МенюРубрики

Що таке вітрогенератор

У цій статті ми постараємося дати відповідь на запитання читачів порталу stop.kiev.ua - що ж таке вітрогенератор, в чому полягає його робота і відмінності.

Вітрогенератор – це технічний пристрій, за допомогою якого кінетична енергія вітру перетворюється в електричну енергію, для використання споживачами.

Принцип дії

Згідно з нижченаведеною схемою, принцип роботи вітрового генератора можна описати наступним чином:

  • під впливом повітряних потоків (№1 на схемі), ротор «А» і лопаті «В», закріплені на ньому, наводяться в обертальний рух;
  • обертальний рух (№2 на схемі) ротора «А» передається на провідну вісь «З» і редуктор «D» (коробка передач);
  • з редуктора «D», обертальний рух передається на електричний генератор «G», в обмотках якого, виробляється електричний струм.

Види пристроїв

Вітрогенератори розрізняються по конструкції, способу установки і монтажу, і у кожного виду є свої переваги і недоліки, вони бувають:

З горизонтальною віссю обертання

Вісь ротора і ведуча вісь розташовані паралельно поверхні землі.

Бувають однолопастные (№1), двухлопастні (№2), трилопатеві (№3) і багатолопатеву (№4), з кількістю до 50 штук.

Гідності даного виду:

  • Високий ККД;

Недоліки:

  • Необхідність орієнтації у напрямку повітряних потоків;
  • Необхідність монтажу високої конструкції для установки пристрою, причому, чим вище потужність агрегату, тим вище повинна бути конструкція (щогла);
  • Необхідність влаштування фундаменту для монтажу щогли, що призводить до подорожчання монтажних робіт;
  • Високий рівень шуму в процесі експлуатації;
  • Потенційна небезпека для птахів та інших літаючих організмів.

З вертикальною віссю обертання

Вісь обертання розташована вертикально по відношенню до поверхні землі.

Даний вид пристроїв можна розбити на кілька груп, це:

  • З ротором Савоуниса.

Дана конструкція складається з кількох напівциліндрів. При цьому вісь постійно обертається, незалежно від потоків вітру і їх інтенсивності.

Переваги конструкції:

  • Висока технологічність конструкції;
  • Значний пусковий момент;
  • Здатність працювати при малих повітряних потоках.

Недоліки:

  • Низька ефективність роботи лопатей;
  • Значна потреба в матеріалах при виготовленні.

З ротором Дар'є

У даній конструкції, на осі обертання закріплені кілька лопат, представляють із себе плоску смугу. На схемі наведені нижче види даного типу пристроїв:

1 – класичний варіант ротора Дар'є.

2 – ротор Дар'є тіна Н (ортогональним ротором).

3 – гвинтоподібний ротор Дар'є (з гелиокоидным ротором).

Переваги конструкції:

  • Немає необхідності в орієнтації на повітряні потоки;
  • Простота виготовлення лопатей;
  • Простота і зручний спосіб обслуговування.

Недоліки:

  • Низький ККД установок;
  • Нетривалі міжремонтні цикли опорних вузлів та елементів конструкції;
  • Мають слабку здатність до самозапуску, при наявності двох лопатей, при рівномірних потоках вітру.

З геликоидный ротором

Є модифікацією пристроїв з ротором Дар'є. На вище наведеною схемою — №3.

Переваги конструкції:

  • Більш тривалі терміни експлуатації, в порівнянні з класичним варіантом ротора Дар'є;
  • Менш значне навантаження на опорні вузли і механізми.

Недоліки:

  • Більш висока вартість в порівнянні з класичним варіантом;
  • Більш трудомісткий і складний процес виготовлення лопатей.

З багатолопатевим ротором

Є модифікацією пристроїв з ротором Савоуниса. У даній конструкції присутні два ряди лопатей. Перший ряд — нерухомий, він захоплює повітряний потік і стискає його, у зв'язку з чим швидкість повітряного потоку збільшується. Після цього потік повітря надходить на другий ряд, який працює за принципом ротора Савоуниса.

Переваги конструкції:

  • Висока ефективність в роботі;
  • Здатність працювати при малих потоках вітру.

Недоліки:

  • Висока вартість.

З ортогональним ротором

Дана конструкція є основою вище приведених — вісь обертання розташовується вертикально, до неї прикріплені кілька лопат, розташованих паралельно осі і віддалених від неї на певну відстань.

На вище наведеній схемі це №2 – ротор Дар'є тіна Н.

Перевагами конструкції:

  • Відсутність механізмів орієнтації вітрових потоків;
  • Простота в експлуатації і обслуговуванні.

Недоліки:

  • Нетривалі міжремонтні цикли опорних вузлів та елементів конструкції.

Працюють на водяних краплях

Ця конструкція ще промислово не проводиться. До її складу входить металева рама, внутри контура которой, горизонтально размещены изолированные трубки. В каждой трубке имеются специальные сопла и электроды. Принцип дії основан на генерировании и накоплении энергии с помощью капель воды, которые выходят из специальных сопел.

Краплі води позитивно заряджені, і під впливом вітрових потоків вони зносяться до позитивно заряджених електродів. Це призводить до збільшення потенційної енергії позитивно зарядженої краплі. Електроенергія виходить, коли краплі води потрапляють на позитивно заряджений електрод.

Вітрогенератор – парус

Генератор даного типу зовні нагадує супутникову антену. Для монтажаиспользуется щогла, як і у випадку з вітряками, що мають горизонтальну вісь обертання. А також ці конструкції схожі й орієнтації в повітряних потоках – використовується хвостовик, завдяки чому «тарілка», постійно знаходиться в площині перпендикулярній до напрямку вітру.

