ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР

Наше предприятие «Орион-мотор» специализируется на инновационных проектах в области систем электропривода, технологии и автоматизации производства (разработка и изготовление).

У нас имеются новые технические решения по линейным и роторным синхронным моторам на постоянных магнитах (прямой привод), по энергосберегающим и регулируемым асинхронным двигателям, а также по координатным системам, электроприводам и оборудованию для различных отраслей промышленности, в том числе для станкостроения, электроники, металлургии и электротранспорта.

Роторные синхронные моторы «Орион» можно применять в качестве электрогенераторов в ветроэнергетике.

ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР

1. Диаметр винта – 12 м, количество лопастей – 6, ширина лопасти – 0,5 м.
2. Конструкция винта подобна вертолетному винту (сплав алюминия) в упрощенном варианте.
3. Винт установлен с постоянным шагом (углом установки лопастей).
4. КПД винта – не менее 0,5, КПД электрогенератора – не менее 0,8.
5. Высота бетонного столба (стандартного, для линий электпропередач) – 10 м (2 м под землей).
6. Высота до оси винта – 8,4 м (минимальное растояние от лопасти до земли – 2,4 м).
7. Номинальная мощность – 2,5 кВт (при средней скорости ветра 5 м/с).
8. Номинальные обороты – 2 об/с (при средней скорости ветра 5 м/с, Ка=20).
9. Максимальная мощность – не менее 10 кВт (при скорости ветра более 10 м/с).
10. В качестве электрогенератора применен роторный синхронный двигатель (без редуктора).
11. У основания столб бетонируется по типу армированного фундамента.
12. Преобразование напряжения и управление генератором осуществляется автоматически.
13. Ориентировочный габарит станции управления – 2000*1000*600 мм (электрошкаф).
14. Назначение ветроэлектрогенератора – электроснабжение фермерских хозяйств, совместная работа
с дизель-электрическими генераторами, с обычной электросетью.

ПАРАМЕТРЫ ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРОВ

1. КПД быстроходных винтов – 0,4…0,5. (Справочные данные из литературы.)
2. Количество лопастей – 3…8. Аэродинамическое качество лопасти ~ 20.
3. В качестве прототипа выбирается вертолетный винт (металлический, упрощенная версия).
4. Можно применять вертолетные винты, отработавшие свой ресурс.
5. Шаг винта устанавливается постоянным (по максимуму полезной мощности).
6. Средняя скорость ветра ~ 5 м/с (в течение года, на равнинной местности).
7. КПД электрогенератора – 0,8…0,9. (Применяется воздушное охлаждение.)
8. В качестве электрогенератора применяются роторные синхронные двигатели.
9. Редуктор между винтом и генератором не требуется, но муфта и тормоз желательны.
10. Средняя удельная мощность по ометаемой поверхности – 20 Вт/м2.
11. Максимальная мощность генератора выбирается в 3…5 раз больше средней мощности.
12. Управление ветроэлектрогенератором – автоматическое, без регулярного обслуживания.

ТИПОРАЗМЕРНЫЙ РЯД ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРОВ

Вариант с винтом диаметром 20 м рассчитан для винта от вертолета МИ-8 (5 лопастей). Этот винт испытан на опытном полигоне (8 ветроэлектрогенераторов и гелиотепличное хозяйство на реке Десна, Украина).

Экономичный вариант технического решения (более дешевый, чем с прямым приводом) по ветроэлектрогенератору можно посмотреть здесь.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЕТРОЭНЕРГЕТИКЕ

Ветроэлектрогенераторы вырабатывают ток, напряжение которого в зависимости от скорости ветра колеблется от 20 до 500 В. Инвертор преобразует его в переменный ток с постоянным напряжением 380 В, который распределяется по объектам полигона, а при избытке даже передается через трансформатор в районную энергосеть. В маловетреную погоду, когда вырабатываемое напряжение недостаточно для нормальной работы инвертора, вырабатываемая энергия используется в теплоэлектронагревателях (ТЭНах),которые вмонтированы в теплоизолированные баки-теплоаккумуляторы. В полное безветрие, когда ветроэнергетические установки бездействуют, снабжение комплекса электроэнергией берет на себя аккумуляторная батарея емкостью 160 А*ч, подключаемая к инвертору вместо ветроэлектрогенераторов (можно использовать также и дизель-электрический генератор). Эффективность системы оказалась очень высокой: 7 гелиотеплиц площадью по 75 м² и 8 ветроустановок обеспечивали даже зимой условия для развития растений, необходимую температуру воздуха и почвы, а также осуществляли круглогодичное тепло- и электроснабжение жилых домов поселка и научно-исследовательских лабораторий.

Известно, что в тридцатых годах прошлого века в Советском Союзе работало примерно 100 тысяч ветродвигателей, а в дореволюционной России насчитывалось 250 тысяч деревянных мельниц. На них размалывали 48 млн. тонн зерна в год. Перед войной на заводе имени Петровского в Херсоне серийно, до 7 тыс. в год, изготавливались ветродвигатели мощностью 2,7 кВт и 11,3 кВт. В то время в сельском хозяйстве, в основном на водоподъеме, их работало уже около 45 тысяч.

В 1958 году в Целиноградской области была построена ветроэлектрическая станция рабочей мощностью 400 кВт (ВЭС-400), состоящая из 12 агрегатов по 42 кВт. В систему входил также резерв на случай безветрия – два дизель-генератора по 200 кВт. ВЭС-400 питала три крупных колхоза в годы освоения целинных земель и выработала 12 млн. кВт*ч электроэнергии. Из них 55% дал ветер, а 45% – дизель-генераторы. Качество электроэнергии оказалось вполне приемлемым.

Ветроэнергетические установки фирмы "Fuhrlander" (Германия) представлены здесь.

В табл. указаны основные характеристики, цены и сроки поставки серийных ветрогенераторов из Китая.

В следующем документе собраны несколько статей по ветроэнергетике, а также даны цены на некоторые модели серийных ветрогенераторов разных фирм.