Виды ветрогенераторов: Основные виды ветрогенераторов и их характеристики

Виды ветрогенераторов

Существуют классификации ветрогенераторов по количеству лопастей, по материалам, из которых они выполнены, по оси вращения и по шагу винта.

По количеству лопастей

Многолопастные ветряки действительно начинают вращаться на меньших скоростях, чем двух- и трёхлопастные, но для выработки электроэнергии требуется важен не сам факт фращения, а выход на нужные обороты. Каждая дополнительная лопасть увеличивает общее сопротивление ветроколеса, а это усложняет выход на рабочие обороты генератора, увеличивая необходимую рабочую скорость ветра. Таким образом многолопастные действительно будут начинать вращаться при меньших скоростях, но они больше применимы, где важен сам факт вращения, то есть для перекачки воды или других подобных действий. При применении же для выработки электроэнергии многолопастных ветряков, они создают лишь видимость работы. Установление же редукторов не рекомендуется, так как, во-первых, усложняет конструкцию ветрогенератора, делает его менее надёжным, и, во-вторых, редуктор будет забирать мощность.

По материалам лопастей

• Жёсткие лопасти ветрогенератора
• Парусные ветрогенераторы

Парусные лопасти действительно стоят значительно меньше жёстких стеклопластиковых и металических, проще в изготовлени. Но это дешивизна может обернуться большими расходами. При диаметре ветроколеса в 3 метра на рабочих оборотах генератора (400-600 оборотов в минуту) конец лопасти движется со скоростями в 500 км/ч. Даже в идеальных условиях это серъёзное испытание, а если учеть что в востухе постоянно есть пыль и песок, то даже для жёстких лопастей требуются ежегодное обслуживание (замена антикорозийной плёнки на концах лопастей). Без обслуживания жёсткая лопасть продолжит работать, чуть потеряв в своих характеристиках. Для парусной же лопасти может потребоваться полная замена не через год, а уже после первых сильных ветров. Поэтому для автономного электроснабжения, где требуется значительная наджность компонентов системы, применение парусных лопастей не рекомендуется.

По рабочей оси вращения

Вертикальные ветрогенераторы действительно учитывают порывы, не требует ориентирования по ветру, но любой вертикальный ветрогенратор обладает рабочей площадью поверхности в два раза меньшей, чем у классического горизонтального ветрогенератора с такой же площадью ветроколеса. Это значит, чтобы получить такую же мощность потребуется ветряк в два раза больший. Кроме того большое количество лопаток, а также часть ветроколеса в каждый момент времени часть ветроколеса движется против ветра. Это значительно увеличивает сопротивление ветроколеса, что увеличивает рабочую скорость ветра. С учётом что для ориентирования горизонтального ветрогенератора достачно флюгера, то вертикальный ветрогенератор для автономного электроснабжения теряет все преимущества.

По шагу винта

• Фиксированый шаг винта
• Изменяемый шаг винта

Изменяемый шаг винта безусловно позволяет увеличить диапазон эффективных скоростей работы. Но внедрение этого механзма неизбежно ведёт к усложнению конструкции лопасти, уменьшению общей надёжности ветрогенратора, утяжелению ветроколеса, а значит будут требоваться дополнительные усиления конструкции. Всё это приводит к удоражанию всей системы, как при покупке, так и при эксплуатации. Поэтому мы выбираем фиксированный шаг лопастей.

плюсы и минусы, производители устройств и необычные конструкции

Возрастающий интерес конструкторов к ветроэнергетике, стремление обеспечить автономность, независимость жилья от поставщиков ресурсов, вызвали появление множества разработок, функционально опережающих традиционные образцы. Обилие конструкций и разновидностей ветряков заставляет рассмотреть их внимательнее.

Основные виды ветрогенераторов

В первую очередь, ветрогенераторы принято разделять на вертикальные и горизонтальные. Эти группы называются так из-за расположения оси вращения крыльчатки. Горизонтальные конструкции напоминают пропеллер или вентилятор, а вертикальные по своему строению близки к карусели. Такое разделение условно, в настоящее время имеются конструкции, сочетающие в себе элементы и той, и другой группы. Есть также отдельные устройства, которые не могут быть причислены к этим категориям.

Горизонтальные конструкции, их особенности, достоинства и недостатки

Горизонтальные устройства имеют более высокую эффективность, поскольку энергия потока усваивается ими намного полнее. Все горизонтальные ветряки созданы практически по одной конструктивной схеме, есть некоторые отличия лишь в строении ротора. К недостаткам этой группы можно отнести необходимость настройки на ветер, которая хоть и производится автоматически, но требует наличия дополнительного шарнирного соединения, обеспечивающего вращение устройства вокруг вертикальной оси.

Кроме того, для горизонтальных устройств важно наличие высокой опоры — мачты, обеспечивающей оптимальный режим контакта с потоками ветра. Специфика работы требует наличия защиты от ураганного ветра, которая при увеличении силы потока отводит ротор от ветра, вследствие чего частота вращения резко падает.

Вертикальные генераторы, особенности, плюсы и минусы

Вертикальные ветрогенераторы менее эффективны вследствие наличия останавливающего воздействия потока ветра на обратные стороны лопастей. Этот недостаток практически единственный. Вертикальные конструкции не нуждаются в наведении на ветер, не требуют установки на высокие мачты, доступны для ремонта, обслуживания или самостоятельного изготовления.

Именно вертикальные конструкции обеспечивают такое разнообразие форм и моделей ротора, созданных профессиональными конструкторами и талантливыми любителями. Рассмотрим некоторые варианты конструкции вертикальных роторов:

Ротор Дарье

Отличается конфигурацией лопастей, которые расположены вертикально и по касательной к окружности вращения. Кроме того, форма лопасти имеет строение как у крыла самолета, поэтому при вращении создается подъемная сила, облегчающая движение и способствующая работе со слабыми потоками ветра.

Ветровая турбина Савониуса

Этот вид имеет две лопасти, установленные напротив друг друга. Форма лопастей напоминает желоб, при воздействии ветрового потока на обратную сторону происходит расщепление струи воздуха, которая частично уходит в сторону, а частично соскальзывает с обратной стороны одной лопасти на рабочую часть второй. Ветрогенератор Савониуса является одной из самых старых разработок, но до сих пор вполне успешно используется как в промышленных, так и в самодельных устройствах.

Выбор вертикального ветрогенератора

Для того, чтобы правильно подобрать конструкцию вертикального ветрогенератора, надо учесть размеры ротора, силу ветра в регионе, потребность в определенном количестве электроэнергии, и сопоставить эти величины. Чем больше ротор, тем он тяжелее и тем труднее ему начинать вращение. Способность начинать вращаться при слабых ветрах присуща не каждому виду вертикальных устройств, поэтому следует для больших ветряков использовать наиболее чувствительные конструкции.

Вариантов выбора много, их параметры мало отличаются друг от друга, но некоторая разница присутствует. Если рассматриваемая конструкция не способна обеспечить желаемое количество энергии, следует отказаться от нее и рассмотреть другой вариант.

Кроме указанных параметров надо помнить, что самодельное устройство во многих случаях выгоднее и надежнее, так как легче ремонтируется и не требует больших расходов, что при выборе может сыграть решающую роль.

Генераторы российского производства

Российские фирмы-производители ветряков пока не могут в полную силу конкурировать с зарубежными изготовителями. При этом, отечественные конструкторы учитывают специфику и потребности российского пользователя. Конструкции российских фирм рассчитаны на потребление в масштабах одного дома, или одной небольшой системы (освещение, водяной насос и т.д.). Такой подход позволяет создавать устройства, доступные по цене и удобные по параметрам.

Приобретение крупных образцов отечественному пользователю не по карману, а удовлетворить потребности одной усадьбы можно одним-двумя небольшими комплексами. Поэтому российские фирмы выпускают более привлекательные модели, что создает для них неплохие перспективы и повышает конкурентоспособность.

Необычные конструкции ветрогенераторов

Среди широкого ряда конструкций ветряков встречаются устройства весьма специфического вида. При этом, они полностью функциональны и выполняют свою работу на достаточно высоком уровне (для опытных или пилотных образцов). Некоторые конструкции совершенно выбиваются из общего ряда и обладают уникальными свойствами, другие намного ближе к традиционным формам. Рассмотрим их поближе:

Устройство на водяных каплях

Из необычных ветрогенераторов этот — самый необычный. Он не похож ни на одну известную конструкцию. Он даже не имеет вращающихся частей. Представляет собой раму, внутри которой расположены горизонтально трубки с водой. На поверхности трубок имеются сопла, из которых выпускаются капли воды, заряженной положительно при помощи электродов, находящихся внутри трубок. При порыве ветра капли попадают на противоположные электроды, изменяя их заряд, что вызывает возникновение электрического тока в системе.

Дизайнерский ветрогенератор revolution air

Этот ветрогенератор создан, по сути, с декоративными целями. Его свойства таковы, что пользоваться им как полноценным устройством вряд ли получится. Для запуска ему нужна скорость потока от 14 м/сек, а при минимальной цене в 2500 евро такие характеристики нельзя рассматривать как нормальные рабочие параметры. Устройство имеет оригинальный внешний вид, хотя, по сути, является переосмысленным в художественном смысле вариантом ветрогенератора ортогонального типа.

