Устройство ветрогенератора: Подробно об устройстве ветрогенератора | Принцип работы, конструкция

Преимущества и недостатки ветрогенераторов

Для зарядки тяговых аккумуляторов от береговой электрической сети на яхте устанавливают комбинированный инвертор или  зарядное устройство. В межсезонье с этой задачей справляется небольшая солнечная панель. Ветряную турбину имеет смысл использовать, когда требуется дополнительный мощный источник зарядки, который будет работать на яхте совместно с солнечными батареями или гидрогенератором.

Яхтенные ветрогенераторы – это небольшие устройства относительно малой мощности. Однако вырабатываемой ими энергии достаточно, чтобы в течении суток зарядить 12-вольтовую аккумуляторную батарею емкостью 800 ампер-часов.  Плюс ветрогенератора в том, что он производит электрическую энергию практически постоянно — во время движения и на якорной стоянке, в солнечные и в пасмурные дни. Ветрогенератор не требует технического обслуживания, ремонта и дополнительного оборудования для запуска.

Но существуют и минусы. Яхтенные маршруты, проложенные по ветру отнимают у генератора часть его мощности. А поскольку энергия ветра зависит от третьей степени его скорости, то с уменьшением скорости, мощность ветрогенератора стремительно падает. Например, при реальной скорости ветра 20 узлов, для яхты идущей по ветру со скоростью 8 узлов наблюдаемая скорость ветра составит всего 12 узлов. При ветре 20 узлов большинство моделей малых ветрогенераторов вырабатывают около 200 Вт, а при 12 узлах мощность опускается до 40-50 Вт. Зависимость мощности турбины от скорости ветра необходимо учитывать и при планировании стоянок. Порты и якорные стоянки привлекают владельцев яхт именно потому, что обеспечивают защиту от стихии, значит скорость ветра там ниже, чем прогнозируется на расстоянии от берега.

Все небольшие ветрогенераторы имеют примерно одинаковую максимальная мощность — от 400 до 600 Вт. Однако более важная характеристика – это ток, отдаваемый турбиной при слабом ветре. Ведь именно с ним большинство владельцев яхт хотят иметь дело во время своих путешествий. Поэтому производительность ветрогенератора при относительной скорости ветра 12 или 20 узлов гораздо лучший показателем его зарядной способности

Кроме того, кривые мощности, которые приводят производители ветрогенераторов основаны на результатах испытания плавным, постоянным воздушным потоком в аэродинамической трубе. Реальные результаты могут оказаться гораздо ниже. Поэтому там где требуется гарантированно высокая мощность владельцы предпочитают устанавливать две турбины и подключать их параллельного через один регулятор.

Как установить ветрогенератор на яхте

Чтобы получить от ветрогенератора максимальную выходную мощность, необходимо выполнить два условия. Во-первых, конструкция на которой установлена турбина должна быть как можно более устойчивой, иначе любая качка или крен будут отворачивает ее от ветра. Во-вторых, ветрогенератору нужен свободный, ровный и гладкий воздушный поток

В какой-то степени эти два требования противоречат друг другу. Скорость ветра на мачте может быть на 50 процентов выше, чем на уровне моря, поэтому чем выше вы поднимите ветрогенератор, тем больше энергии вы получите. С другой стороны турбина, ее крепление и кабельная разводка весят 20-30 кг. Такой дополнительный вес на движущейся яхте увеличивает маятниковый эффект, а значит возрастают тангаж и крен и снижается общая устойчивость

Существует множество успешных установок ветрогенераторов на мачтах. Однако для большинства владельцев яхт устанавливать турбину рекомендуется поверх кокпита. Там ее проще монтировать и обслуживать, а если возникнет неисправность, и другие способы торможения выйдут из строя, устройство можно будет отключить вручную.

Падение напряжения в кабеле существенно влияет на общую производительность системы зарядки. При установке турбины внизу кабель от нее до аккумуляторов окажется гораздо короче, а значит его сечение можно выбрать меньше и это не увеличит потери энергии .

Контроллер заряда ветрогенератора

На первый взгляд сохранение полученной электрической энергии в аккумуляторе  — это самая простая часть ветряной энергоустановки. Однако единого способа решения этой задачи среди производителей не существует и каждый из них придерживается собственных подходов.

Английская компания Marlec, использует MPPT регулятор. MPPT контроллеры получили распространение благодаря солнечным источникам энергии, у которых они повысили выходную мощность на целых 30 процентов. Контроллер регулирует напряжение генератора так, чтобы в каждый момент времени мощность установки была максимальной. Для снижения скорости турбины Marlec применяет широтно-импульсную модуляцию. Когда заряд аккумуляторной батареи приближается к 100% и ей требуется меньше энергии ШИМ-регулятор замыкает обмотки все более длинными импульсами, создавая растущий тормозной момент.

Создатель ветрогенератора D400 Петер Андерсен из компании Eclectic Energy придерживается другого подхода. Он считает, что обеспечить структурированный выходной сигнал на основе такого входа как у ветряных турбин нельзя. Более того исследование показывают, что общая производительность системы с MPPT контроллером не возрастает, а иногда наоборот снижается.

Другие производители также считают, что MPPT регулятор не добавляет достоинств небольшой ветряной турбине с правильно спроектированным и оптимизированным для низких скоростей ветра генератором. Преимущества, достигаемые благодаря эффективности генератора, сводятся на нет потерями в электронике MPPT. Однако PWM регулятор  позволяет заряжать аккумулятор до 100 процентов, поскольку обеспечивает аккумулятор именно тем током, который батарея может принять на каждой стадии зарядки.

Некоторые производители вместо MPPT контроллера, устанавливают на выходе генератора DC-DC конвертер. Конвертер повышает выходное напряжение генератора и позволяет заряжать аккумуляторы при слабом ветре (скоростью менее 2 м /с ). Ветрогенераторы с DС-DС преобразователями начинают зарядку аккумуляторов при выходном напряжении от 2 вольт и обеспечивают зарядную мощность  3 — 5 Вт. Такие устройства подходят для заряда аккумуляторов на защищенных от ветра стоянках, однако дополнительное количество энергии, получаемое от них, не велико.

Многие намеренно не используют технологии MPPT или PWM, считая простоту и надежность ключевыми достоинствами своих изделий. Если турбины работают совместно с солнечными батареями, то ветрогенератор реализует этап быстрой зарядки, а до 100% аккумуляторы заряжают солнечные панели . Дополнительная электроника в этом случае лишь увеличивает сложность и повышает стоимость изделий

Дополнительно с внешним, часто используют разгрузочный регулятор. Его добавляют, чтобы контролировать мощность, поступающую от турбины. Когда заряженность аккумулятора возрастает, избыток энергии отводят через резистор, рассеивающий тепло. С таким регулятором турбина всегда работает при полной нагрузке, а ее лопасти вращаются с оптимальной частотой.

Системы имеющие только встроенный «регулятор» турбины, лучше не использовать. Такой регулятор представляет собой электронный тормоз, срабатывающий, когда напряжение аккумулятора поднялось слишком высоко, а турбина продолжает выдавать много энергии. После остановки генератора напряжение аккумулятора падает и регулятор перезапускает генератор вновь. Если аккумуляторов почти заряжен, то происходит многократная остановка и повторный запуск ветрогенератора. Этот метод регулирование далек от того, который нужен аккумуляторной батарее — по мере увеличения заряженности ток должен плавно понижаться.

