Ветрогенератор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Ветер раскручивает ротор. Добытое электричество подаётся через контроллер на аккумуляторы. Инвертор преобразовывает напряжение на контактах аккумулятора в пригодное для использования

Ветрогенератор — устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую. 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. Получается самая настоящая 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.

Содержание

1 Строение малой ветряной установки
2 Строение промышленной ветряной установки
3 Типы ветрогенераторов
4 Проблемы эксплуатации промышленных ветрогенераторов
5 Перспективные разработки
6 См. также
7 Производители ветрогенераторов для частного использования
8 Производители промышленных ветрогенераторов

[править] Строение малой ветряной установки

1. Ротор, лопасти, ветротурбина
2. Мачта
3. Контроллер заряда батарей
4. Аккумуляторы
5. Инвертор (12v -> 220v)
6. Сеть

[править] Строение промышленной ветряной установки

Башня с фундаментом
Гондола
Лопасти
Электрический генератор
Трансмиссия
Тормозная система
Система пожаротушения
Система слежения за направлением и скоростью ветра
Телекоммуникационная система для передачи данных о работе ветрогенератора
Система молниезащиты

[править] Типы ветрогенераторов

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

Индустрия домашних ветрогенераторов 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 9 м/с. Если местность не ветреная, ветрогенератор можно дополнить фотоэлектрическими элементами, или дизель-генератором. Источники будут замечательно друг друга дополнять.

[править] Проблемы эксплуатации промышленных ветрогенераторов

Промышленный ветрогенератор строится на подготовленной площадке за 7-10 дней. Получение разрешений регулирующих органов на строительство ветряной фермы может занимать год и более.

Для строительства необходима дорога до строительной площадки, тяжелая подъёмная техника с выносом стрелы более 50 метров, так как гондолы устанавливаются на высоте около 50 метров.

В ходе эксплуатации промышленных ветрогенераторов возникают различные проблемы:

Неправильное устройство фундамента. Если фундамент башни неправильно рассчитан, или неправильно устроен дренаж фундамента, башня от сильного порыва ветра может упасть;
Обледенение лопастей и других частей генератора. Обледенение способно увеличить массу лопастей, и снизить эффективность работы ветрогенератора. Для эксплуатации в арктических областях части ветрогенератора должны быть изготовлены из специальных морозостойких материалов. Жидкости, используемые в генераторе не должны замерзать. Может замёрзнуть оборудование, замеряющее скорость ветра. В этом случае эффективность ветрогенератора может серьёзно снизиться. Из-за обледенения приборы могут показывать низкую скорость ветра, и ротор останется неподвижным;
Удары молний. Удары молний могут привести к пожару. На современных ветрогенераторах устанавливаются молниеотводящие системы;
Пожары. Пожар может возникнуть из-за трения вращающихся частей внутри гондолы, утечки масла из гидравлических систем, обрыва кабелей и т.д. Пожары ветрогенераторов редки, но их трудно тушить, из-за отдалённости ветряных электростанций, и большой высоты на которой происходит пожар. На современных ветрогенераторах устанавливаются системы пожаротушения.

[править] Перспективные разработки

Департамент Энергетики США (DoE) финансирует разработки и испытания ветрогенераторов мощностью 5 МВт. - 8 МВт. как для наземного использования, так и для оффшорного.

Норвежская компания Hydro разработала плавающие ветрогенераторы для оффшорных ферм большой глубины. Hydro планирует запустить демонстрационную версию мощностью 3 МВт. в 2007 году. Компания планирует в будущем довести мощность турбины до 5 МВт., а диаметр ротора до 120 метров. Аналогичные разработки ведутся в США.

Компания Magenn разработала аппарат легче воздуха с установленным на нём ветрогенератором. Аппарат поднимается на высоту 120-300 метров. Нет необходимости строить башню, и занимать землю. Аппарат работает в диапазоне скоростей ветра от 1 м/с до 28 м/с. Аппарат может перемещаться в ветряные регионы, или быстро устанавливаться в местах катастроф.