«Парус» закріплений і розтягнутий на круглій рамі і під впливом вітру здійснює коливальні рухи. Ці рухи, за допомогою системи тяг, передаються на поршні гідравлічної системи, в якій механічна енергія коливань перетворюється в тиск рідини. Гідравлічний тиск рідини перетворюється в обертальний рух приводу, до якого приєднано електричний генератор, що виробляє електричний струм.

 

Перевагами конструкції є:

  • Здатність працювати при малій швидкості вітру;
  • Мала вага конструкції;
  • Ремонтопридатність і простота обслуговування;
  • Екологічна безпека пристроїв;
  • Простота монтажу

Недоліки:

  • При використанні на територіях, де сильні вітри, основні переваги перед іншими конструкціями, втрачають свою актуальність.

Як вибрати вітровий генератор

Для того щоб вибрати вітрогенератор необхідно:

 

  1. Розрахувати встановлену потужність електричних приладів, які планируетсяподключить до даного джерела енергії.
  2. Виходячи з отриманих значень потужності і середньорічної швидкості вітру, в регіоні установки агрегату, визначається потужність генератора. Потужність слід взяти з урахуванням коефіцієнта запасу, в розрахунку на зростання навантажень і щоб не перевантажувати пристрій, під час пікових навантажень.
  3. Слід враховувати особливості клімату у місці монтажу пристрою, т. к. опади негативно впливають на продуктивність генератора. Врахувати кліматичні особливості місця проживання.
  4. Визначити ККД установки – це один з найважливіших показників.
  5. Дізнатися показники роботи генератора відносно шуму, виробленого в процесі роботи.
  6. Провести порівняльний аналіз різних типів генераторів за всіма характеристиками і параметрами.
  7. Ознайомитися з відгуками користувачів подібних установок.
  8. Зробити аналіз вітчизняних і зарубіжних виробників, вивчити відгуки про цих підприємствах.

Популярні моделі і марки

В даний час вітрові генератори випускають як вітчизняні виробники, так і зарубіжні.

Серед вітчизняних моделей найбільшим попитом користуються:

  • EnergyWind, з горизонтальною віссю обертання, потужність від 1,0 до 10,0 кВт.

Серед зарубіжних моделей, широко поширені вітрові генератори:

  • Zonhan Windpower Co, Ltd (Китай), з горизонтальною віссю обертання, потужністю від 0,3 до 5,0 кВт;
  • Bekar Europe GmbH (Німеччина), з вертикальною віссю обертання, потужністю від 0,5 до 60,0 кВт.

Середні ціни

Вартість вітряних генераторів залежить від конструкції, потужності, країни і фірми виробника.

Вартість розглянутих вище моделей складає:

  • EnergyWind, в залежності від потужності (від 1,0 до 10,0 кВт), становить від 68000,00 до 650000,00 рублів, відповідно.
  • Exmork від копанні Zonhan Windpower Co, Ltd (Китай), в залежності від потужності (від 0,3 до 5,0 кВт), становить від 30000,00 до 260000,00 рублів, відповідно.
  • Bekar, в залежності від потужності (від 0,5 до 60,0 кВт), становить від 43000,00 рублів.

Плюси і мінуси

До переваг використання енергії вітру, а відповідно і вітрових генераторів,відносяться наступні:

  • Енергія вітру – это возобновляемая энергия, обладающая неисчерпаемостью ресурсов;
  • Екологічність енергетичного ресурсу і процесу виробництва електричної енергії;
  • Здатність швидкого виконання монтажу установок і забезпечення споживачів електричною енергією;

До недоліків можна віднести наступні:

  • ККД установок залежить від пори року, погодних умов і регіону монтажу агрегату;
  • Високий рівень шуму при роботі агрегатів;
  • Небезпеку для пернатих мешканців регіону, де встановлено вітровий генератор;
  • При промисловому виробництві електричної енергії, при використанні вітрових генераторів, потрібні значні площі землі.

Розвиток вітроенергетики

У зв'язку із зростаючою потребою в енергоресурсах, а також з зменшенням запасів звичайних енергоносіїв, розвиток зеленої енергетики, стає все більш актуальним.

Учені і інженери різних країн розробляють нові моделі вітроустановок, з цельюувеличения частки позитивних властивостей агрегатів та мінімізації негативних.

 

Такими прикладами можуть служити плаваючі і ширяючі вітрогенератори. Плаваючі встановлюються далеко від берега і займають земельні ділянки, їх робота є найбільш ефективною завдяки постійності морських вітрів. Ефективні і ширяючі генератори, оскільки, чим вище він піднятий над поверхнею землі, тим більше швидкість вітру.

Частка електричної енергії, яка виробляється вітряними електростанціями, постійно зростає. Це відбувається як у нашій країні, так і у всіх технічно розвинених країнах.

В Росії, в перспективі, планується що частка вироблюваної електричної енергії вітровими електростанціями, складе близько 30% від усього виробництва електроенергії в країні.


Ймовірно, Вам також сподобаються такі матеріали:Рубрика «Енергія вітру»


Спасибі, що дочитали до кінця! Не забувайте підписуватись на канал, Еслі стаття Вам сподобалася!

Діліться з друзями, залишайте ваші коментарі

Добавляйтесь в нашу групу в ВК:

ALTER220 Портал про альтернативну енергію

і пропонуйте теми для обговорень, разом буде цікавіше!!!

Коментарі

Додати коментар

Вашу адресу email не буде опубліковано. Обов'язкові поля позначені *

\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});","html_block":"","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n<\/ins>\n\n<\/center>","html_block":"