Парусный ветряк

Еще одна оригинальная конструкция ветряка, имеющего весьма широкие лопасти. Они изготовлены в виде рам, на которые натягивается плотное полотно, образующее парус. Такая конструкция способствует получению больших лопастей при малом весе.

Имеется также конструкция, где парус создает давление на систему поршней без вращения. Большая площадь позволяет эффективно использовать полученную энергию ветра, но имеется опасность выхода из строя мачты ветряка при сильном порыве. Конструкция практически не шумит, не имеет движущихся частей, что увеличивает срок службы и снижает расходы на обслуживание устройства.

Конструкция Третьякова

Ротор ветрогенератора Третьякова имеет довольно сложную конструкцию, хотя, по сути, он является разновидностью ротора с диффузором. Устройство имеет вертикальный ротор-крыльчатку. Вокруг нее располагается подвижный воздухоприемник со стабилизатором, автоматически устанавливающим конструкцию по ветру. Воздухоприемник имеет также ряд направляющих, организующих поступление потока в нужном направлении.

Воздух, попадая внутрь корпуса, обходит рабочее колесо снизу и направляется к лопаткам. Такой сложный путь потока способствует получению правильного направления струи и отсутствию противодействующего контакта с обратными сторонами лопастей. Ротор способен начинать вращение при ветре от 1,4 м/сек, что очень ценно в условиях нашей страны, не отличающейся сильными и ровными ветрами.

Летающий ветрогенератор-крыло

Идея создания такой конструкции опирается на тот факт, что на высоте потоки ветра более активны и имеют большие скорости. Разработчики используют приспособление, напоминающее гигантский воздушный змей, который поднимается на большую высоту и летает по заранее задуманной траектории, вырабатывая электрический ток. Устройство позволяет отказаться от создания высоких мачт, поднимать ветряк на большие высоты и обеспечивать максимально возможные скорости ветра.

Внимание! Большинство необычных разработок до сих пор не запущено в массовое производство. Причиной этого стали относительно невысокие показатели, которые демонстрируют конструкции, и сложности в осуществлении некоторых операций эксплуатационного характера (например, запуск ветряка-крыла).

Мощные генераторы электроэнергии

Мощные ветрогенераторы используются для выработки электроэнергии в промышленных масштабах. Их создание было необходимостью, вызванной полным отсутствием других возможностей. Созданные большие ветряки имеют большую мощность и действуют в составе ветроэнергетических станций (ВЭС).

В них входят десятки таких ветряков, обеспечивающих суммарную выработку 400-500 мВт энергии, что уже сопоставимо с возможностями ГЭС, хотя и не может перекрыть их. Размеры таких ветряков действительно огромны, размах лопастей турбины «Энеркон» составляет 126 м, а высота от земли до оси ротора — 135 м.

Такие габариты вызвали массу домыслов о вреде для здоровья человека, об опасности для пролетающих птиц и прочих небылицах. Использование этих гигантов дает возможность снабжать энергией целые регионы Германии, Дании и прочих государств, расположенных на побережье Атлантики и Балтики.

Возникающие слухи свидетельствуют лишь о неграмотности населения и не имеют ничего общего с реальной ситуацией. Эксплуатация крупных ветрогенераторов была бы попросту невозможной, если бы они имели какое-либо отрицательное воздействие на природу или человека. Европейские законы на этот счет весьма строги и не допускают исключений.

Рекомендуемые товары

Ветрогенераторы. Устройство и виды. Работа и применение

Электричество сегодня считается чем-то обыденным, ведь оно есть в каждом доме. И никто не задумывается, откуда оно берется. Электричество в основной массе вырабатывается электростанциями, работающими на нефти, природном газе, ядерном топливе или угле. Эти традиционные источники представляют определенную опасность для окружающей среды, вследствие чего все большее внимание уделяется альтернативным видам энергии. К последним можно отнести ветрогенераторы, которым для выработки электричества нужен лишь ветер.

Устройство

Конструктивно ветрогенераторы в большинстве случаев предполагают наличие следующих элементов:

• Лопасти турбины (пропеллер).
• Турбина (вращающаяся часть).
• Электрогенератор.
• Ось электрогенератора.
• Инвертор, преобразующий переменный ток в постоянный, для возможности зарядки батареи.
• Механизм вращения лопастей.
• Механизм вращения турбины.
• Аккумулятор.
• Мачта.
• Контроллер вращения(анемометр).
• Демпфер.
• Датчик ветра и анемоскоп.
• Хвостовик анемоскопа.
• Гондола и ряд других элементов.

В зависимости от вида ветрогенератора конструкция и входящие в него элементы могут разниться. К примеру, промышленные устройства также предусматривают наличие системы молниезащиты, силового шкафа, поворотного механизма, надежного фундамента, системы пожаротушения, системы изменения угла атаки лопасти, телекоммуникационной системы для передачи информации о работе ветрогенератора и так далее.

Принцип действия

Ветрогенератор представляет устройство, преобразующее энергии ветра в электрическую энергию. Прародителями современных видов ветрогенераторов являются ветряные мельницы, которые применялись для получения муки из зерен. И принцип их работы изменился ненамного: лопасти вращают вал, который передает необходимую энергию на другие элементы.

• Ветер вращает лопасти, передавая крутящий момент через редуктор на вал генератора.
• При вращении ротора образуется трехфазный переменный ток.
• Полученный ток направляется на аккумуляторную батарею через контроллер. Аккумуляторы применяют для создания стабильности работы ветрогенератора. Генератор заряжает аккумуляторы при наличии ветра. При его отсутствии всегда можно взять энергию с аккумулятора, чтобы потребитель не прекращал получать электричество.
• С целью защиты от ураганов в ветрогенераторах применяется система с уводом ветроколеса от ветра при помощи складывания хвоста, либо торможения ветроколеса электротормозом.
• Для зарядки аккумуляторов ставится контроллер между ветряком и АКБ. Он отслеживает зарядку АКБ, чтобы не испортить аккумуляторы. При необходимости он может сбрасывать лишнюю энергию на определенный балласт, к примеру, большой резистор или тэны для отопления.
• В аккумуляторах имеется лишь постоянное низкое напряжение рядностью 12/24/48 вольт. Однако потребителю нужно напряжение в 220 вольт, именно поэтому ставится инвертор. Это устройство преобразует постоянное напряжение в переменное, создавая напряжение в 220 вольт. Естественно, что можно обойтись и без инвентора, но придется использовать электрические приборы, специально рассчитанные на низкое напряжение.
• Преобразованный ток направляется потребителю, чтобы питать отопительные батареи, освещение, телевизор и иные устройства.

В промышленных ветряках могут применяться и другие элементы, которые обеспечивают автономную работу устройства.

Типы и виды ветрогенераторов

Классифицировать ветряки можно по материалам, количеству лопастей, шагу винта и оси вращения.

Выделяют два основных типа ветрогенераторов по оси вращения:

1. С горизонтальной осью круглого вращения, то есть крыльчатые.
2. С вертикальной осью вращения, то есть «лопастные» ортогональные, «карусельные».

Горизонтальные классические ветрогенераторы имеют пропеллер (в большинстве случаев трехлопастной), а вертикальные ветряки обладают ветроколесом, которое вращается вертикально.

По количеству лопастей ветряки могут быть:

• Трехлопастные и двухлопастные.
• Многолопастные.

Вращение многолопастных ветряков начинается при слабом ветре, тогда как для двухлопастных и трехлопастных устройств требуется более сильный ветер. Однако каждая
дополнительная лопасть создает дополнительное
сопротивление ветроколеса, вследствие чего достигнуть рабочих оборотов генератора становится сложнее.

По материалам лопастей ветряки могут быть:

• Парусные генераторы.
• Жесткие лопасти ветрогенератора.

Парусные лопасти дешевле и проще в изготовлении, однако, когда необходима стабильная и надежная работа для автономного электроснабжения они не подойдут.

По шагу винта:

• Изменяемый шаг винта.
• Фиксированный шаг винта.

Изменяемый шаг винта дает возможность повысить диапазон эффективных скоростей работы. В то же время данный механизм неизбежно:

• Усложняет конструкции лопасти.
• Снижает общую надежность ветрогенератора.
• Утяжеляет ветроколесо и требует дополнительного усиления конструкции.

Применение

Устройства могут использоваться в различных местах. В большинстве случаев в открытые пространства, где большой потенциал ветров:

• Горы.
• Мелководье.
• Острова.
• Поля.

В то же время ветрогенераторы современных конструкций дают возможность задействовать энергию даже слабых ветров – от 4 м/с. Благодаря им можно решать задачи электроснабжения и энергосбережения объектов любой мощности.

• Стационарные ветряные электростанции в виде альтернативных источников энергии способны полностью обеспечить электрической энергией небольшой производственный объект или жилой дом. В периоды отсутствия ветра необходимый запас электроэнергии будет выбираться из аккумуляторных батарей. Они отлично могут сочетаться с фотоэлектрическими батареями, газовым или дизельным генератором.
• Ветрогенераторы могут использоваться и для экономии при наличии центральной электросети.
• Ветроустановки средней и малой мощности часто используются владельцами фермерских хозяйств и домов, удаленных от централизованных электросетей, в качестве автономного источника.

