Тепло и энергия для Вас

Одним из перспективных направлений развития возобновляемой энергетики является ветроэнергетика. Современные ветрогенераторы малой и средней мощности способны эффективно работать в районах со среднегодовой скоростью ветра не более 3,5 м/с. С их помощью можно не только поставлять электроэнергию в бытовую сеть, но и решать другие задачи энергоснабжения. Поэтому сейчас ветрогенераторы становятся очень популярными среди владельцев домов, удаленных от электросетей централизованного электроснабжения. Однако даже если вы подключены к сети централизованного электроснабжения, использование энергии ветра для ваших нужд тоже позволит существенно сэкономить средства семейного бюджета и будет полезно природе.

Для небольшого загородного дома при наличии среднегодовой скорости ветра более 4 м/с достаточно ветроустановки (ВЭС) мощностью:

• Около 500 Вт для покрытия базовых потребностей в электроэнергии — освещение, телевизор, связь, радио, другая маломощная нагузка.
• От 1,5 до 4 кВт для практически полного электроснабжения потребителей в типовом загородном доме, включая стиральную машину, холодильник, компьютеры и т.п. В периоды сильного и продолжительного ветра излишки вырабатываемой электроэнергии могут использоваться для отопления помещений.

Преимущества использования энергии ветра

• Полное отсутствие как сырья, так и отходов
• Сокращение потребления невозобновляемых ресурсов
• Существенная экономия средств на топливо и электричество
• Автономность и стабильность электроснабжения
• Современная «ветряная мельница» станет настоящим украшением вашего участка

Существуют два основных типа ветротурбин: с вертикальной осью вращения и с горизонтальной. 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 ветра 8 м/с.

Если местность не ветреная, ветрогенератор можно дополнить

фотоэлектрическими элементами или дизель-генератором, а ветрогенераторы с вертикальными осями могут быть дополнены более меньшими ветрогенераторами (например, турбина Дарье может быть дополнена ротором Савониуса. И при этом одно другому не мешает — источники будут замечательно друг друга дополнять).

К малой ветроэнергетике относятся установки мощностью менее 100 кВт. Установки мощностью менее 1 кВт относятся к микро-ветряной энергетике. Они применяются на яхтах, с/х фермах для водоснабжения и т. д. Малые ветрогенераторы могут работать автономно, то есть без подключения к общей электрической сети.

Продукция—Ветрогенераторы:

---

Внимание! Все цены на ветрогенераторы указаны ТОЛЬКО на основное оборудование: Генератор+ Лопасти+ Контролер+ Инвертор+ Растяжки+ Мачта, НО для работы ветрогенератора необходимы АКБ, которые приобретаются как дополнительное оборудование по отдельной цене (см. прайс на АКБ Фиамм в разделе Прайсы)

---

Поделиться ссылкой на страницу:

Ветрогенераторы

Центр материаловедения разрабатывает, проектирует, изготавливает,  поставляет и устанавливает ветрогенераторы и ветрогенераторные энергетические установки (ВЭУ)  торговой марки ДОМ — комплексные автономные системы обеспечения энергоснабжением — ветрогенераторы разных мощностей по индивидуальным заказам.

Ветрогенераторы ДОМ WG предназначены для обеспечения бесперебойным источником электрической энергии небольших и больших объектов, таких как – особняки, коттеджи, загородные дома, отели, дачные участки, пасеки, туристические лагеря, фермерские хозяйства, производственные цеха или там, где отсутствует подача электроэнергии.

Ветроэнергетические установки (ВЭУ) торговой марки ДОМ -комплексные автономные системы обеспечения энергоснабжением — ветрогенераторы разных мощностей

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) на яхте	Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) на яхте	Автономные источники питания (ветрогенератор и солнечная батарея ) на яхте	Комплексная автономная энергетическая система, включающая ветрогенератор и солнечную батарею

Одного ветрогенератора вполне достаточно для автономного функционирования придорожного магазина, небольшого отеля, ресторана, кафе. Но ветрогенераторы или ветрогенераторная установка в комплексе с солнечным коллектором для геолиосистемы горячего водоснабжения полностью обеспечат вашу энергетическую независимость, бесшумные ветрогенераторы создатут современный комфорт и нормальные энергетические условия функционирования объекта.
Вы можете заказать у нас ветрогенераторы разной мощности, полную систему ВЭУ ветро энергетической установки и даже систему: ветрогенераторы с системой горячего водоснабжения на солнечных коллекторах.Ветрогенераторы ДОМ WG предназначены для обеспечения бесперебойным источником электрической энергии для коттеджей, загородных домов, отелей, дачных  участков, пасек, туристических лагерей, фермерских хозяйств, мест, где отсутствует поставка электроэнергии. Надежные

Ветрогенераторы — это простой способ получить электроэнергию в таком количестве и тогда, когда нужно Вам. Комплексное решение запросов заказчика по ветрогенератору или ветрогенераторной энергетической установки: поставка, проектирование, установка, сервисное обслуживание.

Ветрогенератор ( ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ ) — устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую. Ветрогенераторы ДОМ WG предназначены для обеспечения безперебойным источником электрической энергии для коттеджей, загородных домов, отелей, дачних участков, пасек, туристических лагерей, фермерских хозяйств, мест, где отсутствует подача электроенергии.
Ветрогенераторы можно разделить на две категории: промышленные и домашние (для частного использования). Промышленные устанавливаются государством или крупными энергетическими корпорациями. Как правило, их объединяют в сети, в результате получается

ветряная электростанция. Её основное отличие от традиционных (тепловых, атомных) — полное отсутствие как сырья, так и отходов. Единственное важное требование для ВЭС — высокий среднегодовой уровень ветра. Мощность современных ветрогенераторов достигает 6 МВт.

Строение малой ветряной установки

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

Строение промышленной ветряной установки

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

Типы ветрогенераторов

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

В Украине индустрия  ветрогенераторов для дома активно развивается. Уже сейчас за вполне умеренные деньги можно приобрести ветряную установку и на долгие годы обеспечить энергонезависимость своему загородному дому. Обычно для обеспечения электроэнергией небольшого дома вполне достаточно установки номинальной мощностью 1 кВт при скорости ветра 9 м/с. Если местность не ветреная,

ветрогенератор можно дополнить фотоэлектрическими элементами или дизель-генератором. Источники будут замечательно друг друга дополнять.

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

 

 

 

  Ветрогенератор WG-1000

Детальная характеристика ветрогенератора WG-1000 номинальной мощности 1000 Вт
Ветрогенератор	Номинальная мощность  (Вт) 1000 Напряжение (В) 48 Диаметр ротора (м) 2. 9 Стартовая скорость ветра (м/с) 2 Номинальная скорость ветра (м/с) 9 Максимально допустимая скорость (м/с) 35 Торможение лопастей ветрогенератора (защита от ветра) механика Номинальное количество оборотов (об/мин) 400 Материал ветрогенератора алюминий Материал лопастей ветрогенератора стекловолокно Количество лопастей 3
График зависимости мощности ветрогенератора (вт) от скорости ветра (м/с)	График зависимости среднемесячной  мощности ветрогенератора (вт) от среднегодовой скорости ветра (м/с)

 

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

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

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

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

Ветрогенераторы WG-2000 Детальные характеристики ветрогенератора WG-2000 номинальной мощности 2000 Вт
Ветрогенератор от ДОМ тм	Номинальная мощность (Вт) 2000 Напряжение (В) 120 Диаметр ротора (м) 3.3 Стартовая скорость ветра (м/с) 2 Номинальная скорость ветра (м/с) 9 Максимально допустимая скорость ветра (м/с) 35 Торможение лопастей ветрогенератора ( защита от ветра) механика Номинальное количество оборотов (об/мин) 300 Материал ветрогенератора алюминий Материал лопастей ветрогенератора стекловолокно Количество лопастей 3
График зависимости мощности ветрогенератора (вт) от скорости ветра (м/с)	График зависимости среднемесячной  мощности ветрогенератора (вт) от среднегодовой скорости ветра (м/с)

 

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

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

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

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

Ветрогенератор WG-5000 Детальные характеристики ветрогенератора WG-5000 номинальной мощности 5000 Вт
Ветрогенератор	Номинальная мощность (Вт)  5000 Напряжение (В) 240 Диаметр ротора (м) 5.8 Стартовая скорость ветра (м/с) 2 Номинальная скорость ветра (м/с) 12 Максимально допустимая скорость (м/с) 60 Торможение лопастей ветрогенератора (защита от ветра) автоматика Номинальное количество оборотов (об/мин) 200 Материал ветрогенератора алюминий Материал лопастей ветрогенератора стекловолокно Количество лопастей 3
График зависимости мощности ветрогенератора (вт) от скорости ветра (м/с)	График зависимости среднемесячной  мощности ветрогенератора (вт) от среднегодовой скорости ветра (м/с)

 

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

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

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

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

Три «профессиональных» мифа о ветроэнергетике / +1

Ветряная электростанция в Китае
Фото: eniday.com

Обсуждение интеграции вариабельных возобновляемых источников энергии в электросети часто сопровождается мифами и дезинформацией. Этим грешат не только неопытные блогеры, но и профессиональные участники рынка, с высоты своего авторитета потчующие публику ложными сведениями. Об этом пишут авторы из Международного энергетического агентства (МЭА) в работе «Интеграция солнечной и ветровой генерации в энергосети», опубликованной в 2017 году.

В этой статье мы разберем три «профессиональных» заблуждения по поводу ВЭС.

МИФ № 1. Сети не способны справляться с вариабельностью и непредсказуемостью ветровой энергии. Выработка ветрогенераторов может упасть до нуля за секунды. Возмущения в сети могут вызвать отключение установок, что приведет к каскадному отказу ВЭС и коллапсу системы.

Электросетевое хозяйство проектируется таким образом, чтобы надежно управлять изменчивыми нагрузками, включая сбои генерирующих объектов, систем передачи и подстанций. Спрос на электричество колеблется всегда. В энергосистемах уже действуют механизмы, позволяющие справиться с изменчивостью.

При малых объемах стохастической генерации на базе ветра и солнца колебания выработки теряются в «шуме» естественной флуктуации спроса.

По мере добавления в систему новых электростанций на базе вариабельных возобновляемых источников энергии (ВИЭ) краткосрочные колебания выработки установок «компенсируют» друг друга. Переменчивость становится менее выраженной, и серьезные изменения в объемах генерации теперь происходят в масштабах часов, но не минут или секунд.

Ветряки возле Палм-Спрингс (Калифорния, США)
Фото: scientificamerican. com

Еще в 2008 году было подсчитано, что 15 тыс. МВт ВЭС, распределенных по территории Техаса, привносят в систему лишь 6,5 МВт «добавочной вариабельности» (0,04%) каждую минуту и 328 МВт (2,2%) по часовой временной шкале.

Даже единичная турбина самой простой конструкции обладает инерцией и не останавливается сразу. С увеличением числа установок, распределенных по большой территории, снижение выработки происходит долго и плавно.

Современные ветрогенераторы обладают защитой от отключения в случаях неустойчивых повреждений или возмущений в энергосистеме, регулируют напряжение и реактивную мощность станции, обеспечивают инерционный отклик при существенных отклонениях частоты, снижают скорость изменения нагрузки (ramp rate) и так далее.

Национальная лаборатория возобновляемой энергии США по итогам масштабного исследования 2014 года пришла к выводу, что ветровые турбины пригодны для первичного регулирования частоты и автоматического управления мощностью: «Динамические исследования энергосистемы показывают, что ветровая энергетика может в целом повысить надежность при обеспечении ПРЧ и синтетического инерционного контроля».

Ветровая электростанция у берегов Нидерландов
Фото: erneuerbareenergien.de

МИФ № 2. Работа объектов ветровой генерации приводит к излишней цикличности в функционировании ТЭС, а это значительно повышает стоимость тепловой генерации и увеличивает выбросы CO2.

Действительно, дополнительная изменчивость выработки, привносимая в систему ветровыми электростанциями, как правило, заставляет традиционную генерацию увеличивать количество циклов снижения/увеличения нагрузки. В то же время в масштабе системы связанные с этим дополнительные затраты незначительны и компенсируются экономией топлива. При этом «лишние» выбросы многократно перекрываются снижением эмиссии парниковых газов в результате замещения тепловой генерации выработкой на базе ВИЭ.

Еще по теме: Почему глобальные корпорации инвестируют «чистую» энергию

Все это давно, многократно и основательно подсчитано. Согласно модели NREL, для случая 33%-ной доли ветра и солнца, выбросы CO2 сокращаются на 29–34%, и влияние цикличности на эту цифру несущественно. Эмиссия диоксида серы снижается на 14–24%, при компенсации за счет увеличения числа циклов на 2–5%.

МИФ № 3. Ветроэнергетика подразумевает высокие системные затраты, поскольку требует резервирования и хранения энергии.

Пожалуй, это любимая сказка наших экспертов. Вновь и вновь приходится повторять, что резервируются не отдельные объекты, а система в целом. Она должна быть способной в любой момент времени выдать необходимые электроэнергию и мощность. То есть 1 МВт резерва для 1 МВт ветровой электростанции — миф.

В Германии почти трехкратный рост установленной мощности СЭС и ВЭС за период 2008–2014 годов сопровождался не ростом, а снижением балансирующего резерва.

В какой-то момент интеграция вариабельных ВИЭ требует увеличения гибкости энергосистемы. Однако накопители — это не единственный инструмент для повышения маневренности. Диспетчерируемые генераторы, включая ТЭС и ГАЭС, постоянно управляют колебаниями на стороне спроса. Также существует множество других средств обеспечения гибкости, в том числе управление спросом или торговля с другими энергосистемами. «Таким образом, накопители электроэнергии являются лишь одним из пакетов решений — и до сих пор в большинстве стран с долей вариабельных ВИЭ более 20% он не был представлен широко», — заключает Международное энергетическое агентство.

В исследовании МЭА за 2014 год «Сила трансформации: ветер, солнце и экономика гибких энергетических систем» показано, что даже «крупные доли вариабельной возобновляемой энергии (до 45% ежегодно) могут быть интегрированы без существенного увеличения расходов в энергосистеме в долгосрочной перспективе».