Лопасти ветрогенератора

Конструкция лопастей турбины – это еще одна область в которой модели разных производителей отличаются друг от друга. Лопасть во время вращения подвергается тем же воздействиям, что и  крыло самолета. Однако в их работе существуют и небольшие отличия. Если у лопастей постоянный шаг, то их оптимальный режим работы достигается при одной заданной скорости вращения. Значит у слишком быстро или слишком медленно вращающейся турбины эффективность снижается

Немецкая компания Superwind выпускает ветрогенераторы с изменяемым шагом, величина которого зависит от скорости вращения. Чем быстрее вращается турбина, тем больше лопасти поворачиваются вокруг своей оси и сильнее замедляют вращение. Компания утверждает, что эта система реагирует очень быстро и может защитить систему в случае отказа электронного торможения.

Лопасти – основная причина шума и вибрации, исходящих от ветрогенератора. Если скорость вращения кончиков слишком высока, то обтекающий их поток воздуха становится нестабильным, возникает турбулентность и лопасти начинают вибрировать. Известен случай, когда лопасти установленного на яхте ветрогенератора издавали такой вой на высоких скоростях вращения, что соседние лодки были вынуждены покинуть якорную стоянку.

Существует специальный коэффициент (TSR), характеризующий во сколько раз кончик лопатки турбины движется быстрее, чем реальная скорость ветра. Например, если турбина имеет TSR равный 16 — при ветре в 20 узлов концы лопасти будут двигаться со скоростью 320 узлов, а при небольшом шторме их скорость приблизится к скорости звука. Для ветрогенератора D400 производитель указывает TSR всего 3,9. Это говорит о том, что турбина спроектирована для гораздо более медленного вращения, чем модели других производителей. D400 не самый легкий ветрогенератор, вес только чистой меди в его обмотках почти 1 кг. Но его преимущество в устойчивости, надежности и относительно низких оборотах вращения

Некоторые производители указывают для своих машин максимальную скорость ветра. Однако к этой характеристике следует относится с недоверием. В ветровом потоке наиболее разрушительным является  уровень турбулентности, а его нельзя не предсказать, ни легко измерить.

Мощность ветрогенератора

Перед установкой любого электрогенерирующего оборудования на яхте, в первую очередь считают потребление энергии. Расход вычисляют как для якорной стоянки, так и для движения под парусом. В результате появляется подобие некоторого энергетического бюджета, в котором перечислены как очевидные крупные потребители, такие как холодильники, дисплеи, водонагреватели и освещение, так и менее мощные устройства — ночные навигационные огни, насосы, газовые сигнализации, мониторы двигателей, развлекательные системы.

Для подруливающего устройства или электрической лебедки предусматривают дополнительный запас мощности. Если на яхте установлен кондиционер, маловероятно, что возобновляемые источники энергии удовлетворят его потребности. В этом случае лучше подумать о дизельном генераторе или топливных элементах.

После того как расход энергии подсчитан, оценивают стиль управления яхтой. Необходимо принять во внимание регулярную среднюю скорость на маршруте и понять двигается ли яхта чаще всего против ветра, или ей всегда сопутствует попутный? Дополнительно учитывают другие генерирующие мощности, установленные на борту — солнечные панели, гидрогенератор и зарядное устройство, работающее от генератора дизельного двигателя.

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) — Что такое Ветроэнергетическая установка (ВЭУ)?

Ветрогенератор — устройство для преобразование кинетической энергии воздушного потока в электричество.

Ветроэнергетическая установка, или ветрогенератор — устройство для преобразования кинетической энергии воздушного потока в электричество.

Это альтернативный источник энергии.

Его выработка, а также выходные характеристики тока связаны кубической зависимостью со скоростью ветра

Из-за этого и в виду непостоянства ветра самостоятельное его применение мало возможно.

Требуются аккумуляторы для накопления, а также оборудование для зарядки батарей.

В среднем ветряк вырабатывает 150 кВт*ч/мес. электроэнергии.

Ресурсная характеристика ветряка измеряется десятилетиями.

Ветряк обычно выполнен в виде ветроколеса с тремя лопастями, расположенными по радиусам и под углом к плоскости вращения, и синхронного генератора переменного электрического тока.

Рабочий момент на ветроколесе создается под действием аэродинамических сил, возникающих на лопастях, имеющих специальный аэродинамический профиль.

Для ориентации ветроколеса по направлению ветра у ВЭУ используется «хвостовое оперение».

Преимущества ВЭУ:

• возможность обеспечения электроэнергией любых пунктов вне зависимости от степени удаления от магистральных линий,

• нет необходимости создавать большую энергетическую станцию, можно использовать отдельные компактные установки,

• готовая ВЭУ не нуждается в топливе и других ресурсных поставках.

Существуют следующие классификации ветрогенераторов:

— по количеству лопастей:

• двухлопастные, 

• трехлопастные, 

• многолопастные;

— по материалам лопастей:

— по рабочей оси вращения:

• горизонтальные, 

• вертикальные;

— по шагу винта:

• с фиксированным шагом винта, 

• с изменяемым шагом винта.

Управление ветрогенератором — АиП

Сергей Беляков, ведущий инженер, компания Эльстар, г. Калининград

Ветрогенераторы (или ветроэлектрические установки – ВЭУ) относятся к возобновляемым источникам энергии. От традиционных источников, вырабатывающих электроэнергию, их отличает отсутствие сырья и отходов, они могут работать в широком диапазоне условий окружающей среды: 100 % влажности и температуре от –40 до +85 °C. Единственное требование – высокий уровень ветра. ВЭУ способны генерировать высокие напряжения и токи, поэтому электрические компоненты должны выдерживать перенапряжения и быть невосприимчивыми к электромагнитным помехам, излучаемым генераторами и сетевыми коммутаторами. Чтобы ВЭУ оставались работоспособными и безопасными, должен вестись постоянный мониторинг электрических параметров (ток, напряжение), например, в облачном сервисе OwenCloud.

Ветроэлектрическая установка – устройство, преобразующее кинетическую энергию ветра в электрическую с помощью ветровых турбин. Типовая турбина ВЭУ имеет горизонтальную ось с трехлопастным ротором. Ветер вращает лопасти и посредством ротора приводит в движение низкооборотный вал, который через ступенчатую повышающую коробку передач передает вращение на высокоскоростной вал, вращающий генератор. Количество энергии, генерируемой ветровой турбиной, напрямую зависит от скорости ветра.

Обновление систем управления ВЭУ

В России эксплуатируется большое количество ВЭУ с генераторами асинхронного типа, как правило, бывшими ранее в эксплуатации в странах ЕС. Проработав по несколько лет на новом месте, ВЭУ останавливаются по причине выхода из строя блоков управления, которым требуется ремонт или замена. В частности, в Калининградской области по этой причине остановлен крупнейший в России ветропарк из 22 ВЭУ. Аналогичная ситуация складывается и в других регионах страны.

Некоторые компании предпринимают попытки заменить систему управления, однако проблема плавного подключения ВЭУ к сети нигде не решена. В свою очередь жесткое включение генераторов приводит к серьезным перегрузкам: токи могут в 6-10 раз превышать номинальные, что вызывает большой механический износ редукторов и перегрузку силовых элементов лопастей ветротурбин, а также быстрый износ контактов коммутаторов нагрузки.

Причины неисправности ВЭУ

Ветроэлектрическая установка AN Bonus 150/30 производства Siemens Wind Power A/S была установлена на территории агрофирмы «Мельниково» Гвардейского района Калининградской области в 2016 году и находится на сервисном обслуживании у компании Эльстар. ВЭУ обеспечивает электричеством холодильники, находящиеся на территории мясоперерабатывающего комплекса.

