря более плотный.

Расположение прибрежной ветряной электростанции иногда может быть весьма спорным, поскольку прибрежные участки часто являются живописными и экологически уязвимыми (например, из-за большого количества птиц).

На суше

Ветряные турбины возле Уолла Уолла в Вашингтоне Береговые турбинные установки в холмистых или горных регионах, как правило, располагаются на хребтах, как правило, в трех километрах или более вглубь суши от ближайшей береговой линии. Это делается для того, чтобы использовать топографическое ускорение, когда холм или гребень заставляют ветер ускоряться, когда он преодолевает их. Дополнительная скорость ветра, полученная таким образом, сильно влияет на количество производимой энергии. Большое внимание следует уделять точному расположению турбин (процесс, известный как микросхема), потому что разница в 30 м иногда может означать удвоение производительности.Местные ветры часто отслеживаются в течение года или более с помощью анемометров и подробных карт ветров, составляемых до установки ветряных генераторов.

Для небольших установок, где сбор таких данных является слишком дорогостоящим или требует много времени, нормальный способ поиска участков ветроэнергетики — это прямой поиск деревьев или растительности, которые постоянно «отбрасываются» или деформируются преобладающими ветрами. Другой способ — использовать карту скорости ветра или исторические данные с ближайшей метеорологической станции, хотя эти методы менее надежны.

Расположение ветряной электростанции иногда может быть спорным, особенно потому, что на вершине холма, часто предпочитаемые прибрежные участки часто являются живописными и экологически чувствительными (например, там много птиц). Местные жители на ряде потенциальных площадок решительно выступили против установки ветряных электростанций, а политическая поддержка привела к блокированию строительства некоторых из них. установки.

Турбина клинок в доках Саутгемптона — Нельсон Крушандл на переднем плане

Проектирование и изготовление турбины

Преимущества вертикальных ветряных турбин

Легче в обслуживании, так как большинство их движущихся частей расположены у земли.Это связано с вертикальной формой ветряных турбин. Аэродинамические поверхности или лопасти ротора соединены рычагами с валом, который сидит на подшипнике и приводит в действие генератор внизу, обычно сначала путем соединения с коробкой передач. Поскольку лопасти ротора расположены вертикально, устройство отклонения от курса не требуется, что снижает потребность в этом подшипнике и снижает его стоимость.

Вертикальные ветряные турбины имеют больший угол наклона аэродинамического профиля, что обеспечивает улучшенную аэродинамику и снижает лобовое сопротивление при низком и высоком давлении. Мезы, вершины холмов, хребты и перевалы могут иметь более сильные и мощные ветры у земли, чем на высоте, из-за ускоряющего эффекта ветра, движущегося вверх по склону или переходящего в проход, в сочетании с ветрами, движущимися прямо на участок.В этих местах VAWT, размещенные близко к земле, могут производить больше энергии, чем HAWT, размещенные выше.

Малая высота используется там, где законы не позволяют размещать конструкции высоко. Меньшие VAWT могут быть намного проще транспортировать и устанавливать.

Не требует отдельно стоящей вышки, поэтому она намного дешевле и эффективнее при сильном ветре, близком к земле. Обычно у них более низкое передаточное число, поэтому меньше шансов сломаться при сильном ветре.

Недостатки вертикальных ветроустановок

Большинство VAWT вырабатывают энергию только на 50% от эффективности HAWT, в значительной степени из-за дополнительного сопротивления, которое они имеют, когда их лопасти вращаются против ветра.Это можно преодолеть, используя конструкции для большего направления потока и выравнивания ветра в ротор (например, «статоры» на ранних турбинах Windstar) или «вихревого» эффекта размещения VAWT с прямыми лопастями близко друг к другу (например, Патент № 6784566).

Может существовать ограничение по высоте на то, какую высоту можно построить вертикальную ветряную турбину и какую площадь обзора она может иметь.

Большинство VAWTS необходимо устанавливать на относительно плоском участке земли, и некоторые участки могут быть слишком крутыми для них, но все же могут использоваться HAWTs.

Большинство VAWT имеют низкий пусковой момент.

VAWT, в котором для удержания на месте используются растяжки, создает нагрузку на нижний подшипник, так как весь вес ротора приходится на подшипник. Оттяжки, прикрепленные к верхнему подшипнику, увеличивают тягу вниз при порывах ветра. Для решения этой проблемы требуется надстройка, удерживающая верхний подшипник на месте, чтобы исключить толчки вниз при порывах ветра в моделях с оттяжками.