Плавучая ветровая электростанция у Род-Айленда (США)
Фото: hightech.fm

Мифы появляются из-за незнания и страха перед неизведанным. Когда 35 лет назад Дания начинала развивать ветроэнергетику, скептики говорили: при достижении 5%-ной доли ВЭС национальная энергосистема пойдет вразнос. Но сегодня она входит в тройку мировых лидеров по надежности (индекс SAIDI), хотя доля ветроэнергетики в выработке находится на уровне 40%.

Автор

Владимир Сидорович, к. э. н., директор информационно-аналитического центра «Новая энергетика»

Мнение автора может не совпадать с мнением редакции

Утилизация лопастей турбин: ахиллесова пята ветроэнергетики

Одни называют ветряные турбины потрясающим элементом экологически чистых технологий. Другие же считают их слишком шумными, чересчур громоздкими или опасными для биоразнообразия. Но одно можно сказать наверняка. Ветроэнергетика сталкивается с трудностями в Европе. Одна из насущных проблем – проблема с лопастями турбин, их трудно утилизировать.

Борьба с ветряными мельницами

Жители города Лунас на юге Франции требуют демонтировать 7 турбин ветряной электростанции Бернаг. Они годами борются за это, судебное разбирательство все еще продолжается.

Марион — представитель «Коллектива 34-12». В начале июня она призвала жителей митинговать у входа на ветряную электростанцию «Бернаг» после того, как застройщик выиграл апелляцию в суде против демонтажа спорных ветряных турбин.

В ближайшее время в Европе будет демонтировано огромное количество ветряных турбин, но жалобы местного населения тут не при чем.

Ветряные турбины первого поколения устаревают, и их необходимо заменить более современными и эффективными. Этот процесс, называемый обновлением мощности, начался разными темпами по всей Европе. То, что мы увидели на одном из производственных объектов в Генте.

В связи с обновлением мощности к 2030 году в Европе, возможно, придется вывести из эксплуатации до 5700 ветряных турбин. Сегодня утилизировать можно почти все, что есть в ветрогенераторе, до 90%. Проблема в лопастях. Они сделаны из композитных материалов, предназначенных для длительного использования, а не для вторичной переработки.

Длина одной ветряной лопасти составляет около 40 метров, она весит семь тонн и составляет те 10% ветряной турбины, которые трудно утилизировать. Эти 10% вызвали споры во всем мире относительно устойчивости этой возобновляемой энергии.

Так что же происходит с лопастями сегодня? Большинство из них используются повторно. Например, эта отправится на Украину. Но количество выведенных из эксплуатации лопастей через пять-десять лет будет настолько большим, что придется менять всю систему.

Сегодня те лопасти, которые не используются повторно или не сжигаются, в идеале для регенерации энергии, оказываются на свалке. Этот снимок был сделан в США и стал символом одной из темных сторон возобновляемых источников энергии во всем мире.

Только четыре страны Европы запретили подобные «кладбища турбин»: Германия, Австрия, Нидерланды и Финляндия. Голос европейской ветроэнергетики призвал к 2025 году ввести общеевропейский запрет на такие свалки.

Сделать ветряные лопасти 100% перерабатываемыми

Сегодня вы можете по пальцам одной руки пересчитать количество предприятий, способных утилизировать ветряные лопасти в Европе. Технологии еще не достаточно развиты и недоступны в промышленных масштабах. Испанский стартап получает лопасти из Франции, Португалии и Северной Африки. Они уверяют, что в скором времени смогут перерабатывать 1500 лопастей ежегодно.

Отрасль ветроэнергетики считает, что призыв к запрету свалок во всем Евросоюзе ускорит расширение масштабов технологий рециркуляции, но также ускорит рост спроса на переработанные материалы.

Усилия направлены на повышение устойчивости по всей цепочке создания стоимости от проектирования до производства. Как это делает датский ветроэнергетический гигант Vestas. Конечная цель — сделать лопасть на 100% пригодной для вторичной переработки.

Помогут рыбки

Отрасль движется к увеличению производства, эффективности и циркуляции. Что, если мы сделаем шаг назад и спросим себя, сколько энергии нам действительно нужно будет производить в ближайшем будущем и как? Как раз этим вопросом задается Парижская лаборатория энергий завтрашнего дня. И ответы стали поступать от этих рыбок.

В таком случае сокращение количества отходов могло бы стать главным индикатором для нахождения лучшего баланса между окружающей средой, потребностями людей, технологиями и экономикой.

Обзор современных топологий силовой части ветрогенераторов большой мощности

Крыльцов Сергей Борисович¹, Пудкова Тамара Валерьевна^1
1Санкт-Петербургский горный университет, аспирант кафедры общей электротехники

Kryltcov Sergei Borisovich¹, Pudkova Tamara Valerevna^1
1St. Petersburg Mining University, graduate student of the Department of General Electrical Engineering

Библиографическая ссылка на статью:
Крыльцов С.Б., Пудкова Т.В. Обзор современных топологий силовой части ветрогенераторов большой мощности // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 12 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2016/12/75301 (дата обращения: 20.10.2021).

В настоящее время в мире можно отметить заметный рост доли возобновляемых источников энергии в общей генерации электроэнергии, что объясняется государственными программами и субсидиями для производителей установок генерации электроэнергии и операторов сетей, направленными на улучшение экологической обстановки в регионах [5]. Производство энергии с помощью ветроэнергетических установок (ВЭУ) является одним из ключевых направлений возобновляемой энергетики. Вместе с ростом общей мощности ветрогенераторов[3], можно также отметить тенденцию к увеличению мощности отдельных установок. Так, например, максимальная мощность ветрогенераторов увеличилась за последние 5 лет с 3 до 10 МВт[4].

Одной из особенностей ВЭУ является их переменная загруженность по мощности, имеющая кубическую зависимость от скорости набегающего потока воздуха. При низких скоростях ветра наличие свободного запаса по току силового преобразователя в составе ВЭУ позволяет использовать его для повышения качества напряжения распределительной сети ветропарка, что уменьшает номинальную мощность, а соответственно и стоимость компенсирующих устройств, использующихся для обеспечения требуемых показателей качества по факторам несимметрии, высших гармоник, провалов и колебаний напряжения сети ветропарка [6].

Так как эффективность и способность ВЭУ обеспечивать качество напряжения сети ветропарка напрямую зависит от топологии её силовой части, актуальной задачей является анализ современных топологий и конструктивных особенностей мощных ветроэнергетических установок.

Общее строение и принцип работы ветрогенератора

Существует два основных типа ВЭУ – с горизонтальной и вертикальной осью вращения ротора[2]. КПД ВЭУ с вертикальной осью существенно ниже, чем обусловлено их практически полное отсутствие на рынке ВЭУ мультимегаваттного уровня. Поэтому в работе рассматриваются только ВЭУ с горизонтальной осью вращения ротора.

Рисунок 1. Механические и силовые составляющие ветрогенератора с горизонтальной осью вращения ротора[7].

Наиболее распространённые топологии ВЭУ с горизонтальной осью вращения имеют сходное конструктивное исполнение, представленное на рисунке 1. Процесс генерации электрической энергии, отдаваемой ВЭУ в сеть, проходит через несколько стадий. В первую очередь с помощью лопастей из набегающей воздушной массы извлекается кинетическая энергия и преобразуется к механической энергии на валу ротора ВЭУ, при этом эффективность преобразования зависит от площади соприкосновения воздушной массы и лопасти. Механические и силовые компоненты ВЭУ рассчитаны на генерацию и передачу в сеть определённой мощности, превышение которой может привести к аварийным режимам работы ВЭУ, раннему износу оборудования и негативному влиянию на сеть, поэтому при больших скоростях ветра генерируемая мощность должна быть ограничена.

Здесь следует выделить два способа ограничения максимальной мощности ветрогенератора:

1) Первый заключается в изменении угла поворота лопастей, для чего лопасти крепятся к ротору ВЭУ с помощью сервоприводов, поворачивающих лопасти, таким образом уменьшая их площадь соприкосновения с набегающим воздушным потоком.

2) Второй способ заключается в производстве лопастей особой формы, которая при увеличении скорости вращения приводит к уменьшению КПД преобразования кинетической энергии, содержащейся в воздушной массе в механическуюмощность, передаваемую ротору. Производство таких лопастей для мощных ветрогенераторов сопряжено с трудностями, таким образом основным способом ограничения максимальной механической мощности, производимой ВЭУ является поворот лопастей. Таким образом почти все ветрогенераторы большой мощности имеют сервоприводы на роторе для поворота лопастей.

Кроме того, для достижения наибольшей эффективности при небольших скоростях ветра люлька вектрогенератора должна быть направлена таким образом, чтобы площадь обдувания лопастей была максимальной. Для этого в башне ВЭУ также устанавливают электропривод, поворачивающий люльку противоположно набегающему воздушному потоку.

Механическая часть ветрогенератора представляет собой два вала ротора – низкоскоростной с креплением на нём лопастей и высокоскоростной ротор генератора. Согласование передачи механического момента между валами достигается с помощью установки трансмиссии.

Силовая часть ВЭУ представляет собой систему, осуществляющую соединение генератора с сетью, и является основным существенным отличием, позволяющим выделитьотдельные структуры реализацииВЭУ.

Ветрогенераторы с неуправляемойскоростью вращения ротора

Первыми мощными ветрогенераторами, получившими широкое распространение, были ветрогенераторы без силового преобразователя. Структура данной топологии представлена на рисунке 2. Данная топология является наиболее дешёвой и простой в реализации. В качестве генератора обычно используется асинхронный генератор с короткозамкнутым ротором (АГКР), статор которого подключается напрямую к обмоткам понижающего трансформатора. При таком подключении АГКР при запуске может потреблять ток, превышающий номинальный в 5–7 раз. Для ограничения пусковых токов перед обмотками статора АГКР обычно устанавливают устройство плавного пуска. Кроме того, статор АГКР постоянно потребляет из сети реактивную мощность, которая может достигать 30% от номинальной мощности. Для компенсации реактивной мощности параллельно статору также обычно устанавливают батареи конденсаторов.

Рисунок 2. Структура ВЭУ без силового преобразователя.

Наиболее существенным недостатком данной топологии является отсутствие возможности управления скоростью вращения ротора. Наибольшая мощность, извлекаемая ветрогенератором из воздушной массы, достигается при определённом соотношении между скоростью вращения ротора и скоростью набегающего на лопасти воздушного потока. Отсутствие возможности регулировать скорость вращения существенно уменьшает КПД преобразования энергии в ВЭУ, поэтому несмотря на простоту и низкую стоимость производства ВЭУ такой топологии, их эффективность крайне низка. Кроме того, скорость вращения ротора у рассматриваемой топологии связана с частотой напряжения сети, а, следовательно, резкое изменение скорости ветра приводит к существенным колебаниям выходной мощности, генерируемой ВЭУ, а также увеличивает нагрузку как на механические, так и силовые составляющие ВЭУ.

• Наиболее простая и недорогая в реализации топология
  

• Низкая эффективность из-за неполного извлечения мощности
  

• Высокие нагрузки на электрические и механические компоненты
  

• Требует устройства плавного пуска и батареи конденсаторов
  

Ветрогенераторы с преобразователем напряжения в цепи статора

Серьёзный скачок в развитии мощных полупроводниковых ключей в 1980-х гг. привёл к повсеместному распространению силовых инверторов напряжения. Несмотря на то, что основной областью их применения стал частотно-регулируемый электропривод, данная тенденция коснулась и ветроэнергетики. Подключение генераторов в составе ВЭУ к сети через AC-ACпреобразователи позволило построить новую топологию, устраняющую основные недостатки ВЭУ с неуправляемой скоростью вращения ротора.

Рисунок 3. Структура ВЭУ с силовым преобразователем в контуре статора.

Структура топологии ВЭУ с силовым преобразователем представлена на рисунке 3. В соответствии с данной топологией генератор может быть выполнен как в виде асинхронного, так и синхронного генератора. Широкое применение нашла конструкция на основе синхронного генератора с постоянными магнитами (СГПМ), которая при относительно высокой стоимости изготовления генератора обеспечивает высокую энергоэффективность и наименьшие затраты на обслуживание генератора. Кроме того, среди прочих конструкций генераторов, СГПМ достаточно просто сконструировать с большим числом пар полюсов, что позволяет исключить трансмиссию. Статор генератора в данной топологии подключается к сети через силовой преобразователь (СП), представляющий собой два инвертора напряжения, чаще всего выполненные на IGBT-модулях, соединённые общим звеном постоянного тока (ЗПТ). Инвертор со стороны генератора позволяет управлять частотой и амплитудой напряжения на статоре, что в свою очередь позволяет управлять скоростью вращения ротора, достигая наибольшей энергоэффективности ВЭУ [1]. ЗПТ в свою очередь не только разделяет частоты напряжения сети и статора, но и служит фильтром, сглаживающим пульсации генерируемой мощности, которые связаны с резкими изменениями скорости ветра.

Недостатком данной топологии является относительно высокая стоимость силовых преобразователей необходимой мощности, а также дополнительные потери на переключение силовых ключей в их составе.

Таким образом, основные особенности топологии ВЭУ с силовым преобразователем в контуре статора:

• Управление скоростью вращения ротора, что обеспечивает наибольший КПД преобразования кинетической энергии воздушного потока в механическую энергию на валу ротора
  

• Наличие ЗПТ позволяет уменьшить нагрузку на электрические и механические компоненты ВЭУ
  

• Раздельное управление активной и реактивной мощностью на стороне сети
  

• КПД преобразования зависит от потерь на переключение ключей в составе преобразователя
  

Ветрогенераторы на основе машины двойного питания

Топология ВЭУ на основе машин двойного питания (МДП) появилась относительно недавно как альтернатива ВЭУ с силовым преобразователем в цепи статора. Структура ВЭУ с МДП представлена на рисунке 4. В рассматриваемой топологии в качестве генератора используется асинхронный генератор с фазным ротором, статор которого подключен напрямую к зажимам трёхобмоточного понижающего трансформатора. Ротор МДП через контактные кольца соединён с AC-AC преобразователем, сетевой инвертор которого также подключается к трёхобмоточному трансформатору.

Рисунок 4. Структура ВЭУ с машиной двойного питания.