Достоинства и недостатки

К преимуществам можно отнести:

• Энергия ветра является возобновляемой энергией. Ветер создается бесплатно и постоянно, без ущерба окружающей среде. Энергия ветра доступна в любом месте на планете.
• Энергия ветра является достаточно дешевой.
• Ветряные турбины находятся на мачтах, им требуется минимум места. Благодаря этому их можно устанавливать совместно с иными объектами и строениями.
• Ветрогенераторы в процессе эксплуатации не производят вредных выбросов.
• Энергия ветра в особенности требуется в удаленных местах, куда затруднена доставка электричества иными привычными способами.

К недостаткам можно отнести:

• Сила ветра очень переменчива и непредсказуема, вследствие чего требуется дополнительный буфер для накапливания электроэнергии, либо дублирования источника.
• Высокая начальная стоимость создания и установки ветрогенераторов.
• Ветряные турбины создают шум, который сравним с шумом автомобиля, перемещающегося со скоростью 70 км/ч. Это отпугивает животных и создает определенный дискомфорт для людей.
• Вращающиеся лопасти представляют потенциальную опасность для птиц.

Похожие темы:

Типы ветрогенератов – Новые Системы и Альтернативы

Получать энергию от ветра научились многим раньше, чем были изобретены первые вентиляторы, потребляющие энергию для создания воздушного потока. Собственно, курица родилась вперед яйца.

В наши дни показатели суммарной мощности ветряных электроустановок (ВЭУ) значительно превосходят показатели той же суммарной мощности атомных энергосистем (АЭС).

Определение и принцип работы ветряной электроустановки

Ветроэлектростанция – автономная установка, работа которой направлена на генерацию электричества из кинетической энергии – массы и модуля движения ветра.

В основе работы ветроэлектростанции находится ветрогенератор. Его второе название – ветряк. Ветрогенератор отвечает за преобразование механической энергии в электроэнергию, необходимую для поддержания человеческой жизнедеятельности.

Кинетическая энергия ветра заставляет лопасти ветряной установки вращаться в заданном направлении. Лопасти и воздействуют на генераторный вал, тем самым приводя его во вращательное движение. Так образуется механическая энергия (энергия движения объекта), которая затем поступает в генератор и преобразуется в электричество.

Виды ветрогенераторов (ветряков)

Принцип работы генератора ветряной электростанции мало чем отличается от принципа работы дизель- и бензогенераторов. Устройство преобразует механическую энергию в электричество подобно тому, как генерирует его из бензина и дизельного топлива. Но разновидностей ветрогенераторов существует несколько.

Ветрогенераторы различаются положением ведущего вала ротора, или крыльчатки, относительно земли. То есть, осью вращения. Разберем основные виды генераторов, применяемых в ветряных установках.

Ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения

Такие ветряные установки можно встретить чаще всего. Лопасти в таких установках соединены в одной точке и взаимодействуют с сердечником генератора при помощи специального общего соединения. В горизонтальных ветрогенераторах вал ротора турбины располагается параллельно земле.

Сам ротор при этом может крепиться к башне (опоре ветряной установки) спереди или сзади. Впереди опоры находится наветренный ротор, сзади – подветренный.

Отличия горизонтальных ветрогенераторов могут состоять не только в положении ротора, но также в количестве лопастей. Их может быть одновременно 2, 3 или 4. Чаще всего встречаются ветряные установки с 3 лопастями, реже – с 2 и 4 лопастями.

Ветрогенераторы с 3 лопастями вынуждены вращаться очень быстро, чтобы успеть захватить весь поток кинетической энергии ветра.

Установлено, что 3 лопасти работают эффективнее всего. Хотя сегодня можно встретить монолитные лопастные конструкции в виде дисков. Они отличаются большим количеством объединенных между собой лопастей. Такие ветряные установки вращаются с заниженной скоростью.

Несмотря на то, что ветрякам с 3 лопастями необходимо прикладывать больше усилий и скорости для захвата ветра, а монолитным дискам с множеством лопастей того не требуется, 3-лопастные установки являются наиболее эффективными в плане выработки механической энергии. Секрет в том, что лопасти в большом количестве мешают друг другу.

Тем не менее, горизонтальные ветрогенераторы не самые эффективные, поскольку «ловят» ветер только в определенном направлении.

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения

Такие генераторы отличаются вертикальным расположением вала – вращающей оси ротора турбины, и креплением лопастей, которые располагаются также вертикально земле и имеют опору, к которой крепятся в двух точках – нижней и верхней. Опора соединяется с валом ротора и по мере вращения лопастей под воздействием ветра приводит ротор в движение.

Принцип работы ветрогенератора не зависит от направления вращающейся оси. Но по степени эффективности вертикальные установки являются более мощными. Такие ветрогенераторы улавливают ветер, движущийся в любом направлении и с любой скоростью.

Способы крепления лопастей ветрогенераторов

Лопасти ветряных установок бывают подвижные и неподвижные. Это означает, что подвижные лопасти могут изменять угол крепления. Неподвижные лопасти зафиксированы без возможности изменения угла.

Ветряки с подвижными лопастями более эффективные, так как более точно «подстраиваются» под направление ветра. Тогда как неподвижные лопасти вращаются только в двух направлениях. Но! У подвижных лопастей есть недостаток. Они быстрее всего подвержены поломке, поскольку в их конструкции есть подшипники, которые довольно часто подлежат замене. Тогда как в ветряке с неподвижными лопастями подшипников нет. Поэтому такие установки ломаются значительно реже.

Если у вас возникли вопросы по поводу выбора и покупки генератора для автономной ветряной установки, обратитесь к специалисту, который даст вам грамотную консультацию, нежели искать ответы самостоятельно.

В компании «НСиА» вам дадут исчерпывающие ответы профессионалы высокого уровня. Пожалуйста, обращайтесь к нам.

Удивительные ветрогенераторы – Энергетика и промышленность России – № 21 (353) ноябрь 2018 года – WWW.EPRUSSIA.RU

Газета “Энергетика и промышленность России” | № 21 (353) ноябрь 2018 года

Объединяет их лишь одно: рабочей силой является движение воздушных масс. О некоторых оригинальных агрегатах мы и хотим рассказать в этом материале.

Ветрогенераторы становятся все более популярными. Их используют не только как дополнительный источник электричества, но зачастую и как основной, например, при обустройстве загородного дома. Тому способствует удобство эксплуатации и вполне хороший эстетичный вид ветряков. К тому же это вполне экологичные конструкции, не требующие затрат на природные ресурсы: ветер бесплатен. К тому же нынче промышленность выпускает контроллеры энергии, обеспечивающие работу даже при слабом ветре, собирающие энергию «порциями», и конструкции с автоматически изменяющимся углом атаки лопастей в зависимости от направления и силы ветра.

В настоящее время различают три основных типа конструкции ВЭС: пропеллерные, где вращающийся вал расположен горизонтально относительно направления ветра и с самым высоким КПД, барабанные и карусельные, в которых вал, вращающий лопасти, расположен вертикально и которые монтируется в местах, где направление ветра не имеет большого значения (например, в горах).

Главная проблема – нерегулярность работы поставщика энергии, то есть самого ветра. Ветряные электростанции напрямую зависят от этого фактора, и работа узлов, получающих электроэнергию подобным способом, не может быть непрерывной. Положение усугубляется еще и тем, что сила ветра может служить как на пользу, так и во вред – нарастание силы ветра способно вывести установки из строя.

Достоинства ВЭС – простота конструкции, экономичность и возобновляемость источника энергии. Кроме того – доступность (ветер дует везде) и независимость источника энергии (например, от цен на топливо).

Недостатки – зависимость от ветра, шумность и необходимость использования больших площадей (в случае постройки крупных электростанций).

Кроме того, стартовая стоимость и дальнейшее использование – вполне затратны (необходимы накопители энергии, которые имеют ограниченный срок эксплуатации).

Как и среди производителей, лидер по строительству ВЭС – Германия. Европа вообще переживает бум строительства ветроустановок, их число растет в скандинавских странах и Греции.

В Азии наибольший практический интерес испытывается со стороны Китая. Программа строительства предусматривает обязательный монтаж таких установок при возведении новых зданий.

Это касается, в первую очередь, так называемых «традиционных» ветряков. Но среди всего разнообразия установок есть и оригинальные, не вписывающиеся в обычные представления о них.

Дерево-ветрогенератор

Например, французская группа инженеров создала искусственное дерево, способное генерировать электричество с помощью ветра. Устройство производит энергию даже при небольшом движении воздуха.

Идея пришла автору изобретения Жерому Мишо-Ларивьеру, когда он наблюдал шелест листьев в безветренную погоду. Устройство использует небольшие пластины в форме скрученных листьев, которые преобразуют ветряную энергию в электрическую. Причем независимо от направления движения воздуха. Дополнительное преимущество «дерева» заключается в его полностью бесшумной работе.

На создание 8‑метрового прототипа инженеры потратили три года. Энергогенерирующее «дерево» установлено в коммуне Плюмер-Боду на северо-западе Франции.

