Ветроэлектростанции (ветроэнергетические электростанции, ВЭС)
электростанции, использующие энергию ветра для преобразования в
электроэнергию. В зависимости от месторасположения ветроэлектростанции
их делят на он-шоры – находящиеся на поверхности земли, и офф-шоры –
расположенные в море. Несколько объединенных в одну систему
ветроустановок называют ветрофермой (ветропарком).

Не в последнюю очередь благодаря своей экологичности и использованию
восполняемых ресурсов количество ВЭС в мире и генерируемая ими мощность
растет большими темпами. Суммарная мощность ветроэлектростанций
составляет при этом около 50 ГВт. Самые крупные из ветроустановок
имеют установленную мощность более 1 МВатта.

Компоненты ветроустановки

К основным компонентам системы, без которых работа ветряка невозможна, относят следующие элементы:
Генератор – необходим для заряда аккумуляторных батарей. От его мощности зависит как быстро будут
заряжаться ваши аккумуляторы. Генератор необходим для выработки
переменного тока. Сила тока и напряжение генератора зависит от скорости и
стабильности ветра.Лопасти – приводят в движение вал генератора благодаря кинетической энергии ветра. Мачта – обычно, чем выше мачта, тем
стабильнее и сильнее сила ветра. Отсюда следует – чем выше мачта, тем
больше выработка генератора. Мачты бывают разных форм и высот.

Список дополнительных необходимых компонентов:
Контроллер – управляет многими процессами ветроустановки, такими, как поворот лопастей, заряд аккумуляторов,
защитные функции и др. Он преобразовывает переменный ток, который
вырабатывается генератором в постоянный для заряда аккумуляторных
батарей.
Аккумуляторные батареи – накапливают электроэнергию для использования в безветренные часы. Также они
выравнивают и стабилизируют выходящее напряжение из генератора.
Благодаря им вы получаете стабильное напряжение без перебоев даже при
порывистом ветре. Питание вашего объекта идёт от аккумуляторных батарей.
Анемоскоп и датчик направления ветра – отвечают за сбор данных о скорости и направлении ветра в установках
средней и большой мощности.
АВР – автоматический переключатель источника питания. Производит автоматическое переключение между несколькими
источниками электропитания за промежуток в 0,5 секунды при исчезновении
основного источника. Позволяет объединить ветроустановку, общественную
электросеть, дизель-генератор и другие источники питания в единую
автоматизированную систему. Внимание: АВР не позволяет работать сети
одного объекта одновременно от двух разных источников питания!
Инвертор – преобразовывает ток из
постоянного, который накапливается в аккумуляторных батареях, в
переменный, который потребляет большинство электроприборов.
Инверторы бывают четырёх типов:
Модифицированная синусоида – преобразовывает
ток в переменный с напряжением 220В с модифицированной синусоидой (ещё
одно название: квадратная синусоида). Пригоден только для оборудования,
которое не чувствительно к качеству напряжения: освещение, обогрев,
заряд устройств и т.п.
Чистая синусоида - преобразовывает ток в
переменный с напряжением 220В с чистой синусоидой. Пригоден для любого
типа электроприборов: электродвигатели, медицинское оборудование и др.
Трехфазный – преобразовывает ток в трехфазный с напряжением 380В. Можно использовать для трехфазного оборудования.
Сетевой – в отличие от предыдущих типов
позволяет системе работать без аккумуляторных батарей, но его можно
использовать только для вывода электроэнергии в общественную
электросеть. Их стоимость, обычно, в несколько раз превышает стоимость
несетевых инверторов. Иногда они стоят дороже, чем все остальные
компоненты ветроустановки вместе взятые.

Аккумуляторы, инвертор и дополнительно оборудование подбираются индивидуально и в базовую комплектацию не входят.
Независимо от комплектации ветрогенератор всегда автоматически позиционируется по ветру.


Комплектующие ветрогенератора EuroWind 10

Подбор ветряка

Первый вопрос, на который вы должны дать ответ и который поможет вам ответить на остальные вопросы: Для чего вам нужен ветрогенератор и какие задачи он должен выполнять?

Ответив на главный вопрос, вы можете без проблем ответить на
остальные вопросы и решить какой набор оборудования вам необходим и
сколько это будет стоить.

Итак, три основные величины, которые определяют работу всего комплекса:
Выходная мощность ветроустановки
(кВт), определяется только мощностью преобразователя (инвертора) и не
зависит от скорости ветра, емкости аккумуляторов. Ещё её называют
«пиковой нагрузкой». Этот параметр определяет максимальное количество
электроприборов, которые могут быть одновременно подключены к вашей
системе. Вы не сможете одновременно потреблять больше электроэнергии,
чем позволяет мощность вашего инвертора. Если вы потребляете
электроэнергию редко, но в больших количествах, то обратите внимание на
более мощные инверторы. Для увеличения выходной мощности возможно
одновременное подключение нескольких инверторов.Время непрерывной работы при
отсутствии ветра или при слабом ветре определяется емкостью
аккумуляторных батарей (Ач или кВт) и зависит от мощности и длительности
потребления. Если вы потребляете электроэнергию редко, но в больших
количествах, обратите внимание на аккумуляторы с большой емкостью.
Скорость заряда аккумуляторных батарей
(кВт/час) зависит от мощности самого генератора. Также этот показатель
прямо зависит от скорости ветра, а косвенно от высоты мачты и рельефа
местности. Чем мощнее ваше генератор, тем быстрее будут заряжаться
аккумуляторные батареи, а это значит, что вы сможете быстрее потреблять
электроэнергию из батарей и в больших объемах. Более мощный генератор
следует брать в том случае, если ветра в месте установки слабые или вы
потребляете электроэнергию постоянно, но в небольших количествах. Для
увеличения скорости заряда аккумуляторов возможна установка нескольких
генераторов одновременно и подключение их к одной аккумуляторной
батарее.