Наличие силового преобразователя в контуре ротора позволяет ВЭУ с МДП достигать динамических характеристик аналогичных ВЭУ с силовым преобразователем в контуре статора, при поддержании в цепи ротора лишь 25-30% от номинальной мощности, чем и обусловлено ключевое преимущество рассматриваемой топологии – уменьшение стоимости ВЭУ, габаритов силовой части и снижение тепловых потерь, потерь на переключение и намагничивание за счёт уменьшения мощности силового преобразователя.

Основным недостатком данной топологии является наличие контактных колец, что существенно увеличивает затраты на обслуживание такого типа генераторов.

Основные характеристики рассматриваемой топологии:

• Снижение стоимости и габаритов силового преобразователя.
  

• Низкие тепловые потери, потери на намагничивание и коммутацию.
  

• Динамические характеристики как у ВЭУ с силовым преобразователем в цепи статора.
  

• Высокие затраты на обслуживание из-за контактных колец.
  

Выводы

В работе рассмотрены топологии силовой части ВЭУ, получившие наиболее широкое распространение в генерирующих установках большой мощности – до нескольких мегаватт. Производство и эксплуатация ВЭУ с нерегулируемой скоростью вращения ротора наименее оправдано в связи с их низкой эффективностью. ВЭУ с силовым преобразователем в цепи статора и ВЭУ на основе машины двойного питания являются основными топологиями для производства мощных генерирующих установок, выбор между которыми обусловлен балансом между изначальной стоимостью производства генерирующей установки и затратами на её обслуживание.

Библиографический список

1. Никишин А.Ю., Казаков В.П. Современные ветроэнергетические установки на базе асинхронных машин // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 6. [Электронный ресурс], URL: http://www.scienceeducation.ru/ru/article/view?id=7937 (Дата обращения: 30.11.2016).
2. Ветрогенераторы: классификация и типы, конструкция и схема работы: //Альтернативная энергетика. [Электронный ресурс], URL: http://batsol.ru/vetrogeneratory-klassifikaciya-i-tipy-konstrukciya-i-sxema-raboty.html (Дата обращения 28.11.2016).
3. European Wind Energy Association. The economics of wind energy. EWEA; 2009.
4. Patel, S. IEA: Wind Power Could Supply 18% of World’s Power by 2050. Retrieved from POWER: // Power generation news and jobs in coal, gas, nuclear, renewables: 2013, January 12. [Электронный ресурс], URL: http://www.powermag.com/iea-wind-power-could-supply-18-of-worlds-power-by-2050/ (Дата обращения 29.11.2016)
5. Renewable Energy Directive. 2012. December 17. [Электронный ресурс], URL: http://ec.europa.eu/clima/policies/transport/fuel/docs/com_2012_595_en.pdf (Дата обращения 29.11.2016)
6. Sergei Kryltcov. Doubly fed wind turbine performance in variable grid conditions. Master’s Thesis, 2014.
7. Wind Turbine Parts: //The Solar Guide: [Электронный ресурс], URL: http://www.thesolarguide.com/wind-power/turbine-parts.aspx (Дата обращения 30.11.2016)

---

Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Tamara Gromova»

Производство ветрогенераторов (ветряков) в России

Серийное производство ветрогенераторов, превышающее 50 штук в месяц, в России и странах СНГ на сегодняшний момент так и не налажено в виду отсутствия на них массового спроса, и лишь несколько производителей в нашей стране осуществляют производство ветряков.

Компания ЭнерджиВинд одна из первых в 2003 году начала

производство ветряных электростанций собственной разработки

Это позволило занять выгодную конкурирующую позицию наряду с зарубежными производителями. Мы стали первым в России производством современных моделей тихоходных ветрогенераторов ручной сборки мощностью от 1 до 10 кВт.

В 2005 году цех экспериментального производства стал разрабатывать собственную радиоэлектронную составляющую ветроэлектростанций. На протяжении всего года проводились эксперименты, в которых проводилось разработка, тестирование и улучшение собственного контроллера. Далее мы стали сами разрабатывать и другие технологические продукты. Всё это позволило сократить расходы в 2-3 раза как на производство, так и на конечную стоимость ветрогенераторов. И сейчас мы предлагаем ветрогенераторы по стоимости в 2 раза дешевле, чем наши зарубежные конкуренты из развитых стран.

К 2007 году мы хорошо изучили направления потребительского спроса и смогли сформировать «базовые» комплекты оборудования с возможностью их модификации под каждого, конкретного потребителя. Данные варианты представлены в разделе «Ветрянные решения».

С 2009 года и по настоящее время наши клиенты имеют возможность приобрести ветрогенераторы российского производства, имеющие следующие преимущества в сравнении с импортируемыми аналогами:

• значительно ниже по стоимости;
• высокое качество комплектующих, в отличие от китайских;
• выполнение гарантийных обязательств перед потребителем;
• способны обеспечивать потребителей электроэнергией даже в период безветрия за счет питания от аккумуляторов;
• ручная сборка.

Ветрогенераторы производства России пользуются достаточным успехом, поскольку ввиду отсутствия электромагнитных и инфразвуковых колебаний не вызывают чувство дискомфорта у людей, при достаточно длительном сроке эксплуатации не нуждаются в сервисном обслуживании и способны работать в любых климатических условиях.

Несмотря на большое количество альтернативных источников энергии, существующих в России и в том числе предлагаемых нами производство ветрогенераторов с тех самых – давних времён остаётся сердцем нашей компании. Постепенно наша компания «обросла» внушительным «панцирем» из отделов продаж, логистики, закупок и прочих структурных подразделений, связанных с её ростом многие из которых, выделились в отдельные и дочерние компании и с 2010 года мы превратились в группу компаний… но «сердце» осталось всё то же — это собственное производство, состоящее из нескольких десятков высококвалифицированных профессионалов. Все наши специалисты имеют многолетний опыт по тем производственным процессам, за которые отвечают. 

В отличие от китайских предприятий, на которых производство ветряных электростанций осуществляется тысячными тиражами, наши ветряки выпускаются в ограниченном количестве, следовательно, качество выполнения каждой станции – на высшем уровне.

В 2011 году нашими клиентами по ветроустановкам уже стали известные государственные и частные компании страны:

• крупнейший Российский оператор сотовой связи О.А.О. «МТС»
• «Гидрометцентр России».

Выбор таких гигантов российского рынка являлся лучшим уже на тот момент доказательством нашего профессионализма и опыта, накопленного за годы работы нашего предприятия.

С 2014 года мы объединили коммерческие и инженерные усилия наших компаний с Московским заводом по производству инверторов и силовой электроники.

Это позволило значительно расширить предлагаемый нашими компаниями ассортимент продукции. Мы успешно вошли на такие рынки как Солнечные электростанции и системы бесперебойного питания.

К 2018 году наша группа компаний заняла лидирующие позиции на многих рынках, но настоящей гордостью для нас является даже не тот факт что мы это сделали преимущественно с продукцией собственного и отечественного производства…

А тот факт что не смотря на все кризисы и обстановку в стране в предыдущие годы мы сумели не только сохранить, но и приумножить главное для нас, наши «корни» – производство ветрогенераторов… то самое «сердце» теперь уже общее для группы наших компаний.

Наши установки из далеких 2000-x:

Ветрогенераторы: вопросы и ответы — Энергетика и промышленность России — № 09 (101) май 2008 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 09 (101) май 2008 года

Ветрогенераторы – это генераторы электрической энергии, работающие под действием энергии ветра. Сегодня ветрогенераторы – высокотехнологичные изделия мощностью от 5 кВт до 4500 кВт единичной мощности. Ветрогенераторы современных конструкций позволяют экономически эффективно использовать энергию даже самых слабых ветров – от 4 метров в секунду. С помощью ветрогенераторов можно не только поставлять электроэнергию в централизованные сети, но и решать задачи электроснабжения локальных объектов.

Как работает ветрогенератор?

Набегающие потоки ветра на высоте башни ветрогенератора – от 40 до 100 метров – вращают лопасти ветрогенератора. Энергия вращения передается по валу ротора на мультипликатор, который, в свою очередь, вращает асинхронный или синхронный электрический генератор. Широко распространены конструкции ветрогенераторов, не имеющих мультипликатора, что существенно увеличивает их производительность.

При изменении направления ветра сенсоры на башне ветрогенератора подают команду, и механизм ориентации поворачивает башню ветрогенератора по ветру.

Стабилизация вращения ветроколеса ветрогенератора достигается различными методами, один из которых – поворот лопастей или их фрагментов вокруг своей оси под углом к направлению ветра.

Ветрогенераторы могут работать как по одиночке (единичный комплекс), так и группами (ветропарк). Часто один или несколько ветрогенераторов работают параллельно с дизель-генераторами в качестве средства экономии расходов на дизельное топливо.

Что дает ветрогенератор?

Ветрогенератор мощностью 800 кВт при среднегодовой скорости ветра 6 м/с произведет за год 1500000 кВт-часов электроэнергии, при среднегодовой скорости ветра 5 м/с – 1100000 кВт-часов электроэнергии.

Ветрогенератор мощностью 2000 кВт при среднегодовой скорости ветра 6 м/с произведет за год 3700000 кВт-часов электроэнергии, при среднегодовой скорости ветра 5 м/с –2300000 кВт-часов электроэнергии.

Где применяются ветрогенераторы?

В самых разных местах: это открытые территории с хорошим ветропотенциалом, поля, острова, мелководье, горы. В России применение ветрогенераторов очень перспективно там, где подключение к существующим сетям дороже ветроэнергетического проекта или доставка дизельного топлива обходится дорого. А таких мест, изолированных или удаленных от централизованного энергоснабжения, у нас немало.

Какой силы ветер нужен для работы ветрогенератора?

Использование ветрогенератора экономически эффективно в местности со среднегодовой скоростью ветра от 4 м/с.

Для чего нужны ветрогенераторы?

Аргументов в пользу применения ветроэнергетических установок множество. Вот основные из них:
это независимый от внешних факторов источник электроэнергии;
после достижения срока окупаемости ветрогенератор требует затрат только на его обслуживание;
применение ветрогенераторов позволяет до 80 процентов сократить затраты на дизельное топливо в тех местах, где дизель-генераторы являются основным источником электроэнергии. Следовательно, экономятся расходы на хранение и транспортировку дизельного топлива, а энергоснабжение таких объектов перестает зависеть от случайных факторов;
капитальные затраты на ветроэнергетический комплекс по сравнению с традиционными источниками электроэнергии достаточно низки. Ориентировочно это 1300 евро на 1 кВт установленной мощности «под ключ»;
сроки ввода в эксплуатацию ветрогенераторов достаточно коротки. После изготовления оборудования (6‑8 месяцев) по заказу поставка и монтаж длятся 1‑2 месяца. В случае применения ветрогенераторов «с пробегом» срок поставки ограничивается 1‑2 месяцами;
ветроэнергетические установки не загрязняют окружающую среду. Этот аргумент становится все более актуальным при согласовании новых промышленных проектов в России.

Как влияют высота мачты и диаметр ротора на выработку энергии?

Увеличение высоты мачты до 18‑26 метров позволяет повысить среднегодовую скорость ветра на высоте оси на 15‑30 процентов и тем самым увеличить выработку энергии в 1,3‑1,5 раза.

Это особенно эффективно при среднегодовых скоростях ветра меньше 4 м/с.

Высокая мачта также позволяет устранить влияние деревьев и построек. Мощность зависит от диаметра в квадрате. Диаметр ротора выбирается исходя из среднегодовой скорости ветра. При ветре до 6‑7 м/с выработка ротора диаметром 5 метров выше, чем у ротора 4,2 метра. При больших среднегодовых скоростях ветра выработка выравнивается.

Энергия ветра: турбины становятся выше, больше и мощнее

Снижение цен на солнечную энергию привлекает все больше внимания, но в ветроэнергетике тоже происходят большие события. Я имею в виду больших .

Математика ветряных турбин довольно проста: чем больше, тем лучше. В частности, есть два способа получить больше энергии от ветра в данном районе.

Первый — с более крупными роторами и лопастями для покрытия большей площади. Это увеличивает мощность турбины, т.е.е., его общая потенциальная добыча.

Второй — поднять лопасти выше в атмосферу, где ветер дует более устойчиво. Это увеличивает «коэффициент мощности» турбины, то есть количество фактически производимой мощности по отношению к ее общему потенциалу (или, проще говоря: как часто она работает).

История развития ветроэнергетики — это история создания все более высоких и высоких турбин с все более и более крупными лопастями. Это сложное и деликатное дело.Высокие, тонкие вещи, поставленные на сильном ветру, склонны гнуться и сгибаться. Когда длинные лопасти турбины изгибаются, они могут врезаться в башню или ступицу, как это сделала датская система в 2008 году после того, как ее «тормоз» вышел из строя и вышла из-под контроля:

Итак, третья инженерная задача — найти конструкции и материалы, которые могут выдерживать нагрузки, связанные с высотой и сильным ветром. Эти нагрузки становятся довольно интенсивными — посмотрите это видео, в котором инженеры испытывают огромную лопасть турбины, таща ее взад и вперед «весом примерно 16 африканских слонов».”

В любом случае, делать турбины все больше и больше — вот в чем дело. Когда дело доходит до наземных (береговых) турбин, этот процесс начинает сталкиваться с различными нетехническими ограничениями — узкими местами транспортировки и инфраструктуры, проблемами землепользования, опасениями по поводу видов, больших птиц, теней и т. Д.

Но особенно в Европе ветроэнергетика все больше перемещается в море. А в океане, где суша едва видна, единственное ограничение в размере — инженерное дело.Следовательно, морские турбины сегодня расширяются даже быстрее, чем береговые турбины за последнее десятилетие.

Яркий пример этой тенденции наметился в марте 2018 года (когда я впервые опубликовал этот рассказ). GE Renewable Energy объявила, что инвестирует 400 миллионов долларов в разработку новой турбины-монстра: Haliade-X, которая будет (по крайней мере, до следующего большого объявления) самой большой, самой высокой и самой мощной в мире.

Лопасти ветряной турбины GE Haliade-X мощностью 12 МВт высотой 351 фут являются самыми длинными в мире. GE Возобновляемая энергия

Это впечатляющий инженерный подвиг, но значение увеличения размера турбины выходит далеко за рамки этого. Большие турбины более стабильно собирают больше энергии; чем больше они становятся, тем менее гибкими и надежными они становятся и тем легче их интегрировать в сеть. Ветер уже превосходит другие источники на оптовых рынках энергии. Спустя еще несколько поколений роста это больше не будет соревнованием.