Ветер турбины в Южной Калифорнии

Преимущества горизонтальных ветряных турбин

Лопасти находятся сбоку от центра тяжести турбины, что способствует устойчивости.
Способность к перекосу крыла, что дает лопастям турбины лучший угол атаки. Возможность удаленной регулировки угла атаки дает больший контроль, поэтому турбина собирает максимальное количество энергии ветра для времени суток и сезона.
Возможность раскачивать лопасти ротора во время шторма для минимизации повреждений.
Высокая башня позволяет получить доступ к более сильному ветру на участках со сдвигом ветра. На некоторых участках сдвига ветра каждые десять метров скорость ветра может увеличиваться на 20%, а выходная мощность — на 34%.
Высокая башня позволяет размещать на неровной земле или в прибрежных зонах.
Можно разместить в лесу над линией деревьев.
Большинство из них запускаются автоматически.
Может быть дешевле из-за более высоких объемов производства, больших размеров и, в целом, более высоких коэффициентов мощности и эффективности.

Недостатки горизонтальных ВЭУ

HAWT испытывают трудности при работе в условиях приземного турбулентного ветра, поскольку их рыскание и опора лопастей требуют более плавных и ламинарных ветровых потоков.

Высокие башни и длинные лопасти (до 180 футов в длину) трудно транспортировать по морю и по суше. Стоимость транспортировки теперь может составлять 20% от стоимости оборудования. Высокие HAWT сложно установить, требуются очень высокие и дорогие краны и опытные операторы.

Предложение HAWT меньше спроса, и в период с 2004 по 2006 год цены на турбины выросли до 60%. В конце 2006 г. все основные производители были забронированы заказами до 2008 г. FAA выразило обеспокоенность по поводу воздействия высоких HAWT на радары вблизи баз ВВС.Их высота может создать сопротивление на местном уровне из-за воздействия на смотровые площадки.

Морские вышки могут быть проблемой для навигации, и их необходимо устанавливать на мелководье. HAWT нельзя плавать на баржах.

Варианты с подветренной стороны страдают от усталости и разрушения конструкции из-за турбулентности.

Аэродинамика горизонтально-осевых ветряных турбин

Аэродинамика горизонтально-осевой ветряной турбины сложна.Воздушный поток на лопастях отличается от воздушного потока вдали от турбины. Сама природа способа извлечения энергии из воздуха также заставляет воздух отклоняться турбиной. Кроме того, аэродинамика ветряной турбины на поверхности ротора включает эффекты, которые редко наблюдаются в других аэродинамических полях.

Ветряные турбины специальные

Одна ветряная турбина E-66 в Windpark Holtriem, Германия, имеет смотровую площадку, открытую для посетителей.Еще одна турбина того же типа со смотровой площадкой может быть размещена в Swaffham, Англия.

Серия плавающих ветряных турбин, использующих эффект Магнуса, разрабатывается в Канаде компанией Magenn Power. Они передают мощность на землю с помощью тросовой системы.

Ветер турбина перегрузить огонь

История

Первая в мире ветряная турбина мощностью в мегаватт на Дедушкин Ноб, Каслтон, Вермонт Ветровые машины использовались для измельчения зерна в Персии еще в 200 г.C. Этот тип машин был представлен в Римской империи к 250 году нашей эры. К 14 веку голландские ветряные мельницы использовались для осушения территорий дельты реки Рейн. В К 1900 году в Дании было около 2500 ветряных мельниц для механических нагрузок, таких как насосы и мельницы, суммарная пиковая мощность которых оценивалась примерно в 30 МВт. Первая ветряная мельница для производства электроэнергии была построена в Кливленде, штат Огайо, Чарльзом Ф. Брашем в 1888 году, а в 1908 году было 72 ветряных электрогенератора от 5 до 25 кВт.Самые большие машины были на 24-метровых мачтах с четырехлопастными роторами диаметром 23 м (75 футов).

