Двухконтурная аккумулирующая ветровая электростанция

Обоснование проекта

стр. 1

“В условиях постоянного подорожания электричества альтернативные источники энергии уже не кажутся призрачными идеями изобретателей. Если к этому приплюсовать ещё и рыночные условия, то становится понятно” [1], что перспективой развития энергоресурсов являются экологически безопасные источники, к которым относятся топлива растительного происхождения, солнечная и ветровая энергия. По подсчетам специалистов ресурсы ветровой энергии составляют “170 трлн. кВт/ч в год. Эту энергию можно получать, не загрязняя окружающую среду” [1]. В связи с этим усилия специалистов, производственников и энергетиков всех стран мира направлены на создание эффективных энергоустановок, использующих ветровую энергию.

В основном разработки идут в трех направлениях:

Рис. 1

– создание ветрогенераторов малой мощности, способных обеспечить удаленные от электроснабжения отдельные дома и фермерские хозяйства; мощность данных установок варьируется от 300 Вт до 5 – 20 кВт [2], [3];

Рис. 2

– создание ветрогенераторов средней мощности, способных обеспечить электроснабжение небольших удаленных населенных пунктов, ферм; мощность данных установок колеблется от 20 Квт до 500-600 Квт [4];

Рис. 3

– создание мощных ветроустановок, с мощностью выше мегаватта [5], [6].

Все типы ветроустановок основываются на общем принципе: “Ветряк состоит из колеса с лопастями, генератора, инвертора, преобразующего постоянное напряжение в переменное, и аккумуляторной батареи. Принцип действия ветряка прост: ветер вращает колесо с лопастями, передавая крутящий момент через редуктор на вал генератора. Таким образом механическая энергия превращается в электрическую” [1], хотя конструкция ветроустановок с ростом мощности существенно усложняется.

Первые ветрогенераторы изготавливались двух конструкций: флюгерного и вентиляторного типов. Первые, как правило, использовались для малых мощностей электростанций, а вторые для больших, хотя вначале столь строгого разделения и не было. Так, например, первый мощный ветрогенератор, построенный в Дании в 1890 г. был трехлопастной [1], (см. рис. 4а). Первые ветростанции, построенные в России в начале прошлого века, были как вентиляторного (рис. 4б), так и флюгерного типа [7].

а

б

в

Рис. 4

Флюгерный принцип и сейчас используется для ветрогенераторов малой мощности – например, для подъема воды из колодцев (см. рис. 5 а, б).

а

б

в

Рис.5

Некоторым развитием данного типа ветрогенераторов является парусный ветряк Silver Scat (рис. 5 в) [9].