Какие ветряки получают до

Чтобы понять, насколько велика эта новая турбина GE, давайте начнем с некоторых сравнений.

Я позвонил Бену Хоену, исследователю из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, чтобы узнать последние данные о размерах ветряных турбин. (Он подчеркивает, что это предварительные цифры — у LBNL есть отчет об этом через несколько месяцев, но он не ожидает, что эти цифры сильно изменятся, если вообще изменятся.)

По словам Хоэна, средняя общая высота (от основания до кончика) наземной турбины в США в 2017 году составляла 142 метра (466 футов). Средняя турбина была ближе к 152 метрам (499 футов).Фактически, сказал Хоэн, медиана приближается к максимуму. Другими словами, со временем наземные турбины США, похоже, сойдутся примерно на этой высоте. Почему? Потому что, если вы строите выше 499 футов, Федеральное управление гражданской авиации требует некоторых дополнительных шагов в процессе утверждения, и, по-видимому, большинство разработчиков не сочли это стоящим хлопот.

Самые высокие наземные турбины США находятся на проекте Hancock Wind в округе Хэнкок, штат Мэн. Те — Vestas V117-3.3s, если вы должны знать, — около 574 футов в высоту.

Итак, это берег. А как насчет офшора? Что ж, на данный момент в США есть одна и только одна действующая морская ветряная установка — ветряная электростанция на Блок-Айленде недалеко от Род-Айленда. Его турбины поднимаются примерно на 590 футов.

Как Haliade-X по сравнению со всем этим? По данным GE, он достигнет 853 футов в высоту .

Хавьер Саррачина

Насколько я знаю, это самая высокая ветряная турбина в мире.Насколько я могу судить по поиску в Google (как я уже сказал, эти вещи быстро меняются), предыдущий рекордсмен — 809-футовая береговая турбина в Германии.

Чем больше турбина, тем больше мощность, чаще

Но не только рост. Haliade-X также может похвастаться несколькими другими превосходными степенями.

Диаметр ротора — это размер полного поворота лопаток турбины (диаметр окружности, которую они определяют). При прочих равных, больший диаметр ротора означает, что турбина может собирать больше ветра.

В 2017 году, как сказал мне Хоэн, средний диаметр ротора ветряных турбин в США составлял 367 футов. Haliade-X будет иметь диаметр ротора 722 футов, что примерно вдвое больше среднего. Лезвия будут гигантскими, длиной 351 фут каждое, длиннее футбольного поля и, по словам GE, длиннее, чем любое другое на сегодняшний день оффшорное лезвие.

Массивный диаметр ротора, устойчивый морской ветер, плюс турбина мощностью 12 МВт (на суше в среднем около 3 МВт; на море около 6 МВт), означает, что Haliade-X будет иметь необычно высокий коэффициент мощности.

Эта цитата из отчета Министерства энергетики о рынке ветроэнергетических технологий за 2016 год показывает, как факторы мощности ветра менялись с течением времени: «Средний коэффициент мощности в 2016 году среди проектов, построенных в 2014 и 2015 годах, составил 42,5% по сравнению со средним показателем 32,1% среди построенных проектов. с 2004 по 2011 год и только 25,4% среди проектов, построенных с 1998 по 2001 год ».

Для сравнения, в 2016 году средний коэффициент использования ядерного флота США составлял около 92 процентов. (Учитывая текущие рынки, ядерная энергия экономична только при непрерывной работе в качестве базовой нагрузки.) Уголь и природный газ составили 55 и 56 процентов соответственно. (Природный газ настолько низок, потому что он часто повышается и понижается в соответствии с колебаниями спроса. Раньше уголь был близок к 80, но вообще управлять угольными станциями становится все менее и менее экономичным.)

Таким образом, в современных США ветровая энергия составляет 42,5 процента, а природного газа — 56 процентов. Haliade-X, по данным GE, будет иметь коэффициент использования 63% . Это чокнутый, хотя он не был бы самым высоким в мире — плавающие морские турбины в проекте Hywind Scotland недавно достигли 65 процентов.

Добавьте все это, и на «типичном немецком предприятии в Северном море», по словам GE, каждый Haliade-X будет производить около 67 ГВтч в год, «достаточно чистой энергии для 16 000 домашних хозяйств на одну турбину и до 1 миллиона европейских домашних хозяйств в конфигурация ветряной электростанции мощностью 750 МВт ». (Достаточно сказать, что это число будет меньше для американских домохозяйств, расточительно расходующих электроэнергию.) Это «на 45 процентов больше энергии, чем у любой другой морской ветряной турбины, доступной сегодня», — говорится в сообщении компании.

Первый Haliade-X в настоящее время строится в Роттердаме, Нидерланды.В апреле GE заявила, что начнет производить электроэнергию в конце этого года.

GE

Более крупные турбины, которые работают чаще, сокрушат всех конкурентов

Давайте посмотрим, что означают эти возрастающие коэффициенты мощности для ветра.

Я часто возвращаюсь к этой публикации 2015 года аналитика по энергетике Рамеза Наама об окончательном потенциале энергии ветра. «Ветер с коэффициентом мощности 60%, — писал он, — даже при той же цене за кВт / ч сегодня, был бы намного более ценным, чем сейчас, с меньшими ограничениями на то, сколько его мы могли бы использовать.

Почему? Некоторые причины.

• Чем более вариативен источник, тем больше требуется резервных копий, чтобы укрепить его и сделать надежным. (Сегодня резервное копирование чаще всего обеспечивается заводами, работающими на природном газе, хотя аккумуляторы постепенно разряжаются.) За счет того, что ветер становится менее изменчивым и более надежным, более высокие коэффициенты мощности сокращают затраты на резервное копирование.
• Переменные возобновляемые источники энергии (солнце и ветер) имеют тенденцию «съесть свой обед». Поскольку все это производит энергию одновременно (когда светит солнце или дует ветер), следующий прирост добавленной мощности приводит к снижению клиринговой цены для всех остальных приращений.Чем больше энергии сразу поступает в сеть, тем ниже цена. Распределяя свою энергию на более длительный период — примерно вдвое больше, чем у турбин 2011 года выпуска — турбина с коэффициентом мощности 60% притупляет и замедляет этот эффект снижения цен.
• Увеличивая часы работы, турбина с высоким коэффициентом мощности с большей вероятностью будет работать во время пиков нагрузки, когда мощность является наиболее ценной.

Фактор емкости 60+ процентов не совсем «базовая нагрузка», но определенно выглядит гораздо менее изменчивым.Так что турбины, подобные Haliade-X, были бы более ценными, даже если бы цена на ветровую электроэнергию не изменилась.

Но, конечно, это не останется прежним; он упал на 65 процентов с 2009 года. В недавнем отчете NREL прогнозировалось, что инновации в технологии ветроэнергетики (среди которых более крупные турбины) могут снизить его еще на 50 процентов к 2030 году. (Исследователи из Университета Вирджинии работают над проект морской турбины, которая будет возвышаться на 1640 футов выше здания Эмпайр-стейт.)

Скажем, к 2025 году средняя высота ступицы новых ветряных турбин в США достигнет 460 футов, что примерно соответствует текущим прогнозам. Согласно данным NREL, такие турбины могут иметь коэффициент полезной мощности более 60% на территории более 750 000 квадратных миль на территории США и 50+ процентов на площади 1,16 миллиона квадратных миль.

NREL

Такое количество ветра при таком коэффициенте мощности и прогнозируемых достижениях в ветроэнергетике позволит производить электроэнергию, достаточно дешевую, чтобы полностью сокрушить всех конкурентов.И 2025 год не так уж и далек.

Современные ветряные турбины: проблема смазки

Ветровые турбины использовались в той или иной форме в течение последних 7000 лет. Варианты энергии, генерируемой ветряными турбинами, помогали древним египтянам перемещать грузовые суда по реке Нил. Ветровые турбины использовались в Персии, современном Иране, для измельчения зерна. Эти ранние конструкции с вертикальным валом были предшественниками конструкций, которые в конечном итоге были приняты для использования в Европе и Америке во втором тысячелетии.

Путешествие и торговля принесли эту концепцию в Европу, и к 11 веку голландцы усовершенствовали и адаптировали ветряную турбину в основном для осушения озер и болот, помогая вернуть Голландию у моря. В начале 19 века ветряные турбины использовались по всей Европе для перекачки воды.

Хотя к 1950-м годам центральная энергосистема широко использовалась в Соединенных Штатах для электроснабжения в основном фермерских хозяйств, она была расширена почти до каждого дома в Америке, что фактически приостановило разработку ветряных турбин.

В начале 1900-х годов ветряные турбины были основным экспортным товаром США. Однако с быстрым развитием альтернативных источников энергии на основе угля и нефти интерес к вариантам энергии ветра снизился.

Только после нефтяного эмбарго Организации стран-экспортеров нефти (ОПЕК) в 1970-х годах и повышения цен на нефть мир снова всерьез заинтересовался этим природным источником энергии. Рост рынка ветроэнергетики сейчас происходит в Северной Америке, Европе и Азии после 30-процентного роста установок в течение 1980-х и 1990-х годов.

В настоящее время Германия является ведущим рынком в мире и страной с крупнейшей базой ветроэнергетики: Испания и Дания вместе составляют примерно две трети производства Германии, а Соединенные Штаты — примерно половину. Большая часть ветряных турбин в Соединенных Штатах сосредоточена в Калифорнии, где установлено более 17 000 машин мощностью от 30 до 350 киловатт каждая.

Рейтинг ветроэнергетических установок

Ветровые турбины имеют номинальную мощность, часто называемую паспортной мощностью.Например, 750 кВт означает, что ветряная турбина будет производить 750 киловатт (кВт) энергии за час работы при работе с максимальной производительностью (см. Таблицу 1 для преобразований).

Ветровые турбины вырабатывают от 0,75 МВт до 2,50 МВт в соответствии с их проектными пределами. Корпорация Flender, крупный международный производитель приводных систем и компонентов, стремится разработать усовершенствованную ветряную турбину мощностью от четырех до пяти МВт.

Ветряные турбины обычно работают около 75 процентов в год, но работают на максимальной номинальной мощности только в течение ограниченного количества часов в году.Чтобы узнать, сколько энергии производят ветряные турбины, необходимо знать распределение скоростей ветра для каждой турбины.

В случае Испании средние ветряные турбины будут давать 2300 часов работы при полной нагрузке в год. Чтобы получить общее производство энергии, умножьте 3337 МВт установленной базовой мощности на количество часов работы (3337 x 2300 = 7 675 100 МВтч), чтобы получить общую мощность, которая составляет 7,7 Тераватт (ТВтч) энергии.

Для сравнения: общая установленная мощность ветроэнергетики в мире составляет около 25 000 МВт, что эквивалентно примерно 10 000 крупных ветряных турбин.Сто пятьдесят таких больших машин могут сравниться с мощностью атомной электростанции.

В 2001 г. в Европе было произведено 17 000 МВт генерирующей мощности (TW = установленная база x среднее количество часов работы на единицу при полной нагрузке). Этой энергии достаточно для содержания 10 миллионов средних домов. Для выработки эквивалентной энергии от угольных турбин потребуется шестнадцать миллионов тонн угля. Сжигание такого количества угля также приведет к выбросу 24 миллионов тонн CO2.

Основные компоненты

Ключевыми механическими и энергетическими элементами ветряной турбины являются редуктор и генератор, к которому он прикреплен.Различные конструкции ветряных турбин включают оригинальные голландские ветряные мельницы старых времен до странных обручальных турбин Дарье «взбивания яиц». Для этого объяснения мы рассмотрим типичную ветряную турбину пропеллерного типа (рис. 1).

Рис. 1. Ветряная турбина пропеллерного типа

Проще говоря, пропеллер ветряной турбины улавливает энергию ветра, которая вращает вал, который приводит в действие генератор и вырабатывает электричество.

Следующие структурные компоненты составляют большинство современных ветряных турбин наряду с системами, которые помогают им эксплуатировать наиболее эффективно:

Башня поднимает узел турбины над турбулентными потоками воздуха у земли.Инновационная конструкция башен позволяет строить башни с меньшими затратами с увеличением высоты до более чем 300 футов.

Лопасти, которые вращаются на ветру и приводят в движение турбогенератор вместе со ступицей, называются ротором. Турбина с электрическим генератором мощностью 600 кВт обычно будет иметь диаметр ротора 44 метра (144 фута), но более новые конструкции имеют размах лопастей 75 метров.

Ротор присоединяется к гондоле, которая находится наверху башни и включает в себя редуктор, генератор, контроллер и тормоз.Крышка защищает компоненты внутри гондолы. Вся гондола поворачивается, чтобы поддерживать точечный контакт с меняющимся ветром.

Привод рыскания с помощью компьютерного управления удерживает гондолу направленной против ветра. Лопасти поворачиваются или наклоняются против ветра, чтобы ротор не вращался при ветре, слишком сильном или слишком низком для выработки электричества.

Дисковый тормоз, который может приводиться в действие механически, электрически или гидравлически, используется для остановки ротора в аварийных ситуациях или при слишком высокой температуре.Современные турбины имеют системы защиты, предотвращающие повреждение при чрезмерно сильном ветре.

Генератор обычно представляет собой стандартный индукционный генератор, который вырабатывает электричество переменного тока с периодом 50 или 60 циклов. Электроэнергия передается в хранилище, экспортируется в сеть или напрямую подключается к приложению. Используются генераторы с регулируемой скоростью, которые могут работать в непостоянных ветровых условиях.

Контроллер ветряной турбины оценивает ветровые условия и регулирует работу турбины, чтобы максимизировать количество вырабатываемой энергии, одновременно защищая ее от износа.Эти интеллектуальные контроллеры запускают машины, когда скорость ветра достигает от 8 до 16 миль в час (миль в час), и выключают машину, когда скорость ветра достигает примерно 65 миль в час.

Некоторые турбины сконфигурированы для передачи данных о рабочем и механическом состоянии в центр управления для наблюдения и анализа.

Шестерни соединяют низкоскоростной вал с высокоскоростным валом и увеличивают скорость вращения от примерно 40 до 60 оборотов в минуту (об / мин) до примерно 1500–1800 об / мин, скорости вращения, необходимой большинству генераторов для производства электроэнергии.Для этого требуются массивные шестерни и валы. Например, в ветряной турбине мощностью 3,2 МВт входной крутящий момент составляет 2,5 миллиона Н · м.

Надежность

Учитывая экстремальные экологические и механические нагрузки, которые должны выдерживать ветряные турбины, их надежность впечатляет. Это намного выше, чем у большинства традиционных технологий генерации, и обширные исследования показывают, что лучшие производители турбин неизменно достигают готовности — обычно используемого эксплуатационного показателя надежности — более 98 процентов.

Структурные и механические отказы (которые могут привести к обрушению башни) в первую очередь связаны с ошибками системы управления и отсутствием эффективного обслуживания.

Многие отказы в полевых условиях являются следствием выхода из строя подшипников коробки передач. Считается, что этот тип неисправности напрямую связан с плохой смазкой и отсутствием текущего обслуживания.

Подшипники в редукторе ветряной турбины должны выдерживать чрезвычайно высокие нагрузки, и критерии рабочих характеристик подшипников в редукторе будут разными.В некоторых условиях эксплуатации требуется выдерживать нагрузки среднего размера на низких скоростях, в то время как в других местах подшипники должны нести гораздо меньшие нагрузки, но на гораздо более высоких скоростях.

Условия высокой нагрузки / низкой скорости, возникающие при слабом ветре, могут привести к разрушению смазочной пленки, которая обычно требуется для длительного срока службы подшипников. Это было выявлено разработчиками и будет исправлено в ходе испытаний подшипников для будущих спецификаций трансмиссионного масла для ветряных турбин.

Текущее обслуживание и повторная смазка

Коробка передач расположена там, где дует самый сильный ветер — на высоте 300 футов. Кроме того, морские установки находятся в неспокойном море. Инженеру придется подняться на башню по внутренней лестнице (или в некоторых случаях на лифте), что является сложной и специализированной работой.

Многие подшипники смазываются автоматической системой смазки. Специальный масляный фильтр коробки передач, отдельный от обычной системы охлаждения масла, обеспечивает высокую чистоту масла.Это ключевой фактор в пустыне или засушливых условиях, когда переносимая по воздуху пыль может попадать в редукторы, действовать как абразив и в конечном итоге приводить к (трехчастным) контактным усталостным повреждениям.

Тем не менее, интервалы замены масла составляли от 8 до 12 месяцев, при этом один крупный производитель только что увеличил интервал до 16 месяцев после шестилетней полевой оценки смазочных материалов. Ожидания от масел нового поколения для морских применений могут заключаться в межремонтном интервале до трех лет.

Тенденции в отношении смазочных материалов для ветряных турбин

Большинство производителей редукторов ветряных турбин составили или находятся в процессе составления новых спецификаций смазочных материалов. Эти спецификации более строгие, чем для промышленных редукторов, и более точно отражают реальные условия эксплуатации, включая условия низких температур.

Ожидаемые рабочие характеристики смазочных материалов, используемых в морских ветряных турбинах, выше из-за требований к увеличению срока службы.Некоторые новые тенденции и меры включают:

1. Все производители редукторов требуют проведения испытания подшипников FAG FE 8, которое является частью стандарта DIN 51517, часть III. Другие испытания подшипников также оцениваются для включения в новые спецификации масла.
2. Наблюдается переход к синтетическим составам (на основе PAO / сложных эфиров, сложных эфиров и PAG). Синтетические масла обеспечивают более длительный срок службы и, следовательно, уменьшают потребность в замене масла.
   • ПАО (поли альфа-олефин) обеспечивают отличный индекс вязкости и низкую температуру застывания.Эти свойства делают их предпочтительными для применений, характеризующихся широким диапазоном рабочих температур.
   • Смесь ПАО / сложного эфира. Были проблемы с гидролизом (разложение в присутствии воды), что делало выбор гидролитически стабильных продуктов критической проблемой.
   • PAG (полиалкаленгликоль) обладают повышенной устойчивостью к микропиттингу, но имеют проблемы совместимости с покрытиями и материалом уплотнения.
3. Новые спецификации совместимости масел для красок, лаков, герметиков и подшипниковых материалов.
4. Новые испытания уплотнений с увеличенным сроком службы для статических и динамических уплотнений.
5. Испытание SKF Emcor на ржавчину оценивается, чтобы включить испытания с соленой водой.

Д-р Хелен Райан, руководитель отдела глобального промышленного развития компании Ethyl Petroleum Additives, сказала: «Тесты, проводимые производителями редукторов, являются известными организациями, и уже существуют технологии, отвечающие этим требованиям. Именно включение новых тестов подшипников, которые оценивают не только износ подшипников и сепараторов подшипников, но также коррозионную питтинг и окрашивание подшипников, приведет к изменению парадигмы в том, как формулируются промышленные смазочные материалы для зубчатых передач.

Для предотвращения такого типа повреждения подшипников потребуется отказаться от очень активных и агрессивных противозадирных присадок. Лучшее трансмиссионное масло для ветряных турбин должно обладать термической стабильностью гидравлического масла высшего уровня в сочетании с противозадирными свойствами современных трансмиссионных масел. Кроме того, компоненты, добавленные для предотвращения микропиттинга, должны быть тщательно отобраны, чтобы обеспечить сбалансированную поверхностную активность ».

Последствия для будущего

В связи с последней тенденцией, связанной с парками морских ветряных турбин, доступ к ним даже сложнее, чем на суше, поэтому упреждающее прогнозирование срока службы смазочных материалов становится новой стратегией технического обслуживания, а не реактивной стратегией, основанной на измерении кислотного числа и вязкости.

Операторы турбин, аналитические лаборатории и производители компонентов сотрудничают в разработке методов, характеризующих условия эксплуатации смазочных материалов для решения новых задач. Например, производитель подшипников SKF запросил у компании Fluitec опыт для разработки процедуры испытаний смазочных материалов и пластичных смазок для подшипников в процессе эксплуатации, которые можно было бы рекомендовать клиентам (SKF), чтобы спрогнозировать оставшийся срок службы смазочного материала.

Еще одним совместным усилием была создана система мониторинга действующих смазочных материалов для ветряных турбин, которая обнаруживает и отслеживает остаточную концентрацию антиоксидантов.В качестве быстрой проверки состояния жидкости операторы турбины должны, как минимум, измерить: чистоту (загрязнение по классу ISO), степень окисления, воду и вязкость.

Анализируя эти четыре основных параметра, можно за короткое время получить доступ к 90% информации о смазочных материалах и компонентах на месте. Также ключевое значение имеет контроль качества поступающих партий масла. При заправке новой консистентной смазкой и смазочными материалами важно контролировать качество и следить за тем, чтобы в резервуар было добавлено правильное масло, чтобы избежать смешивания и образования отложений в коробке передач.

«На сегодняшний день мы наблюдаем очень плохие процедуры обслуживания в полевых условиях. Их придется кардинально изменить, особенно для больших размеров ветряных турбин и коробок передач, где быстро будут происходить повышенные окислительные нагрузки и износ », — сказал Джо Амей, менеджер по глобальным продажам и маркетингу Fluitec International.

Ветры перемен

Какие выводы можно сделать в отношении общей смазки оборудования, исходя из задачи поддержания эффективных условий смазки в современной ветряной турбине? Смазка для ветряных турбин существует в самых крайних случаях применения в промышленных редукторах с точки зрения температуры, веса нагрузки, износа подшипников, технического обслуживания, доступности и основных характеристик смазочного материала.

Все чаще для морских применений разрабатываются синтетические и биоразлагаемые жидкости. Кроме того, спецификации трансмиссионного масла для турбин начинают отражать потребность в более высоких характеристиках смазочного материала за счет испытаний на повышенную стойкость к окислению и коррозии, а также на улучшенные подшипники и долговременные эксплуатационные характеристики.

Ветроэнергетика — быстроразвивающаяся отрасль. Развитие смазочных материалов для этого механического применения продвигается аналогичными темпами.Игроки, разрабатывающие смазочные материалы и стратегии технического обслуживания для этого «экстремального» применения, прокладывают путь к новому стандарту в смазке зубчатых передач и подшипников.

Фотографии любезно предоставлены Nordex GmbH.

Ветряная турбина

с горизонтальной осью — обзор

2.05.4.1 Ветряная турбина с горизонтальной осью

HAWT имеют ось вращения горизонтально к земле и почти параллельна ветровому потоку.Большинство современных коммерческих ветряных турбин подпадают под категорию HAWT (, рис. 18, ).

Рис. 18. Морская ветряная электростанция с трехлопастными ветряными турбинами с горизонтальной осью.

Получено 1 ноября 2011 г. с http://en.wikipedia.org/wiki/Wind_turbine, © Hans Hillewaert, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/.

Показаны конструктивные особенности типичного HAWT. в Рисунок 19 . HAWT работают преимущественно по лифтовому принципу. Когда поток ветра взаимодействует с лопастями ротора, создается подъемная сила, как объяснено в предыдущем разделе, заставляя ротор вращаться.Скорость вращения зависит от конструктивных особенностей и размера ротора. Для типичной турбины MW это может быть всего 16 об / мин [5]. Низкоскоростной главный вал передает это вращение на высокоскоростной вал через коробку передач (существуют также турбины с прямым приводом, у которых нет коробки передач в линии передачи). Скорость увеличивается за счет зубчатых передач, чтобы соответствовать требованиям к более высокой скорости генератора. Затем генератор преобразует механическую энергию в электрическую.Между ними имеется ряд систем управления для выравнивания по рысканью, регулирования мощности и безопасности. Подробное описание этих систем и их принципов работы включено в последующие главы.

Рисунок 19. Разрез HAWT.

Количество лопастей ротора в HAWT варьируется в зависимости от области применения, в которой они используются, и ветровых режимов, в которых они должны работать. По количеству лопастей роторы HAWT можно разделить на одно-, двухлопастные, трехлопастные и многолопастные.Некоторые из этих классификаций показаны на рис. 20 .

Рис. 20. Однолопастные (а), двухлопастные (б) и многолопастные (в) турбины.

Получено 1 ноября 2011 г. с сайта http://en.wikipedia.org/wiki/Wind_turbines_design. Источник: (а) Витерна, (б) НАСА и (в) Томас Конлон, Iron Man Windmill Co. Ltd., http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/.

Основным преимуществом однолопастного ротора является экономия материалов, из которых изготовлены лопасти, что делает их сравнительно более дешевыми. Следует отметить, что на ротор приходится 20–30% стоимости современной ветряной турбины.Более того, поскольку площадь лопасти, подверженная потоку, будет минимальной для однолопастных конструкций, потери сопротивления на поверхности лопасти также будут ниже. Однолопастные конструкции не очень популярны из-за проблем с балансировкой и визуальной приемлемостью. Двухлопастные роторы тоже имеют эти недостатки, но в меньшей степени. Большинство современных ветряных турбин, используемых для производства электроэнергии, имеют трехлопастные роторы. Схема загрузки этих роторов относительно однородна, и они визуально более приемлемы.

Также доступны ветряные турбины с большим количеством лопастей ротора (скажем, 6, 8, 12, 18 или даже больше), которые обычно используются для определенных применений, таких как перекачка воды. Например, ветровая водонасосная система с поршневыми насосами требует высокого пускового момента для преодоления начальной нагрузки, создаваемой водяным столбом на поршень. Для таких систем требуемый пусковой крутящий момент в 3–4 раза выше требуемого рабочего крутящего момента [13]. Поскольку пусковой крутящий момент увеличивается с увеличением прочности (соотношение между фактической площадью лопастей и рабочей площадью ротора), для таких применений предпочтительны роторы с большим количеством лопастей (высокая прочность).Однако роторы с высокой прочностью работают с низким передаточным числом концевых скоростей и, следовательно, не рекомендуются для использования в ветряных электрогенераторах. Точно так же их эффективность также будет ниже, поскольку аэродинамические потери увеличиваются с увеличением прочности.

Кроме того, HAWT может иметь роторы с противотоком или с подветренной стороны. Ротор турбины, находящейся против ветра, закреплен перед агрегатом, прямо напротив набегающего потока ветра (, рис. 21, ). В противоположность этому, роторы турбин с подветренной стороны расположены на задней стороне, так что гондола сначала встречает ветер.Основным преимуществом роторов, установленных против ветра, является то, что они не страдают от эффекта тени башни. Однако роторы с наветренной стороны следует размещать на некотором расстоянии от мачты, и необходим механизм рыскания, чтобы ротор всегда был обращен к ветру. С другой стороны, машины с подветренной стороны более гибкие и могут не требовать механизма рыскания. Это делает эти конструкции относительно дешевле. Но поскольку роторы расположены с подветренной стороны башни (см. , рис. 21, ), на лопасти может возникать неравномерная нагрузка, когда они проходят через тень башни.

Рисунок 21. Турбины против ветра и ветра.

Существует несколько аэродинамических теорий для определения характеристик HAWT. Некоторые из основных теорий — это теория осевого импульса, теория лопаточного элемента и теория импульса лопаточного элемента (BEM). Наиболее широко применяемый аэродинамический анализ для HAWT основан на теории BEM. Подробное обсуждение этих теорий представлено в соответствующей главе этого тома.

HAWT имеют следующие явные преимущества:

•

Это наиболее стабильная и коммерчески приемлемая конструкция.Сегодня большинство крупных коммерческих ветряных турбин, интегрированных в сеть, работают на трехлопастной конструкции с горизонтальной осью.

•

Они имеют относительно более низкую скорость ветра при включении и более высокий коэффициент мощности, что приводит к более высокой эффективности системы и выходу энергии.

•

Существуют возможности использования более высоких башен для использования лучшего ветрового потенциала, доступного на больших высотах. Это будет явным преимуществом на участках с сильным сдвигом ветра, где скорость на более высоких уровнях может быть значительно выше.

•

Имеется больший контроль над углом атаки, который можно оптимизировать за счет переменного наклона лопастей. Это приводит к лучшей производительности системы при колебаниях ветровых режимов.

•

Закрутка легко осуществляется поворотом ротора в сторону от ветра.

Однако HAWT также имеют некоторые присущие им недостатки:

•

HAWT требуют приводов рыскания (или хвостового механизма в случае небольших турбин) для ориентации турбины по ветру.

•

Тяжелые агрегаты генератора и редуктора должны быть размещены над высокой башней, для чего требуется более прочная опора. Это делает HAWT более сложными и дорогими.

•

Более высокие башни делают установку и обслуживание более сложными и дорогостоящими.

•

Опять же, более высокая высота мачты может сделать HAWT видимым даже с больших расстояний, что может усугубить проблемы, связанные с визуальным воздействием ветряных электростанций.

Amazon.com: Ветряная мельница Automaxx 1500 Вт, 24 В, 60 А, ветрогенераторный комплект. Самостоятельная установка автоматической и ручной тормозной системы, контроллер MPPT с функцией Bluetooth. : Патио, лужайка и сад

Создание за пределами нашего собственного видения

Благодаря революционным технологическим достижениям, достигнутым нашей командой за годы исследований, мы с гордостью представляем вам универсальную ветряную турбину, которая является небольшой, легкой и достаточно компактной, чтобы ее можно было использовать как в жилых, так и в небольших коммерческих помещениях.Ветряная турбина выдерживает суровые погодные условия, такие как солнце, резкие ультрафиолетовые лучи, проливные дожди и ураганы категории до 3. 3 лезвия из стекловолокна и хвостовая часть обрезаны с точностью до миллиметра, чтобы сделать его легким и работать со 100% эффективностью. Его вращение на 360 градусов позволяет максимально преобразовать кинетическую энергию ветра в полезную электроэнергию с любого направления, в котором дует ветер.

Получайте электричество из воздуха

Ветряные турбины легкие и долговечные, что позволяет собирать и вырабатывать электричество буквально «ветерком».Выработка собственного электричества из ветра с помощью небольших ветряных турбин является полностью экологически чистой, без выбросов и возобновляемой электроэнергией для индивидуальных домов, ферм и малых предприятий. Все наши клиенты вырабатывают экологически чистую электроэнергию, сокращают свои счета за электроэнергию и помогают защищать окружающую среду более стильным способом.

Экологичность — это весь «пакет», а не только продукт.

Уменьшите выбросы глобального потепления.Ветряк производит 100% бесплатную воду и загрязнение воздуха. Мы стремимся использовать самые чистые материалы не только для ветряной турбины, но и для ее упаковки, мы обязуемся соблюдать строгие правила компактного дизайна, мы удаляем все ненужные компоненты, чтобы сохранить окружающую среду.

турбина | Британника

турбина , любое из различных устройств, преобразующих энергию потока жидкости в механическую энергию. Преобразование обычно осуществляется путем пропускания жидкости через систему неподвижных каналов или лопаток, которые чередуются с каналами, состоящими из лопастей, похожих на ребра, прикрепленных к ротору.Путем организации потока на лопасти ротора действует тангенциальная сила или крутящий момент, ротор вращается, и работа извлекается.

Турбины можно разделить на четыре основных типа в зависимости от используемых жидкостей: вода, пар, газ и ветер. Хотя одни и те же принципы применимы ко всем турбинам, их конкретные конструкции достаточно различаются, чтобы заслужить отдельное описание.

Гидравлическая турбина использует потенциальную энергию, возникающую в результате разницы в высоте между верхним водным резервуаром и уровнем воды на выходе из турбины (отводом) для преобразования этого так называемого напора в работу.Водяные турбины — современные преемники простых водяных колес, которым около 2000 лет. Сегодня гидротурбины в основном используются для производства электроэнергии.

Однако наибольшее количество электроэнергии вырабатывается паровыми турбинами, соединенными с электрогенераторами. Турбины приводятся в действие паром, вырабатываемым либо в генераторе, работающем на ископаемом топливе, либо в генераторе, работающем на атомной энергии. Энергия, которую можно извлечь из пара, удобно выражать через изменение энтальпии в турбине.Энтальпия отражает формы тепловой и механической энергии в процессе потока и определяется суммой внутренней тепловой энергии и произведением давления на объем. Доступное изменение энтальпии через паровую турбину увеличивается с увеличением температуры и давления парогенератора и с уменьшением давления на выходе из турбины.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Для газовых турбин энергия, извлекаемая из текучей среды, также может быть выражена через изменение энтальпии, которое для газа почти пропорционально перепаду температуры в турбине.В газовых турбинах рабочим телом является воздух, смешанный с газообразными продуктами сгорания. Большинство газотурбинных двигателей включает, по крайней мере, компрессор, камеру сгорания и турбину. Они обычно монтируются как единое целое и работают как законченный первичный двигатель в так называемом открытом цикле, когда воздух всасывается из атмосферы, а продукты сгорания, наконец, снова выбрасываются в атмосферу. Поскольку успешная работа зависит от интеграции всех компонентов, важно рассматривать устройство в целом, которое на самом деле является двигателем внутреннего сгорания, а не только турбиной.По этой причине газовые турбины рассматриваются в статье двигатель внутреннего сгорания.

Энергия ветра может быть извлечена ветровой турбиной для производства электроэнергии или для откачки воды из скважин. Ветряные турбины являются преемниками ветряных мельниц, которые были важным источником энергии с позднего средневековья до XIX века.

Fred Landis

Водяные турбины обычно делятся на две категории: (1) импульсные турбины, используемые для высокого напора воды и низкого расхода, и (2) реактивные турбины, обычно используемые для напора ниже примерно 450 метров и среднего или высокого расхода.Эти два класса включают в себя основные типы, обычно используемые, а именно, импульсные турбины Пелтона и реактивные турбины типа Фрэнсиса, пропеллера, Каплана и Дериаза. Турбины могут быть оборудованы как горизонтальными, так и, чаще, вертикальными валами. Для каждого типа возможны широкие вариации конструкции для соответствия конкретным местным гидравлическим условиям. Сегодня большинство гидротурбин используются для выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях.

Импульсные турбины

В импульсных турбинах потенциальная энергия или напор воды сначала преобразуется в кинетическую энергию путем выпуска воды через сопло тщательно продуманной формы.Струя, выбрасываемая в воздух, направляется на изогнутые лопатки, закрепленные на периферии бегунка, для извлечения энергии воды и преобразования ее в полезную работу.

Современные импульсные турбины основаны на конструкции, запатентованной в 1889 году американским инженером Лестером Алленом Пелтоном. Свободная водная струя попадает в лопатки турбины по касательной. Каждый ковш имеет высокий центральный гребень, так что поток разделяется, оставляя желоб с обеих сторон. Колеса Пелтона подходят для высоких напоров, обычно выше 450 метров при относительно низком расходе воды.Для максимальной эффективности скорость конца рабочего колеса должна составлять примерно половину скорости ударной струи. КПД (работа, производимая турбиной, деленная на кинетическую энергию свободной струи) может превышать 91 процент при работе с 60–80 процентами полной нагрузки.

Мощность одного колеса можно увеличить, используя более одного жиклера. Для горизонтальных валов характерны двухструйные устройства. Иногда на одном валу устанавливаются два отдельных бегунка, приводящих в движение один электрогенератор. Агрегаты с вертикальным валом могут иметь четыре или более отдельных форсунок.

Если электрическая нагрузка на турбину изменяется, ее выходная мощность должна быть быстро отрегулирована в соответствии с потреблением. Это требует изменения расхода воды, чтобы поддерживать постоянную скорость генератора. Скорость потока через каждое сопло регулируется расположенным в центре наконечником или иглой аккуратной формы, которая скользит вперед или назад под управлением гидравлического серводвигателя.

Правильная конструкция иглы гарантирует, что скорость воды, покидающей сопло, остается практически неизменной независимо от отверстия, обеспечивая почти постоянный КПД в большей части рабочего диапазона.Нецелесообразно внезапно уменьшать поток воды, чтобы соответствовать уменьшению нагрузки. Это может привести к разрушительному скачку давления (гидроудару) в подающем трубопроводе или напорном затворе. Таких скачков можно избежать, добавив временное сопло для разлива, которое открывается при закрытии основного сопла, или, что более часто, частично вставляя отражающую пластину между струей и колесом, отклоняя и рассеивая часть энергии при медленном закрытии иглы.

Другой тип импульсной турбины — турбина турго.Струя падает под косым углом на бегунок с одной стороны и продолжает двигаться по единственному пути, выходя на другую сторону бегунка. Этот тип турбины использовался в установках среднего размера с умеренно высоким напором.

Реакционные турбины

В реакционной турбине силы, приводящие в движение ротор, достигаются за счет реакции ускоряющегося потока воды в рабочем колесе при падении давления. Принцип реакции можно наблюдать в роторном оросителе для газонов, где выходящая струя вращает ротор в противоположном направлении.Из-за большого разнообразия возможных конструкций рабочих колес реактивные турбины могут использоваться в гораздо большем диапазоне напоров и расходов, чем импульсные турбины. Реакционные турбины обычно имеют спиральный впускной кожух, который включает регулирующие заслонки для регулирования потока воды. На входе часть потенциальной энергии воды может быть преобразована в кинетическую энергию по мере ускорения потока. Впоследствии энергия воды отбирается в роторе.

Как отмечалось выше, широко используются четыре основных типа реактивных турбин: типа Каплана, Фрэнсиса, Дериаза и пропеллерного типа.В турбинах Каплана с фиксированными лопастями и турбинами с регулируемыми лопастями (названными в честь австрийского изобретателя Виктора Каплана) через машину, по существу, существует осевой поток. Турбины типа Фрэнсиса и Дериаза (в честь американского изобретателя британского происхождения Джеймса Б. Фрэнсиса и швейцарского инженера Поля Дериаза, соответственно) используют «смешанный поток», когда вода поступает радиально внутрь и выпускается в осевом направлении. Рабочие лопасти на турбинах Фрэнсиса и пропеллера состоят из неподвижных лопастей, в то время как в турбинах Каплана и Дериаза лопасти могут вращаться вокруг своей оси, которая находится под прямым углом к ​​главному валу.

Тенденции развития ветроэнергетики и будущее ветроэнергетики

Исследователи в отрасли работают над разработкой более совершенных технологий турбин, таких как генераторы с более высоким КПД и более надежные лопасти, чтобы минимизировать затраты на электроэнергию и производство.

Тенденции развития ветряных турбин и будущее ветроэнергетики

Доктор.Радж Шах, г-н Стэнли Чжан, г-н Эндрю Ким | Koehler Instrument Company

Энергия ветра является важным источником электроэнергии и составляет около 8% внутренней энергии в США [1]. Современные ветряные турбины обычно служат 20-25 лет. В зависимости от условий окружающей среды, размера турбины и скорости ветра турбина может производить до 6 миллионов кВтч в год [2]. Ветровые турбины вырабатывают электроэнергию из ветра, который проходит через лопасти турбины.Затем кинетическая энергия ветра улавливается лопастями посредством вращения и преобразуется в механическую энергию. Вращение лезвия заставляет внутренний вал, который соединен с коробкой передач, вращаться в 100 раз быстрее, производя электричество [3]. За последние десятилетия ветровые турбины претерпели изменения во многих аспектах, чтобы стать более актуальными в сегодняшнем энергетическом секторе, и теперь считаются одним из основных возобновляемых источников энергии, которые могут помочь снизить выбросы угольного газа. Хотя ветровые турбины имеют свои преимущества, они также имеют недостатки, в том числе высокую стоимость, неоптимальную долговечность и постоянные требования к техническому обслуживанию в суровых погодных условиях, что особенно актуально для морских ветряных турбин.Эти проблемы необходимо свести к минимуму, чтобы энергия ветра стала доминирующим источником возобновляемой энергии и могла успешно конкурировать с традиционными ископаемыми видами топлива.

В настоящее время отраслевые исследователи работают над разработкой более совершенных технологий турбин, таких как генераторы с более высоким КПД и более надежные лопасти, чтобы минимизировать затраты на энергию и производство [3]. Рабочие ветроэнергетики недавно также разработали лопасти другой формы и конфигурации для повышения прочности и скорости вращения [4].Кроме того, были проведены дальнейшие исследования технологии морской ветроэнергетики, и это исследование позволило выявить преимущества и способы минимизировать недостатки этих плавучих конструкций. В глубоких водах исследования показали, что, хотя они требовали более динамичной кабельной разводки и были подвержены более экстремальным погодным условиям и затратам на швартовку, эти морские ветряные турбины могли снизить затраты на транспортировку, установку и сборку по сравнению с наземными турбинами. Кроме того, были предприняты усилия по снижению затрат на строительство / ремонт морских ветряных турбин, поэтому такие платформы, как заякоренные полупогружные платформы (CMSSP), платформы с натяжными опорами (TLP) и лонжеронный буй, были тщательно изучены и разработаны. .Несколько морских турбин уже были разработаны в Европе, и аналогичные разработки, вероятно, последуют в США и Японии из-за их протяженных береговых линий и крутых пологих батиметров морского дна. Ожидается, что эти страны первыми испытают технический прогресс в области плавучей ветроэнергетики. Хотя максимизация долговечности и эффективности ветряных турбин является ключевым приоритетом для консолидации энергии ветра в качестве основного источника возобновляемой энергии, соображения относительно затрат и распределения, будь то установка большего количества установок в прибрежных районах или в горах, имеют важное значение для оценки общей осуществимости.В этой статье будут освещены последние достижения в технологии ветряных турбин, сравнение наземных и морских турбин, а также будущие разработки в области ветроэнергетики.

Новые обновления для ветряных турбин

CMSSP

Что касается морских ветряных турбин, то CMSSP — это платформа, предназначенная для использования в качестве основы морских ветряных турбин, и в настоящее время в настоящее время ведутся разработки, позволяющие этим плавучим турбинам быть долговечными и работать в глубоких водах [5].Эти платформы состоят из серии соединений между колоннами и стальными распорками. Эти стальные распорки прикреплены к швартовным канатам, которые врезаны в морское дно, как показано на Рисунке 1.

Рисунок 1. Схема полупогружных плавучих платформ для ветроэнергетических установок [5].

По мере увеличения глубины воды затраты на производство / ремонт увеличиваются, но есть и много преимуществ. Преимущества включают более низкие затраты по сравнению с конфигурациями с фиксированным дном в глубоких водах, более простую установку, легкое снятие деталей и более широкий диапазон мест для установки.Кроме того, эти фундаменты имеют ряд преимуществ по сравнению с другими широко используемыми фундаментами, поскольку их можно устанавливать в доке и транспортировать в море, в отличие от TLP или буев с лонжероном. Другие преимущества включают более низкие затраты на установку системы швартовки по сравнению с другими основаниями и лучшие гидродинамические характеристики из-за большей осадки и меньших сил возбуждения волн, действующих на нее.