Исходя из перечисленных выше факторов, для подбора ветрогенератора и
сопровождающего оборудования вам необходимо ответить на три вопроса:
Количество электроэнергии, необходимое вашему объекту ежемесячно
(измеряется в киловаттах). Эти данные необходимы для подбора
генератора. Их можно взять из коммунальных счетов на оплату
электроэнергии или рассчитать самостоятельно, если объект находится в
стадии строительства.Желаемое время автономной работы вашей энергосистемы
в безветренные периоды или периоды, когда ваше потребление энергии из
аккумуляторов будет превышать скорость зарядки аккумуляторных батарей
генератором. Данный параметр определяет количество и емкость
аккумуляторных батарей.Максимальная нагрузка на вашу сеть в пиковые моменты (измеряется в киловаттах). Необходимо для подбора инвертора переменного тока.

Примеры подбора компонентов установки

Рассмотрим несколько общих примеров подбора оборудования ветроустановки.
Более точный расчёт может быть произведён нашими специалистами и
включает в себя гораздо больше необходимых деталей.

Пример расчёта ветряка №1

Описание:

Частный дом в Киевской области находится в стадии строительства. По
предварительным расчётам жильцы дома будут потреблять не больше 300 400
кВт электроэнергии ежемесячно. Затраты электроэнергии не очень высокие,
т.к. хозяева будут использовать для отопления и нагрева воды
твердотопливный котёл, а ветрогенератор необходим только для полного
обеспечения бытовых приборов электроэнергией.

Хозяева проводят основную часть дня на работе, а пик потребления
электроэнергии припадает на утренние и вечерние часы. В этот момент
могут быть включены электроприборы суммарной мощностью до 4 киловатт.

Дом находится на возвышенности и есть открытое пространство вокруг будущего места установки ветрогенератора.

Общественной электросети нет.

Задача:

Полностью обеспечить 300-400 кВт электроэнергии ежемесячно с пиковыми нагрузками до 4 кВт.

Решение:

Генератор:

Чтобы понять как быстро должны заражаться аккумуляторы при расходе
электроэнергии 400 кВт в месяц, мы должны разделить 400 кВт/мес на 30
дней (получим ежедневное потребление), а затем полученное число
разделить на 24 часа (400/30/24 = 0,56 кВт/час – среднее ежечасное
потребление). Скорость заряда аккумуляторных батарей генератором должна
составить как минимум 560 Ватт в час.

В Киевской области низкая среднегодовая скорость ветра, но открытое
пространство и возвышение объекта позволит ветрогенератору работать как
минимум на 30-40% от номинальной мощности. Для более точных показателей
можно произвести замер скорости ветра в месте установки.

Для того, чтобы обеспечить заряд аккумуляторных батарей генератором
при этих условиях со скоростью 560 Ватт в час, нужно взять генератор,
номинальная мощность которого будет как минимум в три раза больше
необходимой, т.к. генератор будет работать всего на 30-35% от
номинальной мощности (560Вт/ч*3=1680Вт/ч). Для этих нужд нам подходит
генератор EuroWind 2 с номинальной мощностью 2000 Ватт.

Аккумуляторы:

Проводя 8-9 часов на работе в будние дни, хозяева отсутствуют, и
энергопотребление их дома сведено к минимуму. В ночное время потребление
также сведено к минимуму. Основное потребление происходит утром и
вечером. Между этими основными пиками существует интервал в 8-9 часов.

При среднем уровне заряда аккумуляторных батарей 560 Вт/ч за интервал
8-9 часов ветровой генератор сможет выработать около 5000 Ватт. В
ветреные дни этот показатель может увеличиться как минимум в два раза,
поэтому за тот же период времени может быть выработано 10000 Ватт
электроэнергии.

Генератор EuroWind 2 имеет напряжение 120 Вольт, поэтому ему
необходимо 10 аккумуляторов с напряжением 12 Вольт (12В*10=120В).
Одна аккумуляторная батарея 12В 100Ач способна сохранить до 1,2 кВт
электроэнергии. Десять таких батарей могут сохранить до 12 кВт
(1200Вт*10=12000Вт). Для запаса 10000 Ватт электроэнергии нам отлично
подойдут 10 аккумуляторных батарей 12В с емкостью 100Ач.

Инвертор:

Для максимального потребления электроэнергии в пиковые моменты до 4
кВт, можно установить инвертор 5 кВА. Он сможет обеспечить постоянную
нагрузку 4 кВт и пусковые токи до 6 кВт (150% нагрузка).

Дополнительное оборудование:

АВР в данном случае не нужен, т.к. нет основной сети, а коммутацию с
дизельным генератором (или бензиновым) можно производить посредством
перекидного рубильника.

А вот дизельный генератор на 5 кВт в нашем случае не помешает – его
можно использовать как резервное питание при полном отсутствии ветра.

Схемы работы ветрогенератора

Приводим несколько популярных схем работы ветрогенераторных систем с
потребителем. Это всего лишь некоторые примеры, поэтому возможны и
другие схемы работы. В каждом случае составляется индивидуальный проект,
который способен решить поставленную перед нами задачу.


Автономное обеспечение объекта (с аккумуляторами).
Объект питается только от ветроэнергетической установки.



Всего комментариев: 0



Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]


Новости сайта ukrelektrik.com


Последние статьи ukrelektrik.com


Последние ответы на форуме ukrelektrik.com