ВЭУ представляет собой высотную конструкцию, которая притягивает к себе электрические заряды и поэтому довольно часто подвергается грозовым разрядам. Несовершенная конструкция молниеотвода на описываемой ВЭУ привела к попаданию молнии в кабели метеостанции, из-за чего блок управления вышел из строя.

Поскольку платы блока управления имеют двухстороннюю топографию и покрыты непрозрачным составом, а в документации отсутствуют электрические схемы электронных блоков, попытки отремонтировать блок управления не увенчались успехом. Рассматривалась возможность приобретения бывших в употреблении блоков управления, однако риск получения неработоспособного оборудования не устроил владельцев ВЭУ. Было решено заменить оригинальную систему управления датского производства на систему собственной разработки с приборами ОВЕН, тем более, что оборудование ОВЕН уже использовалось для мониторинга параметров электросети ВЭУ.

Поиск решения

Задача управления механическими перемещениями ВЭУ, клапанами ее гидравлической тормозной системы, контроля метеорологических параметров и температурных режимов агрегатов достаточно тривиальна и решалась в короткий срок. Главная проблема – синхронизация частоты генератора с частотой сети и подключение его к сети.

Оригинальный блок управления синхронизировал частоту и плавно подключал генератор с помощью силовых тиристорных сборок. Этим процессом по специальному алгоритму управлял встроенный в блок управления контроллер, программа которого оказалась в недоступных прошивках ПЗУ.

Двухрежимный генератор (30/150 кВт), несмотря на значительные переходные процессы при прямом подключении 30 кВт на частоте 750 об/мин, не вызывает критических токов в цепях защиты коммутаторов сети. Однако прямое подключение генератора на частоте 1000 об/мин (150 кВт) сразу же активирует цепи защиты с отключением ВЭУ. Именно эту задачу плавного подключения генератора с электросети предстояло решить в ограниченные сроки.

Проблемы коммутации силовых цепей были решены с помощью специальных алгоритмов управления. При решении поставленных задач пришлось много внимания уделить вопросам помехозащищенности как цепей питания, так и измерительных цепей, так как работа асинхронного генератора, как правило, осуществляется на переходных процессах из-за быстро меняющейся скорости ветра и разной плотности воздушных потоков, действующих на лопасти турбины.

Восстановление системы увенчалось успехом – ВЭУ безотказно функционирует под управлением новой системы.

Система управления

Взамен вышедшей из строя системы управления ветрогенератором VESTAS 150/30 Rdn создана система на базе приборов ОВЕН, в состав которой вошли:

• программируемое реле ПР200 – 2 шт.;
• модуль аналогового ввода MВ110-8А;
• модуль дискретного ввода MВ110-16ДН;
• модуль измерения параметров электрической сети МЭ110-220;
• блок управления симисторами и тиристорами БУСТ2;
• сетевой шлюз для доступа к сервису OwenCloud RS-485 <-> GPRS ПМ210.

Одно реле ПР200 (master) управляет пуском ВЭУ и механическими системами, обеспечивает обмен данными дискретных и аналоговых датчиков с облачным сервисом OwenCloud и модулями МВ110. Второе реле ПР200 (slave) управляет силовой электроавтоматикой и подключением генератора к электросети, контролирует параметры электросети и токи в цепях генератора с помощью модуля МЭ110, который считывает ток, частоту и коэффициент мощности.

В качестве прибора управления силовыми тиристорами применяется БУСТ2. Для синхронизации был разработан специальный алгоритм управления коммутацией силовых тиристорных сборок, который обеспечивает плавное подключение генератора на синхронной частоте.

При условии покрытия сотовой связью места установки ВЭУ можно дистанционно управлять пуском и вести мониторинг параметров работы ВЭУ в облачном сервисе OwenCloud.

Система обеспечивает контроль следующих параметров ВЭУ:

• напряжение, токи, коэффициенты мощности и частоту на выходе генератора;
• скорость вращения винта турбины и вала генератора;
• ориентация гондолы по ветру и скорость ветра;
• температуру агрегатов, подшипника турбины и масла в редукторе;
• выработку электроэнергии, мгновенную мощность;
• состояние дискретных датчиков системы управления ВЭУ;
• состояние сигналов управления электроавтоматикой.

Мониторинг состояния ВЭУ ведет дежурный инженер на экране ПК, а также другие сотрудники на смартфоне в приложении OwenCloud. Права доступа к управлению параметрами ВЭУ разграничены в соответствии с внутренней системой безопасности управляющей компании. Каждый параметр отображается на вкладке облачного сервиса в реальном времени, сохраняется архив за 90 дней, также можно проследить динамику с помощью графического отображения данных.

В конце 2019 года система была запущена в опытную эксплуатацию и находится под постоянным наблюдением в облачном сервисе OwenCloud. Во время всего срока тестирования сбоев в управлении ВЭУ не зафиксировано. Система управления ВЭУ с асинхронными генераторами работает стабильно во всем диапазоне генерируемой мощности и ветровой нагрузки.

Планы

Компания ведет подготовку технических и программных решений для применения панельных контроллеров ОВЕН для управления и визуализации параметров работы ВЭУ. Панельный контроллер облегчит диагностику системы и управление пуском-остановом. Кроме того, в целях повышения надежности бесперебойной работы ВЭУ данного типа разрабатывается программа реновации электрооборудования ветрогенераторов. Прорабатывается решение дистанционного восстановления работоспособности ВЭУ включением резервных коммутационных электроаппаратов через радиомодемы, что особенно важно для ВЭУ, значительно удаленных от мест базирования сервисных служб.

Связаться с автором проекта

можно по адресу: [email protected] или по тел.: +7 (909) 794-53-61

Ветрогенераторы

Центр материаловедения разрабатывает, проектирует, изготавливает,  поставляет и устанавливает ветрогенераторы и ветрогенераторные энергетические установки (ВЭУ)  торговой марки ДОМ — комплексные автономные системы обеспечения энергоснабжением — ветрогенераторы разных мощностей по индивидуальным заказам.
Ветрогенераторы ДОМ WG предназначены для обеспечения бесперебойным источником электрической энергии небольших и больших объектов, таких как – особняки, коттеджи, загородные дома, отели, дачные участки, пасеки, туристические лагеря, фермерские хозяйства, производственные цеха или там, где отсутствует подача электроэнергии.

Одного ветрогенератора вполне достаточно для автономного функционирования придорожного магазина, небольшого отеля, ресторана, кафе. Но ветрогенераторы или ветрогенераторная установка в комплексе с солнечным коллектором для геолиосистемы горячего водоснабжения полностью обеспечат вашу энергетическую независимость, бесшумные ветрогенераторы создатут современный комфорт и нормальные энергетические условия функционирования объекта.
Вы можете заказать у нас ветрогенераторы разной мощности, полную систему ВЭУ ветро энергетической установки и даже систему: ветрогенераторы с системой горячего водоснабжения на солнечных коллекторах.Ветрогенераторы ДОМ WG предназначены для обеспечения бесперебойным источником электрической энергии для коттеджей, загородных домов, отелей, дачных  участков, пасек, туристических лагерей, фермерских хозяйств, мест, где отсутствует поставка электроэнергии. Надежные Ветрогенераторы — это простой способ получить электроэнергию в таком количестве и тогда, когда нужно Вам. Комплексное решение запросов заказчика по ветрогенератору или ветрогенераторной энергетической установки: поставка, проектирование, установка, сервисное обслуживание.