Были разработаны методы моделирования полей ветра, такие как использование EllipSys3D с FLEX5, который представляет собой решатель трехмерных потоков, который оценивает скорости ветра в координатах секции лопасти [5].Внутроторный поток турбин показывает небольшой эффект нестабильности, что доказывает, что модель точна для потока ветра на лопасти. Модель способна уловить все важные изменения в ветряных турбинах с вертикальной осью с хорошей количественной оценкой поля потока, получить радиальную деформацию расширения следа и быстро рассчитать аэродинамические характеристики ветряных турбин в осевых установившихся условиях [6].

TLP

TLP

часто используются для разработки глубоководных нефтегазовых месторождений из-за их хороших характеристик движения, но они дороже, чем буи с лонжероном и заякоренные платформы с цепной связью.Однако, когда TLP используются в качестве платформ для ветряных турбин, их смещение, прочность на разрыв и масса стали могут быть уменьшены. Это связано с тем, что их общий вес намного меньше, чем при использовании на нефтегазовых платформах, что позволяет уменьшить силу волн и ветра при столкновении с TLP [7]. TLP становятся все более популярными, поскольку их концептуальный дизайн является активной областью исследований, и промышленные рабочие начинают все больше интересоваться использованием этих платформ для глубоководных ветряных турбин.Большинство конструкций TLP состоят из одной колонны и трех-четырех понтонов, которые обеспечивают значительную плавучесть. Корпус состоит из стального цилиндра и выступающего цилиндра для поддержки натяжных опор. Желательно, чтобы сухожилия имели незначительный вес.

Рисунок 2. (a) показывает общий TLP, прикрепленный к ветряной турбине, и возможные направления ветра. (b) показан тот же TLP, но показаны параметры для него (h2, D1 и D2 обозначают корпус, rp, hp и wp обозначают понтоны, а вертикальные нижние линии обозначают опоры натяжения).

№

(c) — это другая конструкция, которая имеет полые круглые понтоны и арматуру [7].

Основная цель корпуса ветряных турбин TLP — снизить затраты на электроэнергию за счет максимального повышения эффективности преобразования энергии при минимизации эксплуатационных, производственных и эксплуатационных затрат. Чтобы минимизировать производственные затраты, следует минимизировать массу стали, предел прочности на разрыв и габаритные размеры. Ограничение затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание требует уменьшения нагрузки на гондолу, сухожилие, башню и лопасти.Оптимизация структуры и дизайна TLP имеет решающее значение для ее эффективности и снижения затрат на обслуживание. В эксперименте по определению того, какая конфигурация оптимизирует эффективность преобразования энергии, снижает затраты и остается наиболее стабильной в суровых погодных условиях, для сравнительного анализа были разработаны четыре разных TLP. Первая конструкция имела самый тяжелый корпус, наибольшую устойчивость и самое короткое время установки среди этих конструкций и имела такие же затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию, как и другие; однако он был самым дорогим в производстве.Вторая конструкция имела водоизмещение 60% от первой конструкции, но была нестабильной для буксировки, потому что только 30% смещения приходилось на понтоны с тремя опорами [7]. Третий и четвертый проекты были созданы после обнаружения проблем с первым и вторым проектами. Оба они имели 70% смещения понтонов, оптимизируя распределение общего веса TLP так, чтобы остальные 30% корпуса могли удерживать ветряные турбины [7]. Хотя меньшее смещение, чем у двух других конструкций, делало ее более подверженной повреждениям, затраты были значительно меньше, а небольшая колонна в корпусе делала турбину более прозрачной для волн.

Лонжеронные буи

Буи

Spar — еще одна часто используемая платформа для ветряных турбин, и, как и TLP, они обычно используются в морской нефтегазовой промышленности. Эта концепция лонжерона была развернута на юго-западном побережье Норвегии и будет развернута в других прибрежных районах, как только будут выполнены основные требования достаточной устойчивости по вертикали, крену и тангажу. Лонжерон состоит из шести секций, каждая из которых способствует устойчивости ветряной турбины.В таблице 1 показаны шесть разделов с указанием их ролей.

Таблица 1. Перечислены различные секции лонжеронного буя с указанием их предполагаемых функций и назначения [8].

Раздел	Функциональность
Площадь водной поверхности	Площадь водной поверхности, измерение вертикальной жесткости
Переход	Соединяет ватерлинию с секцией плавучести
Основная плавучесть	Объемная секция, обеспечивающая основную плавучесть
Балласт (тяжелый)	Балласт — это тяжелый материал, в данном случае из железа, помещенный в емкость низко для обеспечения устойчивости
Опора (самая нижняя часть)	Нижняя пластина, которая также может использоваться для увеличения силы вертикального сопротивления и дополнительной массы
Fairlead (Используется для измерения натяжения)	По мере увеличения веса балласта напряжение самого лонжерона увеличивается, что делает его более подверженным коррозии и образованию трещин.

Подшипник шага

Помимо платформ, есть новые усовершенствования подшипников качения, которые могут быть установлены как в наземных, так и в морских ветряных турбинах.Подшипники качения — это то, что соединяет спиннер с лопастями и может регулировать лопасти под определенным углом, чтобы оптимизировать улавливание ветра. Недостатки типичных подшипников шага заключаются в том, что они не могут вращаться более чем на 90 градусов, имеют угол колебания <5 градусов, остаются неподвижными в течение длительных периодов времени и подвержены постоянной вибрации во время работы турбины. Это создает большую нагрузку на компоненты подшипников качения и может вызвать ухудшение качества смазки и адгезионный износ [10]. Кроме того, эти опоры наблюдаются либо два раза в год, либо ежегодно из-за изолированного расположения большинства ветряных турбин.Основными причинами выхода подшипников из строя являются плохая смазка и деградация смазки, что может вызвать коррозию, вибрационный износ и вмятины от мусора [10]. В связи с этим правильный выбор смазки / пластичной смазки и машины с непрерывной подачей смазки важны для обеспечения максимальной эффективности и минимального обслуживания. Компоненты ветряной турбины, которые испытывают трение и износ и требуют смазки, - это подшипники шага, подшипники главного вала, редуктор, привод рыскания и подшипник генератора [11].

Рисунок 3.Механические компоненты ветряной турбины [12].

Другой проблемой, вызывающей беспокойство, является перегрузка, которая возникает, когда подшипники не имеют прочной опоры, что приводит к тому, что часть дорожки качения несет большую часть нагрузки. Перегрузка может привести к усечению контакта (вероятность может возрасти из-за уменьшения внешней поддержки), разрушению сердечника дорожки качения и разрушению компонентов. Однако с обновлением подшипников все эти проблемы можно свести к минимуму или полностью решить. Модернизация может включать усиление колец, нагрузку на кромку, устранение износа сепаратора и прямую работу с производителем, который может предложить передовые решения для подшипников, которые помогут сэкономить время и деньги.Кроме того, с помощью индукционных разделительных колец, как показано на Рисунке 4, можно уменьшить растягивающую и сжимающую нагрузку. Наряду с этим строгие геометрические размеры могут создать почти идеальную форму, что приведет к меньшему трению, скольжению и узким местам, что минимизирует внутреннюю деградацию и повысит отклик и эффективность системы шага. Уплотнения подшипников качения играют две важные роли: предотвращают внутреннее воздействие и блокируют смазочные материалы. К сожалению, старые уплотнения представляют собой гидрогенизированный нитрилбутадиеновый каучук, который быстро разлагается под воздействием ультрафиолета, не защищает внутренние детали подшипников и медленно реагирует на изменения частоты волн.Однако усовершенствованное уплотнение, называемое «Н-образным профилем», показанное на Рисунке 4, изготовлено из термопластичного полиуретана, что значительно улучшает эффективность уплотнения [10]. Он очень отзывчивый, эффективно работает даже при деформации, снижает утечку смазки и имеет значительно меньшую скорость износа, чем резиновое уплотнение. Эти коллективные улучшения помогают повысить надежность и снизить затраты на техническое обслуживание.

Рис. 4. Разделение разделительного кольца на сегменты позволяет ограничить индивидуальную свободу передвижения, уменьшая растягивающую и сжимающую нагрузку (вверху).Неисправные подшипники (красные) являются резиновыми, в то время как модернизированные подшипники (синие) имеют Н-образное уплотнение (внизу) [10].

Наконец, правильная упаковка и обращение с ними имеют решающее значение для поддержания чистоты подшипников. Подшипники должны быть упакованы в летучую бумагу с ингибитором коррозии и в антикоррозионные покрытия для предотвращения загрязнения, разрушения и коррозии от опасностей во время транспортировки. Также важно, чтобы перед установкой подшипников на ветряные турбины подшипники все же были завернуты, поскольку небольшое воздействие загрязняющих веществ, особенно грязи и воды, может вызвать коррозию, водородные трещины, статическое травление и истирание [10].

Наземные и морские турбины

Морские ветряные турбины считаются недавней разработкой по сравнению с обычными береговыми ветряными турбинами. К плавающим оффшорным ветряным турбинам труднее добраться, они более подвержены повреждениям и более дороги в установке и эксплуатации. Однако современные технологические достижения могут укрепить башню и обеспечить большую защиту, выдерживая воздействие волн или ледяных потоков. Кроме того, модернизация гондол на этих турбинах может предотвратить коррозию от морской воды и повреждение внутренних электрических компонентов.Поскольку направление и скорость ветра становятся все более и более предсказуемыми на море, чем на суше, с развитием технологий, инвестиции в морскую ветроэнергетику будут расти более быстрыми темпами, чем обычно, и могут служить основным возобновляемым источником энергии. Конкретные преимущества и недостатки обоих типов ветряных турбин перечислены ниже в таблице 2.

Таблица 2. Плюсы и минусы наземных и морских ветряных турбин [13].

Береговые турбины		Морские турбины
Плюсы	Минусы	Плюсы	Минусы
Значительно дешевле	Ограниченная эффективность из-за непредсказуемой скорости и направления ветра	Более эффективен за счет постоянной скорости и направления ветра	Дорогая технология передачи энергии от турбин
Один из самых дешевых видов возобновляемой энергии	Может представлять опасность для летающих диких животных, например птиц и летучих мышей	Меньше турбин, необходимых для производства равного количества электроэнергии	Повышенные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание из-за повышенного износа от ветра и волн
Поднять местную экономику	Может вызывать шумовое загрязнение и негативное визуальное воздействие	Отсутствие риска визуального воздействия и вмешательства в землепользование	Более длительное время ожидания, необходимое для устранения любых потенциальных проблем из-за более ограниченного доступа
Минус выбросы, связанные с транспортировкой ветроэнергетических сооружений	Неспособность производить энергию круглый год из-за оптимальных ветровых условий	Защищает водные среды обитания, ограничивая доступ к определенным водам	В настоящее время ограничена в своих возможностях приносить пользу местной экономике
Меньше перепадов напряжения между ветряком и потребителем		В этих местах нет физических ограничений, препятствующих ветровому потоку

Будущие разработки

Размер ротора и форма лопасти

Чтобы снизить затраты на преобразование энергии и оптимизировать производство энергии, исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) и Sandia National Laboratories (SNL) работают вместе над разработкой 206-метровых роторов для наземных турбин [14].С более крупными лопастями можно использовать больше кинетической энергии ветра для выработки электроэнергии. Однако затраты на транспортировку и производство будут расти в связи с увеличением массы материала и спроса. NREL и SNL также придумали способ уменьшить жесткость лопастей и чтобы турбина могла выдерживать более сильный ветер, независимо от скорости [14]. Конфигурация ротора, направленного вниз, снижает требования к жесткости, поскольку ветер отталкивает лопасти от башни, что делает лопасти более легкими и обеспечивает безопасность / зазор башни.На рисунке 6 сравниваются традиционные восходящие ветряные турбины с высокими требованиями к жесткости лопастей и недавно разработанные нисходящие конические лопасти, которые могут отслеживать ветер с помощью своего конического механизма. Подразделение Wind Blade Carver и Sandia National Laboratories разрабатывают лопасть ветряной турбины, которая потенциально может улавливать на 12% больше ветра, чем обычные турбины. Лопасть имеет небольшой изогнутый наконечник, в отличие от других турбин, который может оптимизировать улавливание ветра [14].

Рисунок 5.Конфигурация изменяемого конуса (слева) [15] и традиционная конфигурация ротора (справа) [16].

Изменение формы традиционных лопаток турбины позволяет изготавливать лопатки меньшей массы. Такой подход обеспечивает аэроупругую устойчивость, но за счет увеличения сложности изготовления и управления. Исследователи из NREL в настоящее время работают над созданием более легких лопастей и оптимизацией размещения лонжеронов на лопастях без увеличения толщины. Это уменьшит массу лезвия и увеличит прочность.Однако при перемещении этих больших собранных лопастей возникают также проблемы с транспортировкой. В связи с этим компоненты ветряных турбин производятся секциями, которые затем транспортируются для сборки на месте [14].

Роботизированная инспекция

Первоначально основным методом выявления повреждений ветряных турбин был ручной осмотр с использованием камеры и телеобъектива. Однако из-за человеческих ограничений повреждения ветряных турбин редко обнаруживаются до достижения критического состояния.SNL, International Climbing Machines и Dolphitech работают вместе над разработкой автономного робота, который может вертикально прикрепляться к ветряной турбине, перемещаться и самостоятельно обнаруживать любые внешние или внутренние проблемы с бортовыми камерами и своей «фазированной решеткой ультразвукового изображения» [17]. . Целью этой разработки является быстрое обнаружение повреждений турбины, чтобы минимизировать затраты на техническое обслуживание и время простоя турбины, что может увеличить срок службы и эффективность турбины. Автономные роботы-инспекторы могут использоваться как для наземных, так и для морских ветряных турбин и могут обнаруживать любые отклонения в работе ветряных турбин с помощью лопастей любого размера.