К 1930-м годам ветряные мельницы в основном использовались для выработки электроэнергии на фермах, в основном в Соединенных Штатах, где системы распределения еще не были установлены. В то время высокопрочная сталь была дешевой, и ветряные мельницы были размещены на сборных открытых стальных решетчатых башнях. Предшественник современных горизонтальных ветряных генераторов находился на вооружении в Ялте, СССР в 1931 году. Это был генератор мощностью 100 кВт на 30-метровой башне, подключенный к местной 6.Распределительная система 3 кВ. Сообщается, что годовой коэффициент нагрузки составляет 32%, что не сильно отличается от существующих ветряных машин.

Записи

Самые большие турбины в мире производятся северогерманскими компаниями Enercon и REpower. Enercon E112 имеет мощность до 6 МВт, общую высоту 186 м (610 футов) и диаметр 114 м (374 футов). REpower 5M выдает мощность до 5 МВт, имеет общую высоту 183 м (600 футов) и диаметр 126 м (413 футов).

Турбина ближайшая к Северный полюс — это Nordex N-80 в Хавойгалвене рядом с Хаммерфест, Норвегия. Ближайшие к Южному полюсу — два Enercon E-30 в Антарктиде, которые используются для питания Моусон австралийского исследовательского отдела Станция.

Морское ветряная электростанция у побережья Дании

Ветер Глоссарий по турбине

Анемометр: Измеряет скорость ветра и передает данные о скорости ветра в контроллер.

Лезвия: Большинство турбин имеют две или три лопасти. Ветер дует над лезвиями заставляет лезвия «подниматься» и вращаться.

Тормоз: Дисковый тормоз, который может приводиться в действие механически, электрически или гидравлически. для остановки ротора в аварийных ситуациях.

Контроллер: Контроллер запускает машину при скорости ветра от 8 до 16 миль в секунду. час (миль в час) и отключает машину на скорости около 65 миль в час.Турбины не могут работать при скорости ветра выше 65 миль в час, потому что их генераторы могут перегреться.

Шестерня коробка: Шестерни соединяют тихоходный вал с высокоскоростной вал и увеличьте частоту вращения примерно с 30 до 60 оборотов в минуту (об / мин) примерно от 1200 до 1500 об / мин, скорость вращения требуется большинству производителей для производства электроэнергии. Коробка передач — дорогостоящая (и тяжелая) часть ветряка и инженеры исследуют Генераторы с прямым приводом, работающие на более низких скоростях вращения И коробки передач не нужны.

Генератор: Обычно это стандартный индукционный генератор, производящий 60-тактный переменный ток. электричество.

Высокоскоростной вал: Приводит в движение генератор.

Низкоскоростной вал: Ротор медленно вращает вал со скоростью от 30 до 60 оборотов в минуту.

Гондола: Ротор прикрепляется к гондоле, которая находится наверху башни и включает в себя коробка передач, низко- и быстроходные валы, генератор, регулятор и тормоз.А крышка защищает компоненты внутри гондолы. Некоторые гондолы большие Достаточно, чтобы специалист мог стоять внутри во время работы.

Шаг: Лопасти повернуты или наклонены от ветра, чтобы ротор не вращался. при ветрах, которые слишком сильны или слишком слабы для выработки электроэнергии.

Ротор: Лопасти и ступица вместе называются ротором.

Башня: Башни изготавливаются из стальных труб (здесь показано) или стальной решетки.Потому что ветер скорость увеличивается с высотой, более высокие башни позволяют турбинам захватывать больше энергии и производить больше электроэнергии.

Ветер направление: Это «против ветра» турбина, так называемая, потому что работает против ветра. Другие турбины предназначены для бега «по ветру», лицом в сторону от ветра.

Ветер лопасть: Измеряет направление ветра и связывается с приводом рыскания для ориентации турбина правильно по отношению к ветру.

Рыскание привод: Против ветра турбины обращены в ветер; привод рыскания используется для удержания ротора направленным против ветра, поскольку ветер направление меняется. Турбинам с подветренной стороны не требуется рыскание, ветер дует ротор по ветру.

Рыскание мотор: Приводит в действие рыскание.

Малая ветроэнергетика в округе Маршалл, Индиана

Ссылки на Другие веб-сайты по ветроэнергетике
Производители ветряных турбин Борупвей 16 — DK-7330 Brande Тел .: +45 9942 2222 Факс: +45 9999 2222 Электронная почта: Bonus @ Bonus.dk Типоразмеры турбин: 600 кВт, 1000 кВт, 1300 кВт, 2000 кВт, 2300 кВт Alsvej 21 — DK-8900 Randers Тел .: +45 8710 5000 — Факс: +45 8710 5001 Эл. Почта: [email protected] Размеры турбин: 750 кВт, 900 кВт, 1000 кВт, 1500 кВт, 2000 кВт, 2500 кВт, 2750 кВт Svindbaek — DK-7323 Give Тел .: +45 7573 4400 — Факс: +45 7573 4147 Эл. Почта: [email protected] Размеры турбин: 600 кВт, 800 кВт, 1300 кВт, 2300 кВт, 2500 кВт Смед Сренсенс Вей 5 — ДК-6950 Рингкбинг, Дания Тел .: +45 9675 2575 — Факс: +45 9675 2436 Эл. Почта: vestas @ vestas.dk Типоразмеры турбин: 660 кВт, 850 кВт, 1750 кВт, 1800 кВт, 2000 кВт, 3000 кВт Производители лопастей ротора Основные компоненты и услуги Поставщики Другие ассоциации ветроэнергетики	Исследования ветровой энергии Учреждения Другие исследовательские институты Университетские курсы по ветру Энергия Государственные учреждения KEMA (на голландском языке) Данные по установке турбины для Нидерландов. Suivi-eolien о ветровой энергии производство и разработка во Франции (на английском и французском языках) Рога Rev (DK) Строящаяся морская ветряная электростанция мощностью 160 МВт в Северном море. WindStats Новостная рассылка Статьи и множество статистических данных о производстве энергии ветра во многих частях мира. Да2 ветер Сотрудничество WWF, Гринпис и Друзья Земли. Мы обслуживаем только избранные ссылки, связывающие другие ассоциации ветроэнергетики, исследовательские учреждения и другие некоммерческие организации или СМИ с веб-сайтами со значительными покрытие ветровой энергии.
Справочное руководство по энергии ветра
Ветер Энергетические концепции Шт. Сокращения Ветер Скорости Ветер Шкала скорости Шероховатость Классы и длины шероховатости Шероховатость Калькулятор классов Шероховатость Классы и таблица длины шероховатости Плотность воздуха при стандартном атмосферном давлении Вязкость воздуха Мощность ветра Стандартный Определения класса ветра (используются в U.С.) Энергия и Power Definitions Ветер Глоссарий по энергетике Энергия Энергия Единицы Мощность Мощность Единицы	Доказательство закона Беца Ветер Энергетическая акустика дБ (A) Уровни звука в децибелах и звуковая мощность в Вт / м 2 Звук Уровень по расстоянию от источника Добавление Уровни звука от двух источников Как добавить уровни звука в целом Ветер Энергия и электричество Три Фаза переменного тока Подключение на трехфазный переменный ток Электромагнетизм Часть 1 Электромагнетизм Часть 2 Индукция Часть 1 Индукция Часть 2 Ветер Энергия, окружающая среда и топливо Энергия Содержание топлива CO 2-Выбросы от топлива Библиография

Сборка ваша собственная ветряная турбина

ПОЛЕЗНО ССЫЛКИ

• BBC Новости, «Ветряные электростанции должны пустить корни в Великобритании», http: // news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4560139.stm

• http://telosnet.com/wind/early.html

• Объявление веб-сайтов по ветроэнергетике в Open Directory Project

• Эрик, Эгглстон, Что такое ветряные турбины с вертикальной осью (VAWTS) ?, Американский Ассоциация ветроэнергетики, Copyright 1998

• История ветроэнергетики, U.S Министерство энергетики, Авторское право 1997-2005 гг.

• Как Работа ветряных турбин, Министерство энергетики США, Copyright 1997-2005

• Что основные конфигурации ветряных турбин ?, American Wind, Авторское право 1998, 11/2/05

• Ветер Экономика энергетики, Датская ассоциация ветроэнергетики, Авторское право 1997-2003 гг.

• Ветер Веб-сайт энергетических технологий Всемирной ассоциации ветроэнергетики

• Ветер Моделирование турбины, National Geographic

• Как построить дома ветряк за 150 долларов

• Ветер турбины и птицы

ЭНЕРГИЯ ГЕНЕРИРУЮЩИЕ-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

Когда пиратский китобой убивает небольшого горбатого кита, более крупный кит тонет пиратский корабль мстит за смерть, но сам ранен.Пираты назначил цену за голову кита, но авантюрист в продвинутом гонки на лодках на солнечных батареях, чтобы победить пиратов и спасти раненых животное.