Ветрогенератор ( ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ ) — устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую. Ветрогенераторы ДОМ WG предназначены для обеспечения безперебойным источником электрической энергии для коттеджей, загородных домов, отелей, дачних участков, пасек, туристических лагерей, фермерских хозяйств, мест, где отсутствует подача электроенергии.
Ветрогенераторы можно разделить на две категории: промышленные и домашние (для частного использования). Промышленные устанавливаются государством или крупными энергетическими корпорациями. Как правило, их объединяют в сети, в результате получается ветряная электростанция. Её основное отличие от традиционных (тепловых, атомных) — полное отсутствие как сырья, так и отходов. Единственное важное требование для ВЭС — высокий среднегодовой уровень ветра. Мощность современных ветрогенераторов достигает 6 МВт.

Строение малой ветряной установки

• Ротор, лопасти, ветротурбина
• Генератор (как правило это синхронный трёхфазный с возбуждением от постоянных магнитов напряжением =24 В)
• Мачта с растяжками
• Контроллер заряда аккумуляторов
• Аккумуляторы (необслуживаемые на 24 В)
• Инвертор (= 24 В -> ~ 220 В 50Гц)
• Сеть

Строение промышленной ветряной установки

• Фундамент
• Силовой шкаф, включающий силовые контакторы и цепи управления
• Башня
• Лестница
• Поворотный механизм
• Гондола
• Электрический генератор
• Система слежения за направлением и скоростью ветра (анемометр)
• Тормозная система
• Трансмиссия
• Лопасти
• Система изменения угла атаки лопасти
• Колпак ротора
• Система пожаротушения
• Телекоммуникационная система для передачи данных о работе ветрогенератора
• Система молниезащиты

Типы ветрогенераторов

Существуют два основных типа ветротурбин: с вертикальной осью вращения и с горизонтальной. Вертикальноосевые ветрогенераторы работают при низких скоростях ветра, но имеют малую эффективность. Поэтому вертикальноосевые системы встречаются достаточно редко и применяются, как правило, в домашних системах.

В Украине индустрия  ветрогенераторов для дома активно развивается. Уже сейчас за вполне умеренные деньги можно приобрести ветряную установку и на долгие годы обеспечить энергонезависимость своему загородному дому. Обычно для обеспечения электроэнергией небольшого дома вполне достаточно установки номинальной мощностью 1 кВт при скорости ветра 9 м/с. Если местность не ветреная, ветрогенератор можно дополнить фотоэлектрическими элементами или дизель-генератором. Источники будут замечательно друг друга дополнять.

 На нижеследующих фотографиях представлены некоторые примеры элементов ветрогенераторов и моменты их сборки.

  Ветрогенератор WG-1000

Ветрогенераторы WG-1000 1000 ВТ предназначены  для   обеспечения  источником  электрической энергии небольших объектов, таких как — дачные участки, пасеки, туристические лагеря, фермерские хозяйства, или там, где отсутствует сетевая подача электрической энергии.  Максимальная мощность, которая может быть достигнута ветрогенератором, составляет 180 — 450 Квт на месяц для среднегодовых скоростей ветра 3-6 м/с, и 450 — 550 Квт на месяц для среднегодовых скоростей ветра 6 — 9 м/с.

Оптимальная конфигурация ВЭУ (ветро энергетической установки) состоит из:
— Ветрогенератора номинальной/максимальной мощности — 1000 Вт / 1420 Вт
— Инвертора мощности 2000 кВт
— Аккумуляторных батарей (в количестве 4 шт.) 12 В емкостью 200 А*час, которые  способны аккумулировать 9,6 кВт*час электроэнергии
— Мачты-фермы ветрогенератора высотой 18 м.

Минимальная рабочая конфигурация ВЭУ (ветро энергетической установки) состоит из:
— Ветрогенератора номинальной/максимальной мощности — 1000 Вт / 1420 Вт
— Инвертора мощностью 1000 кВт
— Аккумуляторных батарей (в количестве 4 шт.) 12 В емкостью 40 А*час, которые  способны аккумулировать 1,92 кВт*час электроэнергии
— Мачты на растяжках для ветрогенератора высотой 6 м.

По договоренности из заказчиком возможно индивидуальное изготовление  мачты ветрогенератора желаемой конструкции и высоты.

Ветрогенераторы WG-2000 2000 ВТ предназначены для обеспечения источником электрической энергии небольших объектов, таких как — дачные участки, пасеки, туристические лагеря, фермерские хозяйства, или там, где отсутствует сетевая подача электрической энергии.  Максимальная мощность ветрогенератора, которая может быть достигнута, составляет 370 — 910 Квт в месяц для среднегодовых скоростей ветра 3- 6 м/с, и 910 — 1070 Квт в месяц для среднегодовых скоростей ветра 6 — 9 м/с.

Оптимальная конфигурация ВЭУ (ветро энергетической установки) состоит из:
— Ветрогенератора номинальной/максимальной мощности — 2000 Вт / 3000 Вт
— Инвертора мощностью 4000 кВт
— Аккумуляторных батарей в количестве 10 шт. 12 В емкостью 200 А*час, которые способные аккумулировать 24 кВт*час электроэнергии
— Мачты-фермы ветрогенератора высотой 18 м.

Минимальная рабочая конфигурация ВЭУ (ветро энергетической установки) состоит из:
— Ветрогенератора номинальной/максимальной мощности —  2000 Вт / 3000 Вт
— Инвертора мощностью 2000 кВт
— Аккумуляторных батарей в количестве 10 шт. 12 В емкостью 40 А*час, которые  способны аккумулировать 4,8 кВт*час электроэнергии
— Мачты ветрогенератора на растяжках высотой 9 м.

По договоренности из заказчиком возможно индивидуальное изготовление  мачты ветрогенератора желаемой конструкции и высоты.

Ветрогенераторы WG-5000 5000 Вт презначен для обеспечения источником электрической энергии коттеджей, дачних участков, больших фермерских хозяйств, средних производств, или там где отсутствует сетевая подача электрической энергии. Максимальная мощность, которая может быть достигнута составляет 810 — 1870 Квт в месяц для среднегодовых скоростей ветра 3- 6 м/с, и 1890 — 2310 Квт в месяц для среднегодовых скоростей ветра 6 — 9 м/с.

Оптимальная конфигурация ВЭУ (ветро энергетической установки) состоит из:
— Ветрогенератора номинальной/максимальной мощности — 5000 Вт / 7000 Вт
— Инвертора мощностью 5000 кВт
— Аккумуляторных батарей в количестве 20 шт. 12 В емкостью 200 А*час,  которые  способны аккумулировать 48 кВт*час электроэнергии
— Мачты-фермы ветрогенераторов высотой 18 м.

Оптимальная конфигурация ВЭУ (ветро энергетической установки) состоит из:
— Ветрогенератора номинальной/максимальной мощности — 5000 Вт / 7000 Вт
— Инвертора мощностью 5000 кВт
— Аккумуляторных батарей в количестве 20 шт. 12 В емкостью 100 А*час, которые способны аккумулировать 24 кВт*час электроэнергии
— Мачты ветрогенератора на ростяжках высотой 12 м.

По договоренности из заказчиком возможно индивидуальное изготовление  мачты ветрогенератора желаемой конструкции и высоты.

Инвертор МАП Энергия для ветрогенератора

Инвертор МАП «Энергия» SIN

Инвертор МАП (многофункциональный автоматический преобразователь) – это устройство, предназначенное для преобразования постоянного тока, напряжением 12, 24 или 48 В, в переменный, напряжением 220 В, частотой 50 Гц. 

МАП «ЭНЕРГИЯ» SIN представляет собой мощный преобразователь напряжения со встроенным зарядным устройством и интеллектуальным микроконтроллером. Данное устройство применяется для создания систем резервного и аварийного электроснабжения. Ассортиментная линейка приборов состоит из инверторов двух модификаций ( PRO и HYBRID), мощностью от 1500 Вт до 18 кВт, с входным напряжением 12, 24 или 48 В. На выходе инвертора генерируется однофазный переменный ток, напряжением 220 В, частотой 50 Гц, с формой выходного сигнала — чистый синус в соответствии с ГОСТ 13109-97 для электросетей общего пользования. Инверторы оснащены ЖК-дисплеем, на котором отображаются все параметры системы, включая возможные ошибки и сбои в работе системы. Приборы имеют очень простой и понятный интерфейс управления на русском языке. Все преобразователи МАП «ЭНЕРГИЯ» рассчитаны на автоматическую работу без участия человека и снабжены зашитой от перегрузки и перегрева.
Модификации PRO и HYBRID отличаются тем, что последний имеет блок, позволяющий синхронизироваться с внешней сетью (бытовая, от бензо или дизельгенератора), тем самым продлевает время автономной работы системы и срок службы аккумуляторной батареи, а так же позволяет на основе 3х однофазных инверторов собирать 3х фазную сеть

Основные функции

* Преобразователь напряжения (инвертор) аккумуляторов 12, 24 или 48 В в переменное 220 В, 50Гц

* Источник бесперебойного питания устройств, подключаемых к стандартной сети 220 В.

* Мощное зарядное устройство любых аккумуляторов ( стартерные, гелевые, AGM, щелочные ), работающее от стандартной сети 220 В.

Основные преимущества трехфазной сети на основе МАП «Энергия» HYBRID

— Возможность резервирования 3 ф сети
— Алгоритм позволяющий беречь аккумуляторы
— Возможность установки в 19 дюймовую стойку
— Относительно невысокая цена
— Получение 3 ф сети даже небольшой мощности
— Простая настройка и подключение
— Отображение всей информации на ЖК дисплее
— Полностью автоматическая работа
— Встроенное мощное зарядное устройство
— Ремонтопригодность

Область применения

* Загородные дома

* Офисные помещения

* Медицинские учреждения

* Образовательные учреждения

* Торговые помещения Склады

* Автолавки, разъездная торговля

* Туризм

Инвертор МАП «ЭНЕРГИЯ» это хорошее решение для организации бесперебойного питания как при аварийных отключениях в сетях, так и при отсутствии электроснабжения. Подключив к инвертору бензиновую или дизельную электростанцию, Вы одновременно с потреблением электричества накапливаете энергию в аккумуляторах, чтобы при отключении генератора можно было продолжать пользоваться электроэнергией и наслаждаться тишиной и свежим воздухом.

Это крошечное устройство может собирать энергию ветра из бриза, который вы делаете, когда вы идете — ScienceDaily

Большая часть ветра на суше слишком слабая, чтобы толкать лопасти коммерческих ветряных турбин, но теперь исследователи в Китае разработали своего рода «крошечные» ветряная турбина », которая может поглощать энергию ветра от бриза так же мало, как от ветров, созданных при быстрой прогулке. Метод, представленный 23 сентября в журнале Cell Reports Physical Science , представляет собой недорогой и эффективный способ сбора легких ветров в качестве источника микроэнергии.

Новое устройство технически не является турбиной. Это наногенератор, состоящий из двух пластиковых полос в трубке, которые трепещут или хлопают вместе, когда есть воздушный поток. Подобно трению воздушного шара о волосы, два пластика становятся электрически заряженными после отделения от контакта, это явление называется трибоэлектрическим эффектом. Но вместо того, чтобы заставить ваши волосы встать дыбом, как у Эйнштейна, электричество, вырабатываемое двумя пластиковыми полосками, улавливается и сохраняется.

«Вы можете собрать все легкие в повседневной жизни», — говорит старший автор Янг Ян из Пекинского института наноэнергетики и наносистем Китайской академии наук.«Однажды мы поместили наш наногенератор на руку человека, и потока воздуха от качающейся руки было достаточно для выработки энергии».

Слабого ветерка со скоростью 1,6 м / с (3,6 миль в час) было достаточно для питания трибоэлектрического наногенератора, разработанного Яном и его коллегами. Наногенератор работает наилучшим образом при скорости ветра от 4 до 8 м / с (от 8,9 до 17,9 миль в час), скорости, которая позволяет двум пластиковым полоскам колебаться синхронно. Устройство также имеет высокий КПД преобразования энергии ветра в энергию, равный 3,23%, что превышает ранее заявленные характеристики по поглощению энергии ветра.В настоящее время устройство исследовательской группы может питать 100 светодиодных ламп и датчиков температуры.

«Мы не намерены заменять существующую технологию производства ветровой энергии. Наша цель — решить проблемы, которые традиционные ветряные турбины не могут решить», — говорит Ян. «В отличие от ветряных турбин, в которых используются катушки и магниты, где стоимость фиксирована, мы можем выбирать недорогие материалы для нашего устройства. Наше устройство также можно безопасно применять в заповедниках или городах, поскольку оно не имеет вращающихся конструкций. .«

Ян говорит, что у него есть два видения следующих шагов проекта: одно маленькое и одно большое. В прошлом Ян и его коллеги разработали наногенератор размером с монету, но он хочет сделать его еще мельче, компактнее и эффективнее. В будущем Ян и его коллеги хотели бы объединить устройство с небольшими электронными устройствами, такими как телефоны, чтобы обеспечить устойчивую электроэнергию.

Но Ян также хочет сделать устройство больше и мощнее. «Я надеюсь увеличить мощность устройства до 1000 Вт, чтобы оно могло конкурировать с традиционными ветряными турбинами», — говорит он.«Мы можем разместить эти устройства в местах, недоступных для традиционных ветряных турбин. Мы можем разместить их в горах или на крышах зданий для обеспечения устойчивой энергетики».

История Источник:

Материалы предоставлены Cell Press . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

«Крошечная ветряная турбина» может собирать энергию от качающейся руки ходунка | Возобновляемая энергия

Ученые разработали «крошечную ветряную турбину», которая может поглощать энергию ветра, создаваемого во время ходьбы.

Представьте, что вы на несколько секунд потираете шарик о волосы — слышите ли вы потрескивание статического электричества, видите, как ваши волосы встают дыбом? По словам исследователей, работающих над устройством, эта энергия, питаемая контактом и разделением двух материалов, может быть запакована и сохранена для использования.

Китайские ученые надеются, что это устройство сможет генерировать устойчивую электроэнергию при низкой стоимости и эффективности. По словам исследователей, после размещения на качающейся руке человека потока воздуха достаточно для выработки энергии.

«Наша цель — решить проблемы, которые традиционные ветряные турбины не могут решить», — сказал в своем заявлении ведущий автор, д-р Я. Ян из Пекинского института наноэнергетики и наносистем. «В отличие от ветряных турбин, в которых используются катушки и магниты, где затраты фиксированы, мы можем выбирать недорогие материалы для нашего устройства».

Устройство состоит из двух пластиковых полосок в трубке, которые колеблются или хлопают вместе в присутствии воздушного потока. По словам исследователей, легкого ветерка со скоростью 1,6 метра в секунду достаточно для питания устройства, но лучше всего оно работает на скорости, обеспечивающей синхронное трепетание двух пластиковых полос, когда скорость ветра составляет от 4 до 8 м / с.