Новая установка, Wind Tree, эффективнее обычного ветрогенератора, поскольку вырабатывает энергию даже при скорости ветра всего 4 м / с.

Мишо-Ларивьер надеется, что «дерево» будет использовано для питания уличных фонарей или зарядных станций для электромобилей. В будущем он планирует усовершенствовать установку и подключить ее к энергоэффективным домам. Идеальное электрогенерирующее «дерево», по словам изобретателя, должно иметь листья из натуральных волокон, «корни» в виде геотермального генератора и «кору» с фотоэлементами.

Биоразлагаемые лопасти

Ахиллесова пята быстрорастущей индустрии ветроэнергетики – физические компоненты ветрогенераторов, которые изготавливаются из нефтяных смол и в конечном итоге оказываются на свалках.

Чем больше ветрогенераторов, тем больше выбрасывается использованных лопастей. Чтобы положить конец этой расточительности, исследовательской группе UMass Lowell был выделен грант для решения этой проблемы путем создания биоразлагаемых лопастей.

Для конструирования новых ветрогенераторов они планируют использовать «полимеры на биологической основе», примером которых является растительное масло.

Кроме всего прочего, рассматривается возможность замены нефтяных смол устойчивыми. Ученые надеются найти новый материал, который обладает теми же свойствами, что и ныне используемый.

Одна из трудностей состоит в том, что необходимо проверить, могут ли эти экологичные лопасти выдерживать суровые погодные условия и при этом иметь конкурентоспособные цены.

Использование биоразлагаемых лопастей сделает индустрию еще более «зеленой» за счет сокращения отходов.

Крылья стрекозы

Несколько исследователей из Франции попробовали сделать ветряную турбину еще эффективней за счет изменения ее компонентов. Насекомые, а именно стрекозы, вдохновили их на создание гибких лопастей. Ветровая турбина на сегодняшний день работает только при оптимальных скоростях ветров, но новый био-дизайн может дать способ обойти этот факт.

Исследователи построили прототипы с обычными жесткими лопастями, умеренно гибкими лопастями и очень гибкими лопастями турбины. Последний дизайн оказался слишком гибким, но умеренно гибкие лопасти превосходят жесткие, создавая на целых 35 % больше мощности. Кроме того, они продолжали работать в условиях слабого ветра и не были подвержены повреждениям при сильном ветре.

Теперь ученым предстоит найти оптимальный материал, который не был бы слишком гибким, но и не являлся жестким.

Воздушная ветроэнергетика

Воздушная ветроэнергетика (Airborne Wind Energy, сокращенно AWE) запускает в небеса летающие ветряные электростанции – дирижабли, «воздушные змеи», дроны и прочие летательные аппараты, оснащенные ветряными турбинами или приводящие в действие наземные генераторы с помощью своих «поводков».

Летающие ветрогенераторы не требуют фундаментов и значительных транспортных издержек. При этом они работают с хорошим «коммерческим» ветром – на высотах в несколько сотен метров ветер стабильнее и сильнее. Поэтому коэффициент использования установленной мощности воздушных ветряных электростанций достигает 70 %.

Например, это шотландский ветроэнергетический проект Kite Power Systems, технологии которого обеспечивают выработку энергии с помощью «воздушных змеев», парящих на высоте до 450 м.

А ветроэнергетическая система Airborne Wind Energy System использует для добычи энергии следующую схему. Автономный самолет, привязанный к основанию, летает по восьмерке на высоте от 200 до 450 метров. Когда самолет движется, он тянет тросик, который приводит в действие генератор. Как только трос намотан до установленной длины (~750 м), самолет автоматически опускается на более низкую высоту. Затем он поднимается и повторяет процесс. Самолет взлетает с платформы, летает и приземляется автономно, используя набор сенсоров, которые обеспечивают информацию для безопасного выполнения задачи.

Ветрогенератор закрытого типа

Компания «Оптифлейм Солюшенз», реализующая в рамках «Сколково» проект по созданию нового поколения малых и средних ветрогенераторов закрытого типа, создала предсерийный образец ветроустановки для подготовки к промышленному производству.

Традиционные ветрогенераторы открытого типа обладают высоким уровнем потенциальной опасности и поэтому располагаются преимущественно в нежилых зонах на удалении. Ветрогенераторы закрытого типа, оснащенные турбиной наподобие самолетной, можно размещать в любых местах, например на крышах жилых или коммерческих зданий.

Установочная мощность образца – 1 / 2 кВт. Он протестирован в аэродинамической трубе и в реальных условиях. В дальнейшем планируется создать и более мощные разработки.

Вместо обычного двух- или трехлопастного вентилятора здесь используется осевая турбина самолетного типа. Это повышает КПД и снижает стоимость изготовления, т. к. сами лопатки существенно меньше вентиляторных. Конструкция имеет внешний направляющий аппарат, который дополнительно повышает КПД и служит защитой от птиц, а также имеются внешний и внутренний обтекатели, служащие защитой в случае разрушения лопаток.

В итоге получен ветрогенератор с рекордно низкой стоимостью генерации кВт-часа, который принципиально возможно размещать в жилой зоне, в том числе – на крышах городских домов. Обычный ветряк там ставить невозможно, так как в пределах десяти диаметров от него должно быть свободное пространство.

По сравнению с обычными ветрогенераторами данная конструкция безопасна в рабочем состоянии для обслуживающего персонала и летающих животных. Также оно работает при более низком уровне шума и не является значительной угрозой для безопасности людей и строений в округе. При аварии обычного ветрогенератора массивные лопасти, двигающиеся с большой скоростью, как правило, разрушают всю конструкцию при повреждении одной из них.

Безредукторный ветроагрегат

В проекте безредукторного ветроагрегата энергия вырабатывается «кончиками» лопастей. Здесь отсутствует традиционный вал от пропеллера к генератору, а электричество снимается с обода пропеллера.

Его ротор в форме ферромагнитного обода закреплен на крыльях ветроколеса. По конструкции он прост, легко изготавливается и монтируется. Но размещение постоянных магнитов на концах крыльчатки намного утяжеляет ее, что снижает общий КПД установки. Зато агрегат удобен в эксплуатации, потому что простая конструкция не требует излишнего внимания. Такие ветрогенераторы могут работать везде при любых климатических условиях.

«Водонапорная башня»

Самый фантастический проект представили американцы. С дальнего расстояния этот ветрогенератор похож, скорее, на водонапорную башню. Лишь поблизости можно увидеть медленное вращение лопастей.

Такую гигантскую турбину собирается серийно выпускать компания в Аризоне под руководством инженера Мазура. По его расчетам, она одна должна поставлять столько электроэнергии, что ее хватит для мегаполиса в 750 тысяч домов. В 2007 году инженер поставил себе цель – многократно увеличить КПД ветрогенератора на вертикальной оси и приближался к своей цели все эти годы.

Изобретатель работал в двух направлениях: первое – сделать как можно больший захват лопастями воздушного потока и второе – свести к нулю трение опоры ветролопастей. Огромных размеров вертикальный ротор должен выполнить первую задачу, а вращающаяся турбина на магнитной подушке – вторую.

О второй задаче надо сказать более подробно. Вращение без трения достигается за счет магнитной левитации. Весь вертикальный роторный блок при вращении поднимается на своей оси и совершенно не касается нижнего опорного подшипника. Он установлен только для старта, для разгона турбины. Как только она набирает обороты, становится как бы невесомой и отрывается от подшипника. В результате трение сводится к нулю, если не считать трения самой турбины о воздух.

Гигантская турбина очень чувствительна и реагирует на малейшее дуновение ветерка. Такая способность подниматься во время вращения за счет магнитной левитации давно занимала ученые и изобретательские умы планеты. Это такое явление, при котором любая вещь или предмет, имея вес, отрывается от поверхности и парит в пространстве без всякого применения отталкивающей силы.

В проекте Мазура виден «плавающий» ротор на магнитной подушке, а вместо генератора установлен линейный синхронный двигатель. Ветрогенератор на магнитной подушке множеством лопастей максимально захватывает воздушный поток. По предположению, такая турбина будет вырабатывать электроэнергию по сказочно мизерной цене.

Это, конечно, лишь часть необычных для традиционного взгляда проектов. Некоторые из них, например, относящиеся к воздушной ветроэнергетике, уже успешно используются. Некоторым – еще предстоит найти свое место в истории. Понятно одно – на традиционных ветряках ветроэнергетика вовсе не заканчивается, она, как и любое направление техники, неуклонно продолжает развиваться.

Виды ветрогенераторов (ветряков): горизонтальные, вертикальные, достоинства, характеристики

В настоящее время выпускается несколько основных видов ветрогенераторов:

• вертикальные ветрогенераторы.

  Установки с вертикальной осью вращения, расположенной перпендикулярно направлению потока ветра;

• горизонтальные ветрогенераторы.

  установки с горизонтальной осью вращения, расположенной параллельно или перпендикулярно направлению потока ветра;

• Ветрогенератор, работающий на водяных каплях;
• Ветрогенератор-парус.

Ветрогенератор с горизонтальной осью вращения

Горизонтальные ветроустановки, ось вращения которых перпендикулярна потоку ветра, серийно не производятся, так как считаются малоэффективными. Кроме того, их приходится оснащать специальными системами ориентации.