Это современная приключенческая история Джеймсона Хантера должна быть

выпущен в конце 2013 г. как электронная книга

Вещи с меткой «Ветряная турбина»

Вертикальная ветряная мельница Mk2 по miiiike 1 августа 2015 г. 4328 4883 137 MKIII Ветряная турбина мощностью 50 Вт для 3D-печати автор: 3dprintable1 12 апреля 2018 3938 4327 705 Ветряная турбина автор: me2space 12 сен.2016 3559 3304 46 Ветряная турбина с вертикальной осью по hooptey 7 мая 2013 г. 2776 3144 21 год MKII 5 Вт ветряная турбина для 3D-печати автор: 3dprintable1 24 января 2017 г. 2172 2531 399 Ветряная турбина #CatchTheWind.от Plaszlonet 5 июля 2015 г. 2007 г. 2194 44 Вертикальный ветряк VAWT от Robotobi 13 августа 2016 г. 1857 г. 2299 106

Производители и турбины — Интернет-доступ

Имя	Страна	Диапазон (кВт)			Замечание
		Старый	Текущий	В разработке
2-B Energy	Нидерланды
AAER (Pioneer Power Solutions)	Канада				Приобретено (2010)
Acciona	Испания				Приобретено (2016)
ACSA	Испания				Не активен
ADES	Испания
Adventure Power	Южная Африка				Больше нет активности (2018)
Adwen (Gamesa)	Испания				Приобретено (2016)
Aerodyn Engineering GmbH	Германия
Aeronautica Windpower	USA
Aerovide	Германия
Alizeo	Франция				Не активен (2016)
Alstom Power (GE Energy)	Франция				Приобретено (2015)
Amperax Energie GmbH	Германия
Areva	Франция				Больше нет активности (2015)
ATB Riva Calzoni SpA	Италия
Autoflug	Германия				Не активен (1995)
Avantis	Германия
AVIC Huide	Китай				Не активен (2016)
AWE	Канада				Не активен (2016)
AWT Inc	USA				Не активен
Baltic WindWerke (Förde WindWerk)	Германия
Бард	Германия				Не активен (2014)
Северный Пекин	Китай				Неактивен
BEST-Romani	Франция				Больше не активен (1968)
Blaaster	Норвегия				Не активен
Бонус (Siemens)	Дания				Приобретено (2004)
BWU (Repower)	Германия				Приобретено (2001)
C&F Green Energy	Ирландия				Не активен (2019)
Картер	Исландия				Не активен
CATUM Engineering	Германия				Не активен (2018)

Как стать техником по ветряным турбинам?

Если вы хотите стать техником ветряных турбин, есть хорошие и плохие новости.Хорошая новость заключается в том, что эта область стремительно растет, поэтому у вас не должно возникнуть проблем с поиском работы (особенно в некоторых штатах, хорошо известных своими разработками ветряных турбин).

Плохая новость в том, что вам потребуется серьезная подготовка, чтобы понять все аспекты технологии и безопасно выполнять работу специалиста по ветроэнергетике.

Тем не менее, есть еще одна хорошая новость: большинство техников по ветряным турбинам частично проходят обучение на рабочем месте. Это означает, что работодатели срочно нуждаются в новых технических специалистах, признают, что в данной области требуется серьезная подготовка, и готовы предложить обучение на рабочем месте квалифицированным соискателям вакансий.

Большинство новых технических специалистов не будут полностью обучены на рабочем месте, но вам не нужно заканчивать четырехлетнюю программу обучения или получать степень магистра, чтобы работать в этой быстрорастущей области.

Обучение техника по ветряным турбинам

Первый шаг к тому, чтобы стать техником по ветряным турбинам, — это зачисление на двухлетнюю программу со степенью младшего специалиста в области прикладных наук. Убедитесь, что выбранная вами программа ориентирована на обучение техников по ветряным турбинам и что это авторитетный общественный колледж с хорошо подготовленными преподавателями, знающими эту область.

В настоящее время не каждый общественный колледж предлагает этот тип программы, но программы быстро расширяются по всей стране.

Двухлетняя программа в области ветряных турбин даст вводное понимание технологии, лежащей в основе ветряных турбин. Он также научит базовым навыкам, необходимым для регулярного технического обслуживания ветряных турбин.

