Ветрогенератор
Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — устройство для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения ротора с последующим её преобразованием в электрическую энергию.
Ветрогенераторы можно разделить на три категории: промышленные, коммерческие и бытовые (для частного использования).
Строение малой ветровой установки:
-
Ротор; лопасти; ветротурбина; хвост, ориентирующий ротор против ветра
-
Генератор
-
Мачта с растяжками
-
Контроллер заряда аккумуляторов
-
Аккумуляторы (обычно необслуживаемые)
-
Инвертор, подключенный к электросети
Ветрогенераторы различаются по конструкции, способу установки и монтажа, и у каждого вида есть свои достоинства и недостатки, они бывают:
С горизонтальной осью вращения.
Ось ротора и ведущая ось расположены параллельно поверхности земли. Бывают однолопастные, двухлопастные, трехлопастные и многолопастные, с количеством до 50 штук.
Достоинства данного вида:
Высокий КПД;
Недостатки: Необходимость в ориентации по направлению воздушных потоков;
Необходимость монтажа высокой конструкции для установки устройства, причем, чем выше мощность агрегата, тем выше должна быть конструкция (мачта);
Необходимость устройства фундамента для монтажа мачты, что приводит к удорожанию монтажных работ; Высокий уровень шума в процессе эксплуатации;
Потенциальная опасность для птиц и иных летающих организмов.
С вертикальной осью вращения.
Ось вращения расположена вертикально по отношению к поверхности земли. Данный вид устройств можно разбить на несколько групп, это:
С ротором Савоуниса. Данная конструкция состоит из нескольких полуцилиндров. При этом ось постоянно вращается, вне зависимости от потоков ветра и их интенсивности.
Достоинства конструкции:
Высокая технологичность конструкции;
Значительный пусковой крутящий момент;
Способность работать при малых воздушных потоках.
Недостатки:
Низкая эффективность работы лопастей;
Значительная потребность в материалах при изготовлении.
С ротором Дарье.
В данной конструкции, на оси вращения закреплены несколько лопастей, представляющих из себя плоскую полосу.
Достоинства конструкции:
Нет необходимости в ориентации на воздушные потоки;
Простота изготовления лопастей;
Простота и удобный способ обслуживания.
Недостатки:
Низкий КПД установок;
Непродолжительные межремонтные циклы опорных узлов и элементов конструкции;
Имеют слабую способность к самозапуску, при наличии двух лопастей, при равномерных потоках ветра.
Как выбрать ветровой генератор.
Для того чтобы выбрать ветрогенератор необходимо:
Рассчитать установленную мощность электрических приборов, которые планируется подключить к данному источнику энергии.
Исходя из полученных значений мощности и среднегодовой скорости ветра, в регионе установки агрегата, определяется мощность генератора. Мощность следует взять с учетом коэффициента запаса, в расчете на рост нагрузок и дабы не перегружать устройство, во время пиковых нагрузок. Следует учитывать особенности климата в месте монтажа устройства, т. к. осадки негативно влияют на производительность генератора.
Учесть климатические особенности места проживания.
Определить КПД установки – это один из важнейших показателей.
Узнать показатели работы генератора в отношении шума, производимого в процессе работы.
Плюсы и минусы.
К достоинствам использования энергии ветра, а соответственно и ветровых генераторов, относятся следующие:
Энергия ветра – это возобновляемая энергия, обладающая неисчерпаемостью ресурсов;
Экологичность энергетического ресурса и процесса производства электрической энергии;
Способность быстрого выполнения монтажа установок и обеспечения потребителей электрической энергией;
К недостаткам можно отнести следующие:
Высокие затраты на производство исследований в предполагаемом регионе установки с помощью специального прибора (анимометра), кроме затрат — длительность исследования и замеров ветровой нагрузки — минимум 1 год.
КПД установок зависит от времени года, погодных условий и региона монтажа агрегата;
Высокий уровень шума при работе агрегатов;
Опасность для пернатых обитателей региона, где установлен ветровой генератор;
При промышленном производстве электрической энергии, при использовании ветровых генераторов, требуются значительные площади земли.