Устройство представляет собой простой и надежный метод генерирования небольшого количества энергии, которое затем можно использовать различными способами, например, для питания удаленных датчиков, камер наблюдения или даже метеостанции на вершине холма, которая в противном случае по словам Ричарда Кокрейна, доцента по возобновляемым источникам энергии из Университета Эксетера, который не принимал участия в исследовании.

«Мы не увидим, что это нововведение заменит большие турбины, но мы видим, что все большее количество подобных технологий используется для сбора энергии … обеспечения электроэнергией в местах, куда иначе получить электричество довольно сложно.”

На данный момент устройство способно питать 100 светодиодных ламп и датчиков температуры, заявили его производители. Он также имеет эффективность преобразования энергии ветра в 3,23%, что, по их утверждениям, превышает ранее сообщенные показатели по поглощению энергии ветра.

В своей статье, опубликованной в Cell Reports Physical Science, исследователи показывают, что частота колебаний изменяется в зависимости от скорости ветра, воздействующего на устройство, — отметил Кокрейн.

«Но что будет интересно, так это посмотреть, насколько чувствительно выходная энергия связана с этой частотой или скоростью ветра. Нужна ли им определенная частота, чтобы получать от нее энергию? Если он колеблется ниже 24 Гц, может ли он вырабатывать энергию? »

Вдобавок, когда что-то шатается вперед и назад, материалы устают, поэтому интересно посмотреть, как долго эти устройства прослужат, сказал он.

«А как же тогда технология справляется со льдом, дождем, пылью и соленым ветром, дующим с моря? Было бы неплохо увидеть это доказанным, потому что с обычными турбинами это может быть проблемой.”

Между тем его создатели мечтают о грандиозных. Они надеются объединить его с небольшими электронными устройствами, такими как телефоны, чтобы обеспечить устойчивую электроэнергию и, в конечном итоге, сделать устройство конкурентоспособным с традиционными ветряными турбинами, мощность которых сильно зависит от высокой скорости ветра.

Ветряные машины — обзор

15.2 Конфигурации ветряных машин

Было предложено несколько конфигураций ветряных машин, в том числе:

1.

турбины тормозного типа,

2.

подъемные турбины (с вертикальной или горизонтальной осью),

3.

Ветряные установки на эффекте Магнуса,

4.

Вихревые ветряные установки.

Практически все современные ветряные турбины относятся к лифтовому типу, и более 90% из них имеют горизонтально-осевой тип. Эффект Магнуса и вихревые растения никогда не играли серьезной практической роли.

15.2.1 Ветряные турбины тормозного типа

В турбинах тормозного типа ветер оказывает силу в том направлении, в котором он дует, то есть он просто толкает поверхность, как на парусной лодке, плывущей впереди ветра. .Ясно, что поверхность, на которую падает ветер, не может двигаться быстрее, чем сам ветер.

Древний персидский ветряк представлял собой тягач. Рисунок 15.2 представляет собой эскиз такой мельницы, вид сверху. Он состоял из вертикальной оси, к которой крепились горизонтальные радиальные рычаги. Около концов этих рукавов была установлена ​​вертикальная завеса, и это была поверхность, на которую ветер оказывал свою полезную силу. Две стены направляли ветер, заставляя его дуть только с одной стороны устройства, создавая крутящий момент.Обратите внимание, что одна стена образует воронку, в которой собирается собранный ветер.

Рисунок 15.2. Вид сверху на древний персидский ветряк.

Ковшовая ветряная турбина, схематически изображенная на Рисунке 15.3 ( слева, ), представляет собой еще одно устройство тормозного типа с вертикальной осью. Он вращается, потому что выпуклая поверхность обеспечивает меньшее сопротивление ветру, чем вогнутая. Это устройство может быть дешево изготовлено любителями из бочки с маслом, разрезанной вдоль ее вертикальной оси. Работает неэффективно.

Рисунок 15.3. 2-ковшовая ВЭУ, (слева) .Расход воздуха в роторе Савониуса, (справа) .

Улучшить производительность можно, расположив ковши в шахматном порядке, как показано на рис. 15.3, ( справа ), чтобы между ними оставался зазор. Воздух ускоряется при прохождении зазора, уменьшая лобовое сопротивление выпуклого ковша. Затем он продувается с обратной стороны ковша для создания крутящего момента. Этот тип устройства называется ротором Savonius и фактически использует определенную подъемную силу (в дополнение) для перетаскивания.

Турбины Савониуса не могут конкурировать по эффективности с чисто лифтовыми машинами, но их легко построить и найти применение в качестве датчиков в анемометрах и в качестве стартеров для вертикально-осевых подъемных машин.

15.2.2 Лифтовые ветряные турбины

В лифтовых машинах ветер создает силу, перпендикулярную направлению, в котором он дует. Знакомые винтовые ветряки — горизонтально-осевые, подъемные. Все подъемные турбины аналогичны парусникам, плавающим в поперечном направлении.Парусник (или лопасть турбины) может двигаться значительно быстрее, чем сам ветер. На рис. 15.4 показаны такие турбины.

Обратите внимание, что вал с приводом от гребного винта, который передает собранную энергию, находится высоко над уровнем земли. Обычно это требует одного из двух решений: либо электрический генератор размещается на вершине башни рядом с гребным винтом, либо длинный вал с соответствующими шестернями используется для передачи энергии генератору на уровне земли. Первое решение, хотя и требует усиленных опор, является предпочтительным из-за стоимости и трудностей передачи большой механической мощности по длинным валам.Установка генератора на вершине башни увеличивает массу той части системы, которая должна поворачиваться, когда ветер меняет направление.

Некоторые ветряные турбины имеют гребной винт перед генератором, а некоторые — за ним. Было обнаружено, что размещение выше по потоку снижает шум, производимый машиной.

Пропеллерная ветряная турбина, в которой используется наземный генератор, но не используется длинный вал, называется ветровой турбиной всасывающего типа. Он похож на обычную ветряную турбину, но вращающиеся лопасти действуют как центробежный насос.Лопасти полые и имеют перфорацию на конце, так что воздух выталкивается центробежным действием, создавая частичный вакуум около ступицы. Длинная труба соединяет ступицу со вспомогательной турбиной, расположенной на уровне земли. Атакующий воздух приводит в движение эту турбину. Система не кажется достаточно многообещающей, чтобы оправдать дальнейшее развитие.

Одна конфигурация ветряной турбины не только позволяет размещать генератор на земле, но также избавляет от необходимости переориентировать машину каждый раз при изменении направления ветра — это ветряная турбина с вертикальной осью подъема.Конструкция, показанная в центре на рис. 15.4, была предложена МакДоннелл-Дугласом и получила название «Гиромилл». Он мог бы вырабатывать 120 кВт, но никогда не был коммерциализирован.

Одним из очевидных недостатков гиромиля является центробежная сила, которая заставляет крылья изгибаться наружу, оказывая на них значительную нагрузку. Элегантный способ избежать центробежных напряжений — сформировать крылья в форме, принимаемой вращающимся канатом, свободно прикрепленным к верхней и нижней части вращающегося вала.Это приводит к знакомой форме «взбивания яиц» и, конечно же, заставляет крыло работать только при напряжении.

Форма такой вращающейся веревки называется тропоском и очень похожа на цепную цепь . Однако есть разница. Контактная цепь — это «форма, которую принимает совершенно гибкий нерастяжимый шнур с одинаковой плотностью и поперечным сечением, свободно свисающий с двух фиксированных точек». На каждую единицу длины шнура действует одна и та же (гравитационная) сила. В случае тропоскина сила, действующая на каждый участок корда, зависит от расстояния участка от оси вращения.

Крыло с тропосковой оболочкой (правый рисунок на рис. 15.4 был впервые предложен французским инженером по имени Дарье, в честь которого назван этот тип ветряной турбины.

Рис. 15.4. Слева направо: турбина с горизонтальной осью (пропеллер) и две машины с вертикальной осью — «Гиромилль» и Дарье.

15.2.3 Ветровые машины с эффектом Магнуса

Были предложены машины с эффектом Магнуса, но они выглядят бесперспективными. Среди прочего, «кривая» в бейсболе.

Когда питчер бросает кривую, он заставляет мяч вращаться, создавая асимметрию: одна сторона мяча движется быстрее по отношению к воздуху, чем другая, и, следовательно, создает «подъемную силу», которая изменяет траекторию полета мяча. . Аналогичный эффект возникает, когда вертикальный вращающийся цилиндр подвергается воздействию ветра. Результирующая сила, перпендикулярная направлению ветра, использовалась для перемещения парусников и ветряных машин.

15.2.4 Вихревые ветряные машины

Наконец, можно отбирать энергию ветра, заставляя ее входить по касательной через вертикальную щель в вертикальный полый цилиндр.В результате воздух внутри заставляется вращаться, и возникающая центробежная сила вызывает появление радиального градиента давления. Центр этого столба воздуха, находящийся под давлением ниже атмосферного, всасывает наружный воздух через отверстия в нижней части цилиндра. Поступающий воздух приводит в движение турбину, соединенную с генератором. Вращающийся воздух выходит через открытый верх цилиндра, образуя вихрь, постоянно уносимый ветром. Этот тип машины был предложен Груманом.

Устройства, используемые для использования энергии ветра

Энергия ветра — это механическая или электрическая энергия, генерируемая за счет использования энергии ветра.По данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США, одним из первых устройств, использующих энергию ветра, была ветряная мельница, которая использовалась для перекачивания воды и измельчения зерна. Современным эквивалентом ветряной мельницы является турбина, которая, как и ветряная мельница, использует лопасти, похожие на пропеллер, для улавливания ветра. Эти лопасти затем вращают генератор, вырабатывающий электричество. Согласно San Francisco Chronicle, в разработке также находится ряд генераторов, которые будут использоваться для борьбы с высокогорным ветром.

Типы

Согласно Американской ассоциации ветроэнергетики, существует два основных типа ветряных турбин: с вертикальной осью, или типа «взбивания яиц», и с горизонтальной осью, или типа «пропеллер». Некоторые из этих турбин расположены на суше, обычно в районах с сильным ветром, в то время как другие расположены на море, чтобы ловить ветер, дующий через озера и моря. Более новые генераторы вообще не будут находиться на Земле. В настоящее время разрабатываемые генераторы будут напоминать воздушных змеев, ловящих ветер в верхних слоях атмосферы и передающих его на Землю по длинным кабелям.

Характеристики

В турбинах с вертикальной осью используется серия лопастей ротора, которые вращаются по кругу вокруг центральной оси, которая иногда имеет форму взбивания яиц. В турбинах с горизонтальной осью, которые встречаются гораздо чаще, чем в турбинах с вертикальной осью, лопасти расположены в форме пропеллера и установлены на башне, аналогичной конструкции ветряной мельницы. В высотных генераторах, которые работают по тому же общему принципу, что и турбины, роторы поднимаются вверх различными средствами, такими как воздушный шар и вертолет, и используются для улавливания ветра.

Функция

Турбины и генераторы вырабатывают электроэнергию, которая находит широкое применение. Количество произведенной энергии зависит от размера турбины и скорости ветра, проходящего через ротор. Ветровые турбины могут использоваться как автономные приложения, в которых они приводят в действие отдельные здания или устройства, или они могут использоваться в группах, производя электричество, которое может подаваться в сеть и передаваться в другом месте. Остается неизвестным, будут ли высотные турбины использоваться по отдельности или группами.

Преимущества

Преимущества этих устройств в том, что они тихие, возобновляемые и почти не загрязняют окружающую среду. Не потребляя природных ресурсов и не производя опасных отходов, устройства ветроэнергетики представляют собой улучшение с экологической точки зрения по сравнению с технологиями производства энергии, сжигающими ископаемое топливо, использующими ограниченные ресурсы и вызывающими загрязнение.

Потенциал

Электроэнергетические ветроэнергетические устройства являются относительно новыми и имеют потенциал для более широкого использования в будущем по мере роста их популярности и повышения их эффективности.По данным Американской ассоциации ветроэнергетики, энергия ветра может обеспечивать до 20 процентов электроэнергии в США, что значительно больше, чем в настоящее время менее чем на 1 процент.

Энергия ветра | Национальное географическое общество

Все, что движется, обладает кинетической энергией, а ученые и инженеры используют кинетическую энергию ветра для выработки электричества. Энергия ветра, или энергия ветра, создается с помощью ветряной турбины, устройства, которое направляет энергию ветра для выработки электроэнергии.

Ветер обдувает лопатки турбины, прикрепленные к ротору. Затем ротор вращает генератор для выработки электричества. Есть два типа ветряных турбин: ветряные турбины с горизонтальной осью (HAWT) и ветровые турбины с вертикальной осью (VAWT). HAWT — наиболее распространенный тип ветряных турбин. У них обычно есть две или три длинных тонких лопасти, которые похожи на воздушный винт самолета. Лопасти расположены так, что они обращены прямо против ветра. VAWT имеют более короткие и широкие изогнутые лопасти, которые напоминают лопасти, используемые в электрическом миксере.

Небольшие индивидуальные ветряные турбины могут производить 100 киловатт энергии, достаточной для питания дома. Небольшие ветряные турбины также используются в таких местах, как водонасосные станции. Чуть более крупные ветряные турбины расположены на башнях высотой до 80 метров (260 футов) с лопастями ротора, длина которых составляет примерно 40 метров (130 футов). Эти турбины могут генерировать 1,8 мегаватт энергии. Еще более крупные ветряные турбины можно найти на башнях высотой 240 метров (787 футов) с лопастями ротора длиной более 162 метров (531 фут).Эти большие турбины могут генерировать от 4,8 до 9,5 мегаватт энергии.

После выработки электроэнергии ее можно использовать, подключать к электросети или хранить для будущего использования. Министерство энергетики США работает с национальными лабораториями над разработкой и улучшением технологий, таких как батареи и гидроаккумулирующие установки, чтобы их можно было использовать для хранения избыточной энергии ветра. Такие компании, как General Electric, устанавливают батареи вместе со своими ветряными турбинами, чтобы электричество, вырабатываемое за счет энергии ветра, можно было сразу же хранить.

По данным Геологической службы США, в США имеется 57 000 ветряных турбин как на суше, так и на море. Ветровые турбины могут быть автономными конструкциями или они могут быть объединены в так называемую ветряную электростанцию. В то время как одна турбина может генерировать достаточно электроэнергии для удовлетворения потребностей в энергии одного дома, ветряная электростанция может вырабатывать гораздо больше электроэнергии, достаточной для снабжения энергией тысяч домов. Ветряные электростанции обычно располагаются на вершине горы или в другом месте, где ветрено, чтобы использовать преимущества естественного ветра.