Экономика ветра также рассматривается в лучших программах, поэтому студенты имеют полное представление о том, как работают ветровые турбины и почему они могут производить экологически чистую энергию таким эффективным образом.

См. Также: Отзывы о лучших домашних ветряных турбинах: эффективны для жилых помещений

Хорошая программа также научит базовым навыкам безопасности, которые необходимы при работе с ветряными турбинами. Дополнительные знания по технике безопасности будут получены на работе, так как могут быть некоторые различия в зависимости от того, где вы работаете и на каком предприятии вы работаете.

Механические способности

Если вы хотите стать техником по ветряным турбинам, это поможет, если у вас большие механические способности.Если вы в целом хорошо владеете своими руками или имеете опыт работы в автомеханике или в других областях, требующих сборки механического оборудования или проведения ремонта, вы вполне можете подойти на должность техника по ветряным турбинам.

Механические способности не являются предварительным условием для участия в программе обучения или получения работы, но они необходимы, если вы хотите получить хорошую подготовку в этой области.

Во время программы обучения вы узнаете, как собрать ветряную турбину из основных частей.Так вы изучите все механические части турбины и полностью поймете, как она работает.

Это фундамент знаний, необходимых для устранения проблем с турбинами в процессе работы. Это также начало изучения всех необходимых обязанностей по техническому обслуживанию.

Доступность вакансий

Перед тем, как записаться на программу обучения в этой области, рекомендуется провести небольшое исследование. Вы хотите определить, есть ли достаточно рабочих мест в поле, где вы живете, или вам может потребоваться переехать, чтобы получить работу.

Несмотря на то, что эта отрасль быстро растет, и в большинстве штатов есть ветряные турбины, некоторые штаты гораздо более активны в отрасли, чем другие. Чем больше компаний будут использовать эту технологию, тем больше будет открываться вакансий для технических специалистов начального уровня.

Если вы обнаружите, что есть возможности для техников ветряных турбин в вашем районе или штате, в который вы хотели бы переехать, то поищите хорошую программу обучения, предлагающую степень младшего специалиста по прикладным наукам для техников ветряных турбин.

Вы можете начать поиск вакансий после завершения первого года обучения, поскольку многие компании будут рассматривать кандидатов, которые еще учатся в школе. Многие другие потребуют от вас пройти базовую подготовку перед приемом на работу, но не помешает следить за всеми возможностями, пока вы учитесь в школе.

Технологии ветряных турбин и будущие возможности

Сегодня ветряные турбины появляются по всей стране. Вы можете увидеть, как они простираются до горизонта больших городов, а также возвышаются в сельской местности небольших городов и сельской местности.

Они обеспечивают столь необходимую естественную, устойчивую энергию, которая поможет сделать землю более здоровым и экономичным местом для жизни в будущем.

В настоящее время открываются рабочие места на ветряных электростанциях по всей стране, но есть ожидаемая тенденция в будущем, которая сделает эти рабочие места еще более многочисленными. Ожидается, что в ближайшие годы оффшорные ветряные турбины будут строиться быстро, поэтому специалисты по ветряным турбинам, обученные для работы на море, будут пользоваться большим спросом.

Техники, которые в настоящее время работают на береговых ветряных установках, будут обладать некоторым опытом и подготовкой, необходимыми для того, чтобы занять более прибыльную оффшорную работу по мере их открытия в будущем.

В марте 2012 года было объявлено, что пять штатов в районе Великих озер будут настаивать на том, чтобы как можно быстрее начать оффшорное ветровое земледелие. В сотрудничестве с президентом Обамой штаты намерены в ближайшем будущем начать ветряное хозяйство в районе Великих озер. Есть и другие штаты, которые также стремятся ускорить утверждение оффшорных ветряных турбин, в том числе Нью-Йорк и Мичиган.

Если вас заинтриговала идея начать карьеру в качестве специалиста по ветроэнергетике и вы заинтересованы в работе на оффшорном предприятии, лучшее, что вы можете сделать, — это пройти базовую программу обучения и выйти в поле через -береговой объект.

Вы также можете подумать о том, чтобы вернуться в школу и получить степень бакалавра в области, связанной с технологиями и наукой, лежащими в основе ветряных турбин. В некоторых штатах уже разрешено начинать оффшорные инициативы, поэтому вы можете рассмотреть возможность поиска возможностей в этих штатах и ​​переезда.