Малые ветрогенераторы для систем отопления

Энергетическая установка, в том числе и работающая на основе ветрогенератора, должна обеспечивать непрерывное, стабилное и качественное снабжение электрической энергией. Потребители хотят получить электроэнергию промышленного качества тогда, когда им необходимо, не зависимо от погодных условий и времени суток. К малым ветрогенераторам относят устройства мощностью до 100 кВт. Такие установки могут работать автономно, без подключения к общей электрической сети. Для обеспечения бесперебойного, надежного и качественного энегрснабжения, малый ветрогненратор снабжают дополнительными устройствами, такими как:

  • инвертор, для преобразования тока, получаемого от ветрогенератора, в ток промышленного качества 220 В, 50 Гц
  • аккумуляторные батареи, используемые в качестве источника бесперебойного питания
  • дизель-генератор, для обеспечения надежного электроснабжения независимо от погодных условий.

В совокупности, эти устройства более чем в 3 раза увеличивают стоимость малого ветрогенератора. Малые ветрогенераторы характеризуются неоптимальным соотношением стоимости и эффективности. Оказывается, что экономически выгодней использовать малые ветрогенераторы для производства тепловой энергии, отопления жилищ и приготовления горячей воды.

В самом деле, постоянный или переменный ток от малого ветрогенератора удобно преобразовать в тепло с помошью термоэлектрических нагревателей. Для работы термоэлектрических нагревателей нет необходимости в электрическом токе промышленного качества. Таким образом отпадает необходимость в использовании инвертора. Нестабильность поступления энергии от малых ветрогенераторов не критична для автономных систем теплоснабжения, поскольку температуру воздуха в помещениях и температуру горячей воды в бойлерах можно поддерживать в широких диапазонах. Таким образом наличие аккумулятров и дизель-генератора также необязательно. Кроме того, отказ от использования инверторов, аккумуляторных батарей и дизель-генератора значительно упрощает автоматику управления малым ветрогенератором, что также снижает его стоимость.

Возведение промышленного ветрогенератора, в случае готовности инфраструктуры и наличия всего необходимого осуществляется сравнительно быстро, в срок до двух недель.

Гораздо дольше осуществляются предварительные работы по определению целесообразности устанвоки ветрогенератора на той или иной территории. Такие работы называются исследованием ветровых полей. Срок проведения таких исследований до двух лет. Исследования ветровых полей проводятся с целью точного определения ветрового потенциала местности. Его важно знать не только для того, чтобы понять, насколько эффективно будет работать ветрогенератор, но и для оценки инвестиционной привлекательности конкретного ветроэнергетического проекта.

Стандартные метеорологические сведения могут использоваться при определении ветрового потенциала конкретной местности, но, в целом, они не пригодны для его точного определения, поскольку метеоролические данные собираются для приземного слоя атвмосферы до 10 м и, как правило, в черте города. Ветрогенераторы устанавливаются на высотах порядка 50 м. На таких высотах скорость ветра заметно выше, а влияние на ветровые потоки наземных построек, деревьев значительно меньше.

Исследования ветровых полей, вместе с мероприятиями по оформлению разрешительной документации и работами по созданию необходимой документации значительно удлинняют срок реализации ветроэнергетических проектов.

Ветряные электростанции строят в местах с высокой средней скоростью ветра — от 4,5 м/с и выше. Анемометры устанавливают на высоте от 30 до 100 метров, и в течение одного или двух лет собирают информацию о скорости и направлении ветра в различное время года. Полученные сведения анализируются с помощью программного обеспечения, сроятся карты ветрового потенциала. На основани полученных результатов делается вывод о целесообразности реализации ветроэнергетических проектов и оценивается срок окупаемости инвестиций.

Во многих странах карты ветров для ветроэнергетической промышленности создаются при поддержке государственных структур. Например, Министерство развития совместно с Министерством природных ресурсов Канады реализовали проект по созданию Атласа ветров Канады и компьютерной модели Wind Energy Simulation Toolkit (WEST), которая позволяет планировать установку ветрогенераторов в любой местности Канады. ООН в рамках Программы развития развивающихся стран была инициировала создание карта ветров для 19 развивающихся стран.