Самая большая оффшорная ветряная электростанция в мире называется Walney Extension. Эта ветряная электростанция расположена в Ирландском море примерно в 19 километрах (11 милях) к западу от северо-западного побережья Англии. Расширение Уолни занимает огромную территорию в 149 квадратных километров (56 квадратных миль), что делает ветряную электростанцию ​​больше, чем город Сан-Франциско, Калифорния, или остров Манхэттен в Нью-Йорке. Сеть из 87 ветряных турбин имеет высоту 195 метров (640 футов), что делает эти морские ветряные турбины одними из самых больших ветряных турбин в мире.Walney Extension имеет потенциал для выработки 659 мегаватт электроэнергии, чего достаточно для снабжения электричеством 600 000 домов в Соединенном Королевстве.

Типы ветра — Управление энергетической информации США (EIA)

• Горизонтально-осевые турбины
• Вертикально-осевые турбины

Размеры ветряных турбин сильно различаются. Длина лопастей — самый важный фактор в определении количества электроэнергии, которую может генерировать ветряная турбина.Небольшие ветряные турбины, которые могут привести в действие один дом, могут иметь электрическую мощность 10 киловатт (кВт). Самые большие действующие ветряные турбины имеют электрическую мощность до киловатт (10 мегаватт), а турбины большего размера находятся в стадии разработки. Большие турбины часто группируются вместе для создания ветряных электростанций или ветряных электростанций , которые обеспечивают энергией электрические сети.

Источник: адаптировано из Национального проекта развития энергетического образования (общественное достояние)

Вертикально-осевой ветряк Дарье в Мартиньи, Швейцария

Источник: Лисипп, автор Wikimedia Commons (лицензия свободной документации GNU) (общественное достояние)

Горизонтально-осевые турбины аналогичны винтовым двигателям самолетов

Горизонтальные турбины имеют лопасти, как у воздушных винтов, и обычно имеют три лопасти.Самые большие турбины с горизонтальной осью имеют высоту 20-этажного здания и имеют лопасти длиной более 100 футов. Более высокие турбины с более длинными лопастями производят больше электроэнергии. Почти все используемые в настоящее время ветряные турбины являются турбинами с горизонтальной осью.

Вертикальные турбины похожи на взбиватели яиц

Турбины с вертикальной осью имеют лопасти, которые прикреплены к верхней и нижней части вертикального ротора. Самый распространенный тип турбины с вертикальной осью — ветряк Дарье, названный в честь французского инженера Жоржа Дарье, запатентовавшего эту конструкцию в 1931 году, — выглядит как гигантский двухлопастный взбиватель для яиц.Некоторые версии турбины с вертикальной осью имеют высоту 100 футов и ширину 50 футов. Сегодня используется очень мало ветряных турбин с вертикальной осью, потому что они не работают так же хорошо, как турбины с горизонтальной осью.

Ветряные электростанции или ветряные электростанции производят электроэнергию

Ветряные электростанции — это группы ветряных турбин, которые производят большое количество электроэнергии. Ветряная электростанция обычно имеет много турбин, разбросанных по большой площади. Одна из крупнейших ветряных электростанций США — Центр ветроэнергетики Хорс-Холлоу в Техасе, в котором по состоянию на конец 2019 года было 422 ветряных турбины, расположенных на площади около 47000 акров.Общая электрическая мощность проекта составляет около 735 мегаватт (или 735 000 киловатт).

Горизонтально-осевые ветряки на ветроэлектростанции

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Последнее обновление: 4 декабря 2020 г.

Работают ли переносные ветряные турбины?

Это общий вопрос и горячая тема, которая часто вызывает разногласия, но нам это нравится! Настолько, что у нас есть страница с описанием плюсов и минусов, проверьте это —

Плита на уровне или фундаменте и цоколе; Что лучше?

Но чтобы ответить на ваши вопросы конкретно, я включил ваши вопросы в ответ, чтобы облегчить нам обоим —

1.Стоимость — я знаю, что плита дешевле, но наличие подвала, который мы можем отделать, позволяет меньше занимать площадь с меньшим количеством стен и материала крыши. Есть большая разница в стоимости?

Обычно мы считаем, что стены выше уровня земли являются более доступным вариантом строительства, но нет, это не большая разница. Подвал приведет к гораздо более высоким затратам на выемку грунта, но также бетон является более дорогим конструкционным материалом по сравнению с деревом, поэтому сборка стены выше уровня обычно может обеспечить более высокий уровень производительности при более низких затратах, поскольку вы можете использовать дерево. как структура.Да, вам нужно будет построить большее количество стен выше уровня, но, как уже упоминалось, это может стоить меньше, чем такое же количество стены ниже уровня.

С другой стороны, есть сторонники ICF (изолированные бетонные опалубки), которые выступают в пользу подвалов, включая стены из ICF снизу вверх; Эти строители утверждают, что большой разницы в стоимости нет.

Лично я бы принял решение не столько на стоимости, сколько на нескольких других вопросах, а именно: долговечность, качество жизни и воздействие на окружающую среду.Производство цемента выделяет значительное количество парниковых газов, а песок, который подходит для производства бетона, становится все более дефицитным глобальным ресурсом, где древесина является возобновляемой. Вот почему мы, как организация, любим продвигать более экологичные варианты, и ограничение использования бетона является значительной частью этого, следовательно, нам нравятся плиты.

Что касается прочности — стены подвала не могут высохнуть наружу, поэтому следует проявлять большую осторожность при проектировании и строительстве стен ниже уровня земли.К тому же подтопление подвалов — это всего лишь часть жизни. Мы можем предпринять шаги для смягчения этого с помощью дренажных и отстойных насосов с системами резервного питания от аккумуляторных батарей на случай отключения электроэнергии во время штормов, но невозможно предсказать уровни осадков на долгое время, кроме как сказать, что это выглядит не очень хорошо. Если ваш дом выше уровня земли и не находится в пойме реки, вам никогда не придется беспокоиться о его затоплении.

2. Доступ для механики — я не могу понять, что нужно заделывать водостоки, водопровод, электричество и т. Д. В бетон вместо того, чтобы класть их под пол.Не говоря уже о действующих воздуховодах для ERV. Это обоснованное беспокойство? Что, если есть утечка в канализации, как вы вообще узнаете?

Больше, чем серьезное беспокойство, — это то, что ты оборачиваешься вокруг себя, так что это все относительно. У меня нет проблем с встраиванием инфраструктуры в бетон, но мне было бы трудно осознать идею вырыть яму в земле, чтобы жить в ней, когда я мог бы жить выше уровня. Это больше зависит от того, к чему вы привыкли, например, если вы поедете в Калифорнию, вам будет сложно найти подвал, потому что они строят все свои дома на плитах и ​​не задумываются об этом.И … если дренаж ДЕЙСТВИТЕЛЬНО протекал, и случайная капля упала на землю внизу, нет, вы, вероятно, не знали бы, и вам, вероятно, было бы наплевать.

Причина беспокойства заключается в том, что вы не можете поменять сантехнику в будущем, поэтому вы должны быть уверены, что вас устраивает планировка дома с самого начала. Чтобы слив потек, вам в первую очередь придется его завинтить. Так что наймите лицензированного сантехника и не волнуйтесь. Что касается подвода воды и электрических линий, они должны быть помещены в трубы (рукав), поэтому, если когда-либо возникнет проблема, вы можете вытащить их и заменить.Воздуховоды HRV не должны проходить в плите, они должны проходить только через стены и потолки.

3. А как насчет гибрида — нам не нужен полный подвал, каковы последствия того, что половина площади должна быть перекрыта, а половина — подвалом?

Гибрид можно сделать без проблем, но это увеличило бы стоимость и усложнило бы строительство, поэтому на моем месте я бы не стал этого делать, если только не было очень веской причины из-за строительной местности, на которой должен был сидеть дом.