Достоинства горизонтальных ветрогенераторов перед вертикальными заключаются в большей быстроходности и большей вырабатываемой мощности.

Ветроустановка с вертикальной осью вращения

Вертикальные ветроустановки имеют несколько преимуществ перед горизонтальными.

• Они могут работать при любом направлении метра.
• Им не требуются устройства, определяющие направление ветра.
• У них снижены гироскопические нагрузки на лопасти пропеллера и систему передачи энергии.
• Их можно устанавливать на уровне земли.
• Конструкция гораздо проще.

Если имеется несколько вертикальных ветроустановок, расположенных рядом, то их эффективность повышается: вихревые потоки, образующиеся при вращении лопастей одной установки, создают дополнительный напор ветра для другой.

С горизонтальными установками ситуация обратная: их эффективность может снизиться за счет того, что устройства «отбирают» друг у друга ветер.

Ветрогенератор, работающий на водяных каплях

Кроме стандартных вертикальных и горизонтальных ветроустановок, уже освоенных серийными производителями, сейчас предлагаются и другие виды ветрогенераторов. Например, в Голландии создан прототип ветрогенератора, не имеющего подвижных частей. Считается, что он будет отличаться повышенной надежностью.

Конструкция этого необычного ветрогенератора достаточно проста: внутри металлической рамы параллельно располагаются трубки со специальными соплами и электродами. Из сопел поступают положительно заряженные капли воды, которые ветром сносятся к положительно заряженным электродам, в результате чего заряд возрастает.

Производительность устройства зависит от количества капель, скорости ветра и силы электрического поля. Такая ветроустановка отличается от стандартных моделей полным отсутствием движущихся и/или трущихся деталей. А следовательно – никакого шума, никакой вибрации, никакого износа за счет трения.

Ветрогенератор-парус

Еще один вариант без лопастей – ветроустановка, созданная по принципу паруса. Внешне она похожа на обычный ветрогенератор с горизонтальной осью вращения, только вместо лопастей у нее устройство, напоминающее спутниковую антенну. Это парус, который улавливает ветер. Ветер заставляет парус колебаться, колебания приводят в движение поршни, те включают гидравлическую систему, и таким образом кинетическая энергия преобразуется в электрическую.

Такой ветрогенератор рекламируется как более надежный, долговечный, не требующий особых затрат на обслуживание (разработчики утверждают, что траты снижаются на 45 % по сравнению с обычной ветроустановкой, снабженной лопастями), бесшумный и производительный (КПД больше в 2,3 раза).

Виды ветрогенераторов. Разновидности ветрогенераторов

Типы ветрогенераторов

Ветряки можно различать по:
– количеству лопастей;
– типу материалов лопастей;
– вертикальному или горизонтальному расположению оси установки;
– шаговому варианту лопастей.

По конструкции ветрогенераторы делятся по количеству лопастей, одно, двухлопастные, трехлопастные и многолопастные. Наличие большого числа лопастей позволяет вращать их очень малому ветру.  Конструкцию лопастей можно разделить на жесткую и парусную. Парусные ветряки дешевле других, но нуждаются в частом ремонте.

Один из видов ветрогенераторов – горизонтальный

Ветрогенератор вертикального исполнения начинают вращаться при малом ветре. Им не нужен флюгер. Однако по мощности они уступают ветрякам с горизонтальной осью. Шаг лопастей ветрогенераторов может быть фиксированным или изменяемым. Изменяемый шаг лопастей дает возможность увеличивать скорость вращения. Эти ветряки дороже. Конструкции ветряка с фиксированным шагом надежны и просты.

Вертикальный генератор

Эти ветряки менее затратные в обслуживании, так как устанавливаются на небольшой высоте. Также они имеют меньше движущихся частей, легче в ремонте и производстве. Такой вариант установки нетрудно изготовить своими руками.

Ветрогенератор вертикального исполнения

Конструкция ветрогенератора с оптимальными лопастями и своеобразным ротором дает высокий КПД и не зависит от направления ветра. Ветрогенераторы вертикальной конструкции бесшумные. Вертикальный ветрогенератор имеет несколько типов исполнения.

Ортогональные ветрогенераторы

Ортогональный ветрогенератор

Такие ветряки имеют несколько параллельных лопастей, которые устанавливаются на расстоянии от вертикальной оси. На работу ортогональных ветряков не влияет направление ветра. Устанавливаются они на уровне земли, что облегчает монтаж и эксплуатацию установки.

Ветрогенераторы на основе ротора Савониуса

Ветрогенераторы на основе ротора Савониуса

Лопасти этой установки представляют собой особые полуцилиндры, которые создают высокий крутящий момент. Из недостатков этих ветряков можно выделить большую материалоемкость и не высокую эффективность. Для получения высокого крутящего момента с ротором Савониуса устанавливают еще ротор Дарье.

Ветряки с ротором Дарье

Наряду с ротором Дарье эти установки имеют ряд пар лопастей с оригинальной конструкцией для улучшения аэродинамики. Достоинством этих установок является возможность их монтажа на уровне земли.

Геликоидный ветрогенераторы.

Они представляют собой модификацию ортогональных роторов с особой конфигурацией лопастей, что дает равномерное вращение ротора. За счет снижения нагрузки на элементы ротора срок их службы увеличивается.

Ветрогенераторы на основе ротора Дарье

Многолопастные ветровые установки

Многолопастные ветровые генераторы

Ветряки такого типа представляют собой измененный вариант ортогональных роторов. Лопасти на этих установках устанавливаются в несколько рядов. Направляет ветровой поток на лопасти первый ряд неподвижных лопастей.

Парусный ветрогенератор

Основное достоинство такой установки – это способность работать при небольшом ветре от 0,5 м/с. Парусный ветрогенератор устанавливается в любом месте, на любой высоте.

Парусный ветрогенератор

Из преимуществ можно выделить: маленькую скорость ветра, быструю реакцию на ветер, легкость конструкции, доступность материала, ремонтопригодность, возможность изготовить ветряк своими руками. Недостаток – это возможность поломки при сильном ветре.

Ветрогенератор горизонтальный

Ветрогенератор горизонтальный

Эти установки могут иметь разное число лопастей. Для работы ветрогенератора важно выбрать правильное направление ветра. Эффективность работы установки достигается небольшим углом атаки лопастей и возможности их регулировки. У таких ветрогенераторов небольшие габариты и вес.

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 до 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. Практически все ветряные турбины, используемые в настоящее время, представляют собой турбины 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 – ветряная турбина Дарье, названная 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.

Ветровые 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 ферм 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 ВЭС

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Последнее обновление: 4 декабря 2020 г.

Основные типы ветряных турбин, используемых сегодня

Улавливание естественной энергии Земли с помощью ветра когда-то было абстрактной идеей.Однако в конце концов инженеры смогли сфокусировать идею и воплотить ее в жизнь с помощью инновационных технологий. Во время разработки ветряных турбин было создано множество прототипов, и многие из первых разработанных турбин используются до сих пор, только с более современной техникой. Вот несколько различных ветряных турбин, которые мы привыкли видеть сегодня, а некоторые мы определенно не видим.

Ветряные турбины HAWT

«HAWT» – это ветряные турбины с горизонтальным доступом. Это типы ветряных турбин, которые используются наиболее широко и обычно первыми приходят в голову, когда мы думаем о ветровой энергии.Эти турбины могут иметь две, но чаще три лопасти на вершине башни, достигающей 120 метров в высоту. Лопасти могут иметь длину более 60 м и вырабатывать до 20 МВт энергии.

Ветровые турбины

Это турбины, направленные против ветра. Это означает, что ветер дует прямо в турбину, а не из-за нее. Это наиболее часто используемые ветряные турбины HAWT.

Pro: это более эффективный способ получения энергии от ветра, поскольку он помогает предотвратить попадание ветровой тени из-за башни.

Против: ветровая тень возникает перед башней, когда ветер приближается к ней. Чтобы этого избежать, ротор должен располагаться подальше от башни, что требует больших затрат.

Турбины с обратным ветром

Эти турбины не обращены к ветру, поэтому ветер фактически ударяет по задней части турбины, заставляя ее двигаться.

Pro: ротор можно сделать более гибким. Это означает, что тень от ветра может быть легче уменьшена, и может быть разработана более легкая модель, чтобы снять нагрузку с башни при сильном ветре.

Con: Сила ветра переменная, потому что ветер дует прямо через ветровую тень. Хотя его конструкция позволяет легче уменьшить тень от ветра, в турбинах с нисходящим потоком все же есть значительно больше.

Закрытые турбины

Закрытые турбины, также известные как ветряные турбины с диффузором, имеют лопасти, расположенные в кольцевом профиле, что увеличивает воздушный поток в системе.

Pro: Как пояснили в Open Source Ecology, эта конструкция может увеличить мощность HAWT до 5 раз из-за увеличенного воздушного потока, создаваемого аэродинамическим профилем.Кроме того, уменьшаются турбулентность и шум, поскольку кончики лопастей покрыты аэродинамическим профилем.

Против: это очень дорогие турбины, которые не могут конкурировать с современными высокоскоростными турбинами.