Для строительства ветроэлектростанций на суше выбирают удаленные возвышенные районы. Часто промышленные ветрогенераторы устанавливаются в горах. Морские ветроэлектростанции сооружают в прибрежных районах морей и океанов или на участках морского шельфа с небольшой глубиной. Успешно реализованы проекты сооружения плавающих ветроэлектростанций.

В ходе эксплуатации промышленных ветрогенераторов возникают следующие проблемы:

  • неправильное устройства фундамента;
  • обледенение лопастей;
  • обледенение метеорологического оборудования;
  • удары молний;
  • отключение в связи с резким порывами ветра, шквалами;
  • пожары из-за конструктивных особенностей ветрогенератора;
  • нестабильность работы ветрогенератора из-за непостоянства напряжения в системах передачи энергии;
  • инфразвуковой шум, производимый вращающимися лопастями ротора;
  • опасность для перелетных птиц.

Фундамент ветрогенерирующей установки обеспечивает устойчивость ветрогенератора при юбых погодных условиях и при любых скоростях ветровых потоков. Ошибки в расчете фундамента, его некачественная конструкция, а также ошибки в проектировании дренирующей системы может привести к опрокидыванию ветроустановки из-за сильного порыва ветра, в случае урагана или шторма.

Большое количество ветроэлектростанций установлены в арктических районах или районах с холодным климатом. Такие ветрогенераторы находятся под угрозой обледениния лопастей и частей генератора. В случае обледенения лопастей, значительно увеличивается масса ротора ветрогенератора, изменяется его аэродинамический профиль, а это на порядок снижает эффективность работы ветрогенерирующей установки. Для таких ветрогенераторов необходимо осуществлять антиобледенительные мероприятия. Лопасти таких ветрогенераторов должны быть изготовлены из морозостойких материалов. Жидкости, используемые в ветрогенераторе не должны замерзать.

Обледенение метеорологического оборудования ветрогенератора исказит показания измерений скоростей и направления ветра, что ухудшит управляемость ветрогенератора, снизит его эффективность.

Для ветрогенераторов, как и для других высотных сооружжений актуальны вопросы молниезащиты. Попдание молний может вызвать пожар повреждение электронной автоматики ветроустановки, систем управления ветрогенератором. На всех современных промышленных ветрогенераторах устанавливаются системы молниезащиты.

В случае резких порывов ветра ветрогенераторы могут отключится, лопасти ротора при этом поворачиваются во флюгерное положение. После стабилизации воздушных потоков необходимо некотоое время на включение ветрогенератора и вывод его на рабочий режим. Это негативно сказывается на эффективности ветроэлектростанции в целом. Современные промышленные ветрогенераторы осуществяют этот процесс в автоматическом режиме, либо по командам дистанционного упрвления.

Пожары на современных ветроустановках редки. Они могут возникнуть по причине трения вращающихся частей, утечки смазочных или гидравлических жидкостей, обрыва электрических кабелей, неправильной работы электрооборудования. Поскольку ветроэлектростанции, как правило, находятся в отдаленных местах, а сами ветрогенераторы размещаются на большой высоте, пожары ветроэнергетических установок тушить очень тяжело. Все современные промышленные ветрогенераторы оборудуются системами пожаротушения. В большинстве промышленных ветрогенераторах установлены электрические генраторы асинхронного типа, их работа зависит от постоянства напряжения в линиях электропередач..

Вращающиеся лопасти роторо ветрогенератора могу производить инфразвуковой шум. Это шум может распространятся на многие десятки километров и является вредным для здровья людей. Улучшенный аэродинамический профиль лопастей ветрогенератора позволяет решить эту проблему почти полностью.

Вращающиеся лопасти ротора ветрогенератора представляют опасность для перелетных птиц. Во многих странах работа ветроустановок прекращается в период их миграции.

{social}

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *