Использование силы ветра в качестве источника получения энергии началось достаточно давно. Для начала энергия ветра применялась в ветряных мельницах и в качестве движущей силы для кораблей, что позволило мореплавателям обследовать практически все закоулки земного шара. В наше время из энергии ветра целесообразнее всего получать электрическую энергию. Основным преимуществом такой энергии является ее экологичность. Однако для получения электрической энергии в промышленном масштабе потребуется достаточно большое количество ветряных генераторов. Установка же частного ветряного генератора дома не вызовет больших проблем, однако его эксплуатация может доставить определённые сложности.



Одной из особенностей ветряных генераторов является их низкий коэффициент полезного действия. Еще в начале 20 века рядом ученых, таких как Ланчестер, Бец, Жуковский, было доказано, что КПД ветряной установки не превышает 59% («предел Беца»). Низкий КПД вызывает необходимость завышения мощности устанавливаемого генератора электрической энергии. Предельная мощность генератора определяется произведением КПД, площади обмаха пропеллера и скорости ветра в кубе. Для примера мощность установки при площади 1 кв.м. и скорости ветра 2 м/сек равна 4,8 Вт. Это значение применимо для максимально возможного КПД 59%. Однако в реальных установках это значение составляет 30…40%. Кроме того, на работу ветряного генератора влияет и сила ветра. Так на территории климатических зон стран СНГ время работы ветряной установки в среднем составляет 10…15% в год. Исходя из этого, расчетную мощность ветряного генератора необходимо увеличивать в 4-6 раз.



Конструктивно ветряной генератор состоит из рабочего органа (лопасти), электрического генератора, аккумуляторной батареи, устройства управления зарядом батарей и устройства преобразования постоянного напряжения в переменное (инвертор). Среди основных характеристик ветряной установки выделяют минимальная скорость движения ротора, определяющую начальную скорость зарядки аккумулятора.

По своей конструкции ветряные генераторы делятся на генераторы с горизонтальным и вертикальным расположением ротора. Горизонтальные генераторы имеют более сложную конструкцию и более высокий КПД. Вертикальные же генераторы позволяют работать в более широких диапазонах изменения силы ветра.

В качестве примера генератора с горизонтальным расположением ротора рассмотрим безредукторный контурный генератор «Windtronics». Минимальная скорость ветра составляет всего 0,2 м/сек, вес устройства 110 кг и диаметр 1,8 м. Производительность установки достигает 2750 кВт/ч. Стоимость такого генератора составляет 5750 долларов.



Примером ветряного генератора вертикального типа может служить турбина «Eddy» от компании «Urban Green Energy». Максимальная ветряная нагрузка составляет 193 км/ч, вырабатываемая мощность составляет от 2000 до 4000 кВт/ч. Существенным недостатком такой установки является минимальная рабочая скорость ветра – 3,2 м/сек.



Главным недостатком всех ветряных установок является их стоимость. Удельная стоимость 1 кВт мощности для таких установок достигает 2000 долларов без учета работ по монтажу и наладке. Совокупные же расходы на установку, монтаж и наладку могут достигать 3000 долларов на 1 кВт мощности. Как отмечают специалисты, стоимость такой электроэнергии в 3-4 раза выше электроэнергии от традиционных источников.





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