** Ветряные турбины VAWT **

«VAWT» – ветряные турбины с вертикальным доступом. Эти типы ветряных турбин используют энергию ветра в противоположном направлении, чем HAWT. VAWT используются реже, поскольку их вертикальная конструкция не так эффективна или эффективна, как горизонтальная.

Savonius Turbines

Эта ветряная турбина имеет форму буквы «S» и работает так же, как чашечный анемометр. Его изгибы улавливают ветер, который перемещает это хитроумное изобретение по кругу.

Pro: это гораздо меньший по размеру дизайн, что означает, что его можно использовать в качестве «небольшого» возобновляемого источника энергии.

Против: лопасти имеют чрезвычайно низкую скорость вращения и поэтому не могут производить столько электроэнергии, сколько могут другие турбины.

Турбины с откидной панелью

С этой турбиной ветер может дуть с любого направления.Он сконструирован с подвижными панелями, каждая из которых прикреплена к основанию двумя полюсами.

Pro: Ветер может ударить по турбине с любого направления и произвести энергию.

Против: этой турбине не хватает скорости и прочности при сильном ветре.

Darrieus Turbines

Это самая известная из VAWT. Он имеет от двух до трех лопастей в форме буквы «C», улавливающих ветер.

Pro: эта конструкция намного меньше, поэтому она производит меньше шума и занимает гораздо меньше места.

Con: они не запускаются автоматически, поэтому для запуска им требуется дополнительная энергия, а выработка энергии не сравнима с производством энергии HAWT.

Giromill Turbines

Приводится в действие тремя вертикальными аэродинамическими профилями с горизонтальными опорами.

Pro: Эта конструкция чрезвычайно недорогая в изготовлении и хороша в условиях турбулентного ветра.

Con: Помимо низкой стоимости, для сравнения, он не выдерживает производства энергии HAWT.

В целом, конструкции HAWT занимают первое место благодаря высокому производству энергии при минимальных затратах. Хотя VAWT по-прежнему полезны в меньшем масштабе, горизонтальная конструкция – лучший вариант для крупномасштабного производства энергии ветра.

Новые конструкции турбин появляются каждый день. Сейчас есть даже безлопастные турбины, которым нужен только ветер, чтобы перемещаться по конструкции, а не ветер, чтобы циркулировать по конструкции. Они даже начинают проектировать турбины, основываясь на том, как летают птицы, используя природу птичьих крыльев, чтобы научиться лучше использовать энергию ветра, используя меньше материала.

Тот факт, что инженеры нашли способ использовать ветер в наших интересах, уже впечатляет. Тот факт, что ежедневно выходит все больше и больше дизайнов, – это просто бонус. Вскоре наиболее эффективные конструкции станут нормой для производства энергии ветра.

Хотите поддержать американские ветряные фермы? Подпишитесь на получение чистой энергии дома в Arcadia, чтобы совместить использование энергии с чистой энергией ветряных ферм без дополнительных затрат. Уменьшите свое влияние сегодня.

Типы ветряных турбин, их преимущества и недостатки – KOHILO Wind Turbines

Ветряные турбины с горизонтальной осью, также сокращенно HAWT, являются обычным стилем, о котором большинство из нас думает, когда думает о ветряной турбине.HAWT имеет дизайн, похожий на ветряную мельницу, у него есть лопасти, похожие на пропеллер, которые вращаются на горизонтальной оси.

Ветряные турбины с горизонтальной осью имеют вал главного ротора и электрический генератор наверху башни, и они должны быть направлены против ветра. Маленькие турбины указываются простой ветровой лопастью, расположенной под углом к ​​ротору (лопастям), в то время как в больших турбинах обычно используется датчик ветра, соединенный с серводвигателем, чтобы повернуть турбину против ветра. Большинство больших ветряных турбин имеют редуктор, который превращает медленное вращение ротора в более быстрое вращение, которое больше подходит для привода электрического генератора.

Так как башня создает турбулентность позади нее, турбина обычно направлена ​​против ветра от башни. Лопасти ветряных турбин сделаны жесткими, чтобы лопасти не вдавливались в башню сильным ветром. Кроме того, лопасти расположены на значительном расстоянии перед башней и иногда немного наклонены вверх.

Было построено

машин Downwind, несмотря на проблему турбулентности, потому что им не нужен дополнительный механизм для удержания их в зависимости от ветра.Кроме того, при сильном ветре лопасти могут изгибаться, что уменьшает их площадь движения и, следовательно, их сопротивление ветру. Поскольку турбулентность приводит к усталостным отказам, а надежность так важна, большинство HAWT работают с наветренной стороны.

Преимущества HAWT

• Высокое основание башни обеспечивает доступ к более сильному ветру на участках со сдвигом ветра. На некоторых участках сдвига ветра каждые десять метров скорость ветра может увеличиваться на 20%, а выходная мощность – на 34%.
• Высокая эффективность, так как лопасти всегда движутся перпендикулярно ветру, получая мощность на протяжении всего вращения.Напротив, все ветряные турбины с вертикальной осью и большинство предлагаемых конструкций воздушных ветряных турбин включают в себя различные типы возвратно-поступательных движений, требующие, чтобы поверхности аэродинамического профиля отклонялись против ветра в течение части цикла. Обратный ход против ветра ведет к снижению эффективности.

HAWT Недостатки

• Для поддержки тяжелых лопастей, редуктора и генератора требуется массивная конструкция башни.
• Компоненты ветряной турбины с горизонтальной осью (коробка передач, вал ротора и тормозной механизм) поднимаются на место.
• Их высота делает их заметными на больших территориях, нарушая внешний вид ландшафта и иногда создавая сопротивление на местном уровне.
Варианты
• с подветренной стороны страдают от усталости и структурных повреждений, вызванных турбулентностью, когда лопасть проходит через ветровую тень башни (по этой причине большинство HAWT используют противоточную конструкцию, при этом ротор обращен к ветру перед башней).
• HAWT требуют дополнительного механизма управления рысканием, чтобы поворачивать лопасти по направлению ветра.
Для двигателей
• HAWT обычно требуется устройство торможения или рыскания при сильном ветре, чтобы турбина не вращалась, не разрушалась или не повреждала себя.
• Циклические напряжения и вибрация – Когда турбина поворачивается навстречу ветру, вращающиеся лопасти действуют как гироскоп. Когда он вращается, гироскопическая прецессия пытается повернуть турбину в сальто вперед или назад. Для каждой лопасти турбины ветрогенератора сила минимальна, когда лопасть расположена горизонтально, и максимальна, когда лопасть расположена вертикально.Такое циклическое скручивание может быстро привести к усталости и растрескиванию оснований лопастей, ступицы и оси турбин.

Ветровые турбины с вертикальной осью, сокращенно VAWT, имеют вал несущего винта, расположенный вертикально. Основное преимущество такой схемы заключается в том, что ветряную турбину не нужно направлять против ветра. Это преимущество на участках, где направление ветра сильно меняется или бывает турбулентный.

Благодаря вертикальной оси генератор и другие основные компоненты могут быть размещены рядом с землей, поэтому башня не должна поддерживать его, а также упрощает техническое обслуживание.Основным недостатком VAWT является то, что он обычно создает сопротивление при вращении против ветра.

Трудно установить турбины с вертикальной осью на башни, это означает, что они часто устанавливаются ближе к основанию, на котором они опираются, например, к земле или крыше здания. На меньшей высоте скорость ветра ниже, поэтому для турбины данного размера доступно меньше энергии ветра. Воздушный поток вблизи земли и других объектов может создавать турбулентный поток, который может вызвать проблемы с вибрацией, включая шум и износ подшипников, что может увеличить объем технического обслуживания или сократить срок их службы.Однако, когда турбина установлена ​​на крыше, здание обычно перенаправляет ветер через крышу, таким образом удваивая скорость ветра на турбине. Если высота турбинной башни, установленной на крыше, составляет примерно 50% от высоты здания, это близко к оптимуму для максимальной энергии ветра и минимальной турбулентности ветра.

Традиционные преимущества VAWT

• Они могут производить электричество при любом направлении ветра.
• Прочная опорная башня не требуется, поскольку генератор, редуктор и другие компоненты находятся на земле.
• Низкая стоимость производства по сравнению с ветряками с горизонтальной осью.
• Поскольку для повышения эффективности нет необходимости направлять турбину в направлении ветра, нет необходимости в механизме рыскания и тангажа.
• Простая установка по сравнению с другими ветряными турбинами.
• Легко транспортировать из одного места в другое.
• Низкие затраты на обслуживание.
• Возможна установка в городских условиях.
• Низкий риск для людей и птиц, поскольку лезвия движутся с относительно низкой скоростью.
• Они особенно подходят для районов с экстремальными погодными условиями, например, в горах, где они могут снабжать электричеством горные хижины.

Традиционный VAWT Недостатки

• Поскольку одновременно работает только одна лопасть ветряной турбины, эффективность очень низкая по сравнению с HAWTS.
• Для начала им нужен первоначальный толчок; этот начальный толчок, который заставит лопасти начать вращаться самостоятельно, должен быть запущен небольшим двигателем.
• По сравнению с ветряными турбинами с горизонтальной осью, они очень менее эффективны из-за дополнительного сопротивления, создаваемого при вращении их лопастей.
• Они обладают относительно высокой вибрацией, потому что воздушный поток у земли создает турбулентный поток.
• Из-за вибрации увеличивается износ подшипников, что приводит к увеличению затрат на техническое обслуживание.
• Они могут создавать шумовое загрязнение.
• VAWT могут нуждаться в растяжках, чтобы удерживать их (растяжки непрактичны и тяжелы на фермах).

---

% PDF-1.4 % 399 0 объект > endobj xref 399 95 0000000016 00000 н. 0000003302 00000 п. 0000003451 00000 н. 0000004082 00000 н. 0000004585 00000 н. 0000004636 00000 н. 0000004687 00000 н. 0000004764 00000 н. 0000004876 00000 н. 0000005271 00000 н. 0000005752 00000 н. 0000005866 00000 н. 0000009424 00000 н. 0000012816 00000 п. 0000015560 00000 п. 0000018952 00000 п. 0000019366 00000 п. 0000019817 00000 п. 0000020074 00000 н. 0000020413 00000 п. 0000020837 00000 п. 0000021345 00000 п. 0000021442 00000 п. 0000021588 00000 п. 0000024895 00000 п. 0000025031 00000 п. 0000025058 00000 п. 0000025544 00000 п. 0000028549 00000 п. 0000031617 00000 п. 0000032171 00000 п. 0000032723 00000 п. 0000039811 00000 п. 0000042739 00000 п. 0000045933 00000 п. 0000046016 00000 п. 0000046071 00000 п. 0000046134 00000 п. 0000046204 00000 п. 0000046285 00000 п. 0000058626 00000 п. 0000058897 00000 п. 0000059260 00000 п. 0000062859 00000 п. 0000065525 00000 п. 0000080644 00000 п. 0000080719 00000 п. 0000080794 00000 п. 0000080872 00000 п. 0000080947 00000 п. 0000081094 00000 п. 0000081240 00000 п. 0000081336 00000 п. 0000081825 00000 п. 0000082307 00000 п. 0000100978 00000 н. 0000101227 00000 н. 0000101324 00000 п. 0000101470 00000 н. 0000101715 00000 н. 0000101798 00000 н. 0000101853 00000 п. 0000101923 00000 н. 0000102020 00000 н. 0000102128 00000 н. 0000102221 00000 н. 0000102308 00000 н. 0000102479 00000 п. 0000102625 00000 н. 0000102703 00000 п. 0000102778 00000 н. 0000102925 00000 н. 0000103071 00000 н. 0000103100 00000 н. 0000103240 00000 н. 0000103337 00000 н. 0000103483 00000 п. 0000103740 00000 н. 0000103823 00000 н. 0000103878 00000 н. 0000104109 00000 п. 0000104497 00000 н. 0000104860 00000 н. 0000105216 00000 п. 0000105587 00000 п. 0000105688 00000 п. 0000105785 00000 н. 0000105931 00000 н. 0000107584 00000 н. 0000157187 00000 н. 0000182639 00000 н. 0000184829 00000 н. 0000227386 00000 п. 0000003118 00000 п. 0000002242 00000 н. трейлер ] / Назад 1883546 / XRefStm 3118 >> startxref 0 %% EOF 493 0 объект > поток hb“`e`g`g` (gf @

Wind Energy | National Geographic Society

Все, что движется, обладает кинетической энергией, а ученые и инженеры используют кинетическую энергию ветра для выработки электроэнергии.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 ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT). HAWT – наиболее распространенный тип ветряных турбин. Обычно у них есть две или три длинных тонких лопасти, похожие на пропеллер самолета.Лопасти расположены так, чтобы они смотрели 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. Ветряные турбины немного большего размера расположены на башнях высотой до 80 метров (260 футов) и имеют лопасти 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 усовершенствованием 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 Соединенных Штатах имеется 57 000 ветряных турбин как на суше, так и на море. Ветровые турбины могут быть автономными структурами или они могут быть объединены в так называемую ветряную электростанцию. В то время как одна турбина может вырабатывать достаточно электроэнергии для удовлетворения потребностей в энергии одного дома, ветряная электростанция может производить гораздо больше электроэнергии, достаточной для снабжения энергией тысяч домов.Ветряные электростанции обычно располагаются на вершине горы или в других ветреных местах, чтобы использовать преимущества естественных ветров.

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 площадь 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 крупнейших 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 ветряных турбин: объяснение и сравнение 2021

Ветер – возобновляемый источник энергии, возникающий из-за неравномерного нагрева поверхности земли солнцем.Для преобразования энергии ветра в электричество были изобретены устройства, известные как ветряные турбины. Существует много типов ветряных турбин . Турбины безвредны для окружающей среды, поскольку при производстве электроэнергии в окружающую среду не выделяются вредные химические вещества. Ветряные турбины, состоящие из лопастей, подключены к генератору, вырабатывающему электричество, когда его вращает ветер.

Типы ветряных турбин:

Горизонтальная ось и вертикальная ось – это два основных типа турбин.К другим типам ветряных турбин относятся, в частности, ветровые турбины с диффузором, многороторные и коаксиальные.

Типоразмеры ветряной турбины

Ветровые турбины различаются по размеру. Длина лезвия определяет количество вырабатываемой электроэнергии. Один дом может использовать 10 киловатт энергии, вырабатываемой небольшими ветряными турбинами. Самая большая ветряная турбина может генерировать мощность до 10 000 киловатт. Многие турбины объединяются для создания ветряной электростанции или ветряной электростанции для обеспечения энергией электрических сетей.

Ветряные турбины с горизонтальной осью (HAWT)

Что такое ветряные турбины с горизонтальной осью?

Горизонтально-осевой ветряк – наиболее часто используемый тип турбин. Его компоненты включают вал, генератор и лопасти. Лопасти сделаны обращенными к ветру. Ветер ударяет по лопастям, заставляя вал вращаться. Генератор включается шестерней, соединенной с валом, и начинается выработка электроэнергии, которая отправляется в энергосистему.

Основные элементы горизонтальных ветряных турбин

Чтобы повысить эффективность турбины, ветряная турбина имеет несколько ключевых элементов. В гондоле, также известной как головка, есть флюгер, анемометр и контроллер, считывающий скорость и направление ветра. В случае изменения направления ветра двигатель поворачивает гондолу, чтобы лопасти были обращены к ветру. При сильном ветре турбина останавливается, чтобы снизить скорость вала.Тормоз предотвращает повреждение турбин в тяжелых условиях.

Турбины с горизонтальной осью имеют самолеты, похожие на пропеллеры, с тремя лопастями. Самым большим из них является почти 20-этажное здание с лопастями длиной 100 футов. Чем выше турбина, тем больше электроэнергии вырабатывается. Горизонтальный тип используется практически во всех турбинах.

Достоинства и недостатки ветряных турбин с горизонтальной осью

Преимущества

• Лезвия расположены сбоку от центра для обеспечения устойчивости
• Имеет способность закручивать крылья, давая лопастям угол атаки
• Имеет способность наклонять лопасти ротора в случае шторма, тем самым сводя к минимуму возможные повреждения
• Высокая башня обеспечивает легкий доступ при сильных ветрах
• Высокая башня может быть размещена на неровной земле или на море
• Может быть установлен в лесу среди высоких деревьев
• Большинство из них самозапускающиеся

Недостатки

• Трудно работать при наземном ветре
• Трудно транспортировать
• Сложно установить, так как для этого требуются опытные операторы и краны
• Сложно поддерживать
• Близость влияет на радар

Ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT)

Что такое ветряная турбина с вертикальной осью?

В турбине с вертикальной осью вал и лопасть соединены вертикально с землей. Все основные компоненты расположены близко к земле. Ветроустановки вертикального типа расположены у земли, в отличие от горизонтального. Ветряные турбины с вертикальной осью имеют два типа, а именно: подъемные и тормозные. Конструкция подъемника более эффективна, чем конструкция с лопастями или веслами. Турбины с вертикальной осью имеют форму взбивания яиц, а лопасти, прикрепленные вверху и внизу ротора, расположены вертикально.

Ветряная турбина Дарье

Ветряная турбина Дарье – еще один распространенный тип турбин с вертикальной осью, названный в честь французского инженера Жоржа Дарье.Запатентованная им конструкция в 1931 году выглядит как гигантский взбиватель для яиц с двумя лезвиями. Некоторые из используемых версий – это турбины с вертикальной осью 100 и 50 футов. Эти турбины используются редко, потому что горизонтальные работают лучше.

Преимущества и недостатки ветряной турбины с вертикальной осью

Преимущества

• Простота обслуживания
• Низкие транспортные и строительные расходы
• Ненаправленные
• Эффективен на хребтах, вершинах холмов, холмах и перевалах

Недостатки

• Менее эффективный
• Лезвия вращаются по ветру, вызывая сопротивление
• Работа при слабом и более турбулентном ветре
• Имеет низкий пусковой крутящий момент и требует энергии для работы

Другие конструкции ветряных турбин

Ветряк с диффузором

В ветряную турбину с диффузором добавлены диффузоры конической формы для повышения эффективности преобразования энергии ветра в электричество. Диффузор увеличивает скорость; таким образом повышается эффективность. В традиционных голых турбин, лопатки ротора установлены вертикально на верхней части опорного вала или башни. В ветроустановке с диффузором лопасти ротора установлены в диффузоре. Затем он помещается в верхней части башни вала или поддержки. Для увеличения эффективности устройства были внесены дополнительные изменения в диффузор.

Двухлопастный ротор

Практически все современные ветряные турбины используют трехлопастный ротор, но есть специфические с двумя лопастями.GROIWAN представлял собой двухлопастную установку, которая находилась в стадии экспериментов в Kaiser-Wilhelm-Koog в Германии с 1983 по 1987 год. NedWind также производил другие турбины. Двухлопастные турбины использовались ветропарком Eemmeerdijk Wind Park, расположенным в Зеволде, Нидерланды. Производителями двухлопастных турбин была компания Nordic Windpower, которая представила такую ​​модель, как N 100.

Ротор по ветру

Приблизительно все ветряные турбины имеют ротор, расположенный в передней части гондолы, когда дует ветер. В некоторых турбинах ротор расположен за гондолой. Конструкция выгодна, потому что турбины выравниваются по ветру, что снижает стоимость. Недостатком является изменение нагрузки на лопатку по мере ее прохождения за башней, что увеличивает усталостную нагрузку и резонанс в других конструкциях турбины.

Коаксиальный, мультироторный

На приводном валу можно установить более трех роторов. Они объединяются, поскольку ветер проходит через каждый ротор за счет промежутка между углом от направления ветра.Исследование Дугласа Сельсама в 2004 году доказало, что коаксиальный мультиротор производит значительную мощность. Первый был использован в Калифорнии с расстоянием между пропеллерами 12 футов. За счет нового ротора диаметр составил 2,1 метра. Среди прочего, аэрокосмические инженеры из государственного университета Лоуа оптимизировали турбины. Турбина доказала, что мощность увеличена на 10-20% и что она менее эффективна, чем конструкция с противовращением.

Горизонтальная ось встречного вращения

Когда масса ускоряется в одном направлении, это вызывает пропорцию, но в противоположном направлении.Имеет место значительное количество вращающегося воздуха. В одном роторе расходуется слишком много тангенциального воздушного потока. Чтобы сделать его более полезным, добавлен дополнительный ротор для увеличения выработки дополнительной мощности. Еще одним преимуществом противовращения является отсутствие редуктора и автоцентрирования на турбинах.

Турбины в противовращающейся горизонтальной оси расположены на одной стороне, в то время как размещенные установлены спереди под углом, чтобы не задевать задние.Когда лезвие находится на противоположной стороне башни, лезвия сзади должны быть меньше, чем спереди. Это позволяет генератору работать даже в широком диапазоне скоростей. При небольшом числе общих кратных турбины должны вращаться со скоростью 7: 3, чтобы уменьшить вибрацию.

Ветряная турбина Савониуса

Сверху турбина имеет S-образную форму и медленно вращается. Он используется для измельчения зерна, перекачивания воды и других задач. Нет производства электроэнергии из-за медленного вращения ветряной турбины.Турбина имеет крылья, которые установлены вертикально на валу и заземлены на станции.

Ветряные турбины с откидной панелью

Турбина с закрылками, также известная как турбина с обратным клапаном, представляет собой турбину с вертикальной осью, в которой лопасти являются регулируемыми. Когда лопасти соединены, они действуют как парус. Когда ветер дует, закрылки закрываются, не позволяя ветру проходить сквозь парус. Ветер блокируется, в результате чего турбина начинает вращаться.

Ветряная турбина Giromill

Ветряная турбина с жиро-мельницей приводится в действие двумя или тремя крыльями, прикрепленными вертикально к центру с горизонтальной опорой. Он хорошо работает в условиях турбулентного ветра и является доступным вариантом. В этом типе турбины стандартная ветряная мельница с горизонтальной осью не подходит.

какие типы ветряков?

Как мы объясняли в «Вещах, которые вы не знаете о ветряных турбинах», генератор энергии состоит из двух основных частей: ветряной турбины, которая преобразует энергию ветра в механическую энергию, и генератора, используемого для преобразования механической энергии в электрическую.На основе различных структур и технологий, которые они используют, а также различных режимов, в которые они интегрированы, ветряные турбины можно разделить на следующие категории.

Типы горизонтальной и вертикальной оси

Что касается направления главного вала ветряных турбин, их можно разделить на 2 типа. Тип с горизонтальной осью, как следует из названия, имеет вал вращения, параллельный земле. Оснащенный системой Yaw, он может регулировать свое направление в зависимости от ветра. В отличие от этого тип с вертикальной осью имеет вращающийся вал, перпендикулярный земле.Этот тип ветряной турбины упрощен по конструкции и удобен в использовании, поскольку может работать, не обращая внимания на ветер. Между тем, такая конструкция снижает гироскопическую силу ветряных турбин. Обладая такими преимуществами, тип с вертикальной осью стал тенденцией в ветроэнергетике.

Разные номера лезвий

По количеству лопастей ветряные турбины можно разделить на одинарные, двойные, тройные и несколько типов. Количество лопастей определяется многими факторами, включая аэродинамическую эффективность, сложность, стоимость, шум и эстетику.Как правило, в крупномасштабных ветряных турбинах используются двойные или тройные лопасти. Ветряная турбина с меньшим количеством лопастей требует более высокой скорости вращения, чтобы использовать энергию ветра, тем самым создавая больше шума. Между тем, слишком много лезвий будут влиять друг на друга и снижать эффективность работы. В настоящее время на рынке преобладают трехлопастные ветряные турбины, отчасти потому, что они выглядят более стабильными и эстетичными.

Типы против ветра и ветра

В зависимости от направления, в котором ветряная турбина принимает ветер, бывают против ветра и против ветра двух типов. Тип против ветра имеет свою ветряную турбину перед ветряной башней, в то время как ветряная башня против ветра имеет свою ветряную турбину позади нее и принимает ветер с задней стороны лопастей. Обычно турбины против ветра используют устройства регулировки направления, чтобы держать лопасти против ветра, в то время как турбины против ветра не используют устройство направления, потому что оно может автоматически следовать за ветром. Но ветровой поток может возвращаться к турбинам при подветренном типе, вызывая помехи и снижая эффективность. По этой причине более широко используются ветряные турбины противоточного типа.

Генераторы синхронные и индукционные

В свете различных ветроэнергетических генераторов существуют синхронный генератор и индукционный генератор. Синхронные генераторы включают синхронный генератор с постоянными магнитами, магнитное поле которого создается постоянным магнитом; синхронный генератор электрического возбуждения (ЭЭСГ), магнитное поле которого создается постоянным током от роторов. Токи, выдаваемые статорами, выпрямлялись и инвертировались до 50 Гц переменного тока, а затем передавались в электрическую сеть.
Индукционные генераторы также бывают двух типов. Генераторы индуктивности с короткозамкнутым ротором широко используются в мини- и средних ветряных турбинах из-за своей простой конструкции, низкой цены и удобства подключения к электросети. Асинхронный генератор с двойным питанием из обмотки ротора может напрямую передавать мощность в сеть с помощью статора, в то время как ротор, управляемый преобразователями, может передавать активную и реактивную мощность в сеть.

Типы высокого и низкого напряжения

По выходному напряжению бывают ветряные турбины высокого и низкого напряжения.Выходы высоковольтного типа варьируются от 10 до 20 кВт, даже до 40 кВ, которые могут подключаться к электросети напрямую, без использования трансформаторов напряжения. Высокое напряжение, прямой привод и структура постоянного магнитного полюса делают возможной синхронный генератор, который стал многообещающим типом ветряных турбин. С другой стороны, низковольтный тип – наиболее широко используемый в настоящее время ветряк.

Типы с фиксированной и регулируемой скоростью

Мы также можем определить, является ли скорость вращения постоянной, и классифицировать их на генераторы ветряных турбин с фиксированной и регулируемой скоростью.Первый упрощен по конструкции, экономичен по конструкции, удобен в обслуживании и напрямую подключается к электросети. Но уступает по низкой эффективности использования энергии ветра, высокой нагрузке и помехам в электрических сетях. Последний отличается высокой аэродинамической эффективностью, небольшими колебаниями мощности, высокой экономичностью и легкими опорными конструкциями. Но из-за его высокой цены и массового обслуживания он обычно используется в ветряных турбинах большой мощности.

Ветрогенераторы разной номинальной мощности

Кроме того, есть и другие способы классификации ветряных турбин.По номинальной мощности ветряки можно разделить на 4 класса. Микрогенератор рассчитан на мощность менее 10 кВт, мини-генератор – от 10 до 100 кВт, средний генератор – от 100 до 1000 кВт, а большой генератор – более 1000 кВт.

Выше приведены основные классификации ветряных турбин. Различные ветряные турбины применяются в различных средах. С развитием ветроэнергетики мы обязательно станем свидетелями резкого увеличения строительства ветряных турбин. TICO, один из ведущих поставщиков промышленных кранов в Китае, разработал инновационные краны для ветряных турбин для строительства и обслуживания ветряных башен.Мы стремимся предоставить высококачественные краны для ветряных турбин, соответствующие вашим требованиям.

Свяжитесь с нами сейчас!

.