SNL также работает над оснащением дронов инфракрасными камерами для обнаружения повреждений с помощью тепловизоров. Этот процесс включает в себя воздействие солнечных лучей на лезвия и затемнение их тенями. Когда на лезвия не попадает солнечный свет, тепло от лезвий распространяется внутрь, не причиняя никакого вреда. Однако поврежденные участки препятствуют распространению тепла внутрь, в результате чего поверхность остается горячей, и эти горячие точки на инфракрасной камере показывают повреждения.

Рисунок 6.Роботизированный гусеничный робот, выполняющий осмотр береговой ветряной турбины [17].

Функциональность для холодной погоды

Согласно последним новостям, в конце февраля 2021 года в штате Техас обрушились зимние штормы, в результате чего более четырех миллионов техасцев остались без электричества и тепла во время пиковых отключений [18]. Основная причина этих отключений электроэнергии была связана с перебоями в работе государственных газовых, угольных и атомных электростанций из-за низких температур. Кроме того, экстремально низкие температуры вызвали замерзание ветряных турбин, что значительно повлекло за собой дальнейшие отключения, как, например, Texas

.

имеет почти 15 000 ветряных турбин, и в 2020 году на энергию ветра приходилось 23% электроэнергии штата [19].Хотя ископаемое топливо является основным источником производства электроэнергии в Техасе, потеря ветряных турбин существенно увеличила нехватку энергии во время погодного кризиса, поскольку потребность в энергии резко возросла.

Рис. 7. Поломка основных источников электроэнергии в Техасе и, следовательно, секторов, наиболее пострадавших от зимних штормов [20].

Плохая работа при низких температурах и отсутствие комплектов для холодной погоды являются основными причинами замерзания ветряных турбин Техаса.Как правило, ветряные турбины, используемые в более холодных регионах, оснащены противообледенительными устройствами и встроенным обогревателем для защиты важнейших компонентов турбин, таких как двигатели тангажа и рыскания, редуктор и аккумулятор, от экстремальных отрицательных температур [21]. Специальные технологии для холодной погоды и защиты от обледенения предназначены для предотвращения скопления льда на лопастях турбин, а также для обнаружения и удаления льда в неизбежных обстоятельствах. Накопление льда на лопастях ветряных турбин может серьезно ухудшить их работу, поскольку это увеличивает вес и изменяет аэродинамику лопастей, что может вывести вращающиеся лопасти из равновесия или полностью предотвратить вращение лопастей [19].

Однако, из-за исторически теплого климата Техаса, установка противообледенительных механизмов не требуется в пользу экономии затрат. Недавние зимние штормы могут стать поводом для пропаганды внедрения технологий холодной погоды для улучшения функциональности ветряных турбин при низких температурах, чтобы предотвратить кризисы, вызванные погодными условиями в будущем.

Ветряная электростанция Lac Alfred, расположенная недалеко от Амки, Квебек, ранее испытывала значительные простои турбины из-за скопления льда, что привело к внедрению системы предотвращения обледенения Wicetec Oy (WIPS) [22].В этой системе используются встроенные электронагреватели на углеродной основе для быстрого нагрева поверхности лопаток турбины до контролируемой температуры при обнаружении льда [23]. Ветроэлектростанция Карибу в Нью-Брансуике, Канада, испытывала технологию WIPS, но не смогла оправдать ее дорогостоящее внедрение на всех лопастях ветряных турбин. Отсутствие значительных условий обледенения привело к тому, что ветряная электростанция Карибу обратилась к другим вариантам защиты от обледенения, таким как электрически нагреваемые плитки, использование черной краски на лопастях для поглощения УФ-энергии и нанесение покрытий с вертолетов [22].Несмотря на гораздо более теплый климат, Техас может принять аналогичные решения для холодной погоды, оптимальные для районов, которые нечасто подвергаются обледенению, поскольку дальнейшие разработки направлены на повышение эффективности и экономической целесообразности вышеупомянутых технологий.

Рис. 8. Вертолет, распыляющий антиобледенительные агенты непосредственно на лопасти ветряной турбины, по результатам испытаний ветряных ферм Карибу [23].

Заключение

Энергия ветра является растущим альтернативным источником энергии и может заменить традиционные ископаемые виды топлива в будущем при условии проведения соответствующих исследований и разработок.В области ветроэнергетики в последнее время появилось много достижений / разработок, например, оффшорные платформы, которые могут снизить затраты на электроэнергию и легко устанавливаются на поверхности глубоких вод. Глубокие воды вблизи прибрежных районов имеют предсказуемые скорости и направления ветра, что позволяет оптимально производить электроэнергию. Кроме того, будущие разработки, такие как роботизированные гусеницы, могут проверять и обнаруживать проблемы на больших ветряных турбинах, а новые усовершенствования в размере ротора и лопастях позволяют оптимальное использование ветра при минимальных производственных затратах.Кроме того, дальнейший упор, вероятно, будет сделан на функциональность ветряных турбин в холодную погоду, поскольку экстремально низкие температурные условия могут привести к замерзанию турбин и оставить значительную часть населения без электричества и тепла, о чем свидетельствуют недавние зимние штормы, охватившие Техас. При сравнении наземных и морских ветряных турбин становится очевидным сходство и различие между ними. Береговые ветряные турбины дешевле в управлении и производстве, но не могут производить энергию круглый год.Кроме того, в местах их установки возникают непредсказуемые скорость и направление ветра. Морские ветряные турбины дороже в производстве и обслуживании, но с инвестициями и технологическими достижениями они могут обеспечить гораздо больше энергии, чем береговые ветряные турбины.

Министерство энергетики США прогнозирует, что к 2050 году в стране будет 404 гигаватта ветроэнергетических мощностей, что достаточно для удовлетворения более одной трети потребностей страны в электроэнергии [24].По данным Бюро труда США [25], с ростом потребительского спроса на чистую возобновляемую энергию ветроэнергетика является вторым по темпам роста возобновляемым источником энергии. Однако есть некоторые недостатки, такие как высокая стоимость строительства и низкая долговечность ветряных турбин. Разработанная и модернизируемая в настоящее время технологическая инновация — это конструкция поплавка-паука. Эта технология плавучего основания была разработана для максимального увеличения выработки электроэнергии, снижения затрат и повышения экономической жизнеспособности морских ветряных турбин.Еще одним важным нововведением в ветряных турбинах являются генераторы с прямым приводом (DDG), которые могут вырабатывать электричество со скоростью ротора [26]. Однако необходимы дорогие магниты, чтобы заменить оригинальные магниты, чтобы достичь определенной частоты, но с легкими DDG и сверхпроводниковыми генераторами не требуется дорогих материалов для достижения оптимальных характеристик [26]. В ближайшие десятилетия, вероятно, будут внесены новые усовершенствования в компоненты и конфигурации ветряных турбин, что приведет к дальнейшему продвижению технологий ветроэнергетики в центр внимания возобновляемых источников энергии.

О докторе Радж Шах

Доктор Радж Шах — директор компании Koehler Instrument Company в Нью-Йорке, где он проработал последние 25 лет. Он избран научным сотрудником своих коллег из IChemE, CMI, STLE, AIC, NLGI, INSTMC, Энергетического института и Королевского химического общества. Лауреат премии ASTM Eagle, доктор Шах недавно опубликовал бестселлер «Справочник по топливу и смазочным материалам». ,
подробности о которых доступны по адресу https: // www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/MNL/SOURCE_PAGES/MNL37-2ND_foreword.pdf

Доктор наук в области химической инженерии Университета штата Пенсильвания и научный сотрудник Института дипломированного менеджмента, Лондон, доктор Шах также является дипломированным ученым в Научном совете, дипломированным инженером-нефтяником в Энергетическом институте и дипломированным инженером. с Инженерным советом Великобритании. Адъюнкт-профессор кафедры материаловедения и химической инженерии в Государственном университете Нью-Йорка, Стоуни-Брук, Радж имеет более 330 публикаций и работает в нефтяной сфере в течение 3 десятилетий.Более подробную информацию о Радже можно найти на https://www.petro-online.com/news/fuel-for-oughtt/13/koehler-instrument-company/dr-raj-shah-director-at-koehler-instrument- компания-награждена-разноплановыми-наградами / 53404

О Стэнли Чжане и Эндрю Киме

Стэнли Чжан и Эндрю Ким — студенты Государственного университета Нью-Йорка, Стони-Брук, где доктор Шах является председателем внешнего консультативного комитета Департамента.материаловедения и химической инженерии.

Ссылки

[1] «Ветровые турбины обеспечивают 8% генерирующих мощностей США, больше, чем любой другой возобновляемый источник». EIA, 2 мая 2017 г.

[2] «Как долго служат ветряные турбины? Можно ли продлить их жизнь? » TWI, TWI

[3] «Основы ветроэнергетики». AWEA, AWEA

[4] «Ветровая техника нового поколения.”Energy.gov, Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии

[5] Liu, Yichao, et al. «Разработки полупогружных плавучих оснований для ветряных турбин: всесторонний обзор». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Пергамон, 6 февраля 2016 г.

[6] Tescione, G., et al. «Анализ модели свободного вихревого следа для исследования ротора и ближнего следового течения ветряной турбины с вертикальной осью». Возобновляемая энергия, Пергамон, 10 ноября 2015 г.

[7] Бачинский, Эрин Э., и Торгейр Стон. «Соображения по конструкции ветряных турбин на платформе натяжных опор». Морские сооружения, Эльзевир, 3 ноября 2012 г.

[8] Cheng, Zhengshun, et al. «Сравнительное исследование динамических характеристик плавающих горизонтальных и вертикальных ветряных турбин лонжеронного типа». Онлайн-библиотека Wiley, John Wiley & Sons, Ltd, 7 июля 2016 г.

[9] Филлинг, Ивар и Бертельсен, Петтер. WINDOPT: «Инструмент оптимизации плавающих опорных конструкций для глубоководных ветряных турбин.Материалы Международной конференции по морской механике и арктической инженерии », 2011 г.

[10] Бейлс, Кори. «Продление срока службы ветряных турбин за счет модернизации подшипников качения». Ветроэнергетика и разработка, Ветроэнергетика, 3 фев.2020 г.

[11] Макгуайр, Автор: Нэнси. «Проблемы смазывания в отрасли ветроэнергетических установок». Центр энергетики, трибология и смазочные технологии, 18 сентября 2019 г.

[12] Saurabhjain.«Компоненты промышленных ветряных турбин». Машиностроение, Invision Community, 21 ноября 2015 г.

[13] Каффари, Бенедетт. «Морские и береговые ветряные фермы». AZoCleantech.com, AZO Cleantech, 11 декабря 2019 г.

[14] «Больше значит лучше, когда дело касается потенциала ветроэнергетики». Energy.gov, 21 октября 2019 г.

[15] Автор. «FCPS». Гибридная ветряная турбина и солнечная панель Lanier в новостях! | Средняя школа Lanier, В центре внимания, 14 ноя.2017

[16] Bortolotti, Pietro, et al. «Сравнение конструкции ротора ветряной турбины мощностью 10 МВт для противотока и против ветра». Наука о ветроэнергетике, Copernicus GmbH, 31 января 2019 г.

[17] Дормель, Люк. «Гусеничные роботы и дроны для визуализации отслеживают повреждения ветряных турбин». Цифровые тенденции, Цифровые тенденции, 27 июня 2019 г.

[18] Богель-Берроуз, Николас и др. «Зимняя буря в Техасе: что нужно знать». Нью-Йорк Таймс. 20 февраля 2021 г.

[19] Мориарти, Рик.«Почему ветряные турбины в Нью-Йорке продолжают работать в суровые холода, в отличие от тех, что есть в Техасе». Syracuse.com. 19 февраля 2021 г.

[20] Browne, Ed. «Почему замерзли ветряные турбины в Техасе, когда они работают в Арктике?» Newsweek. 18 февраля 2021 г.

[21] Карпентер, Скотт. «Почему ветряные турбины в холодном климате не замерзают: удаление льда и углеродное волокно». Forbes. 16 февраля 2021 г.

[22] Froese, Michelle. «Холодная, суровая правда о льду на лопатках турбин.”Ветроэнергетика и развитие. 25 октября 2018 г.

[23] «Как предотвратить обледенение ветряных турбин? — Технология WIPS ». Wicetec Oy. 2019.

[24] Маркетинг, GME. «Что вам нужно знать о будущем ветроэнергетики: зеленая горная энергия». Компания Green Mountain Energy, Компания Green Mountain Energy, 18 декабря 2018 г.

[25] Торпей, Елка. «Зеленый рост: прогнозы занятости в экологически ориентированных профессиях: перспективы карьеры.”Бюро статистики труда США, Бюро статистики труда США, апрель 2018 г.

[26] Osmanbasic, E. (нет данных). «Будущее ветряных турбин: сравнение прямого привода и коробки передач». 13 августа, 2020

Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения AltEnergyMag

---

Комментарии (0)

Эта запись не имеет комментариев.Будьте первым, кто оставит комментарий ниже.

---

Опубликовать комментарий

Вы должны войти в систему, прежде чем сможете оставлять комментарии. Авторизуйтесь сейчас.

Рекомендуемый продукт

Комплексная гарантия качества для солнечной энергии и накопителей энергии

Clean Energy Associates предоставляет полное решение по обеспечению качества, которое охватывает весь жизненный цикл продукта фотоэлектрических модулей, систем хранения и каждого компонента баланса систем (BOS).Опытная местная и международная команда инженеров по контролю качества и менеджеров по работе с клиентами CEA предлагает беспрецедентный контроль качества, который может защитить инвестиции в солнечную энергию и накопители и обеспечить жизнеспособность производства энергии в будущем на протяжении всего срока службы продукта.

Разница между ветряной мельницей и передовой технологией ветряных турбин

Пора перестать называть передовые ветряные турбины «ветряными мельницами».”

Для начала сделаем вывод: Ветряк — это не ветряк — или ветряк. Ветряные мельницы и ветряные насосы существуют уже 100 лет. Ветряные мельницы использовались для измельчения зерна, а ветряные насосы служили для откачки воды из земли и ее осушения, чтобы очистить землю. Ветровые турбины — так же, как плотины гидроэлектростанций и атомные электростанции — вырабатывают электроэнергию, и современные технологии ветряных турбин сами по себе поместили их в отдельный класс.

Единственное, что у них общего, помимо нескольких механических особенностей, — это то, что они двигаются ветром.Давайте посмотрим на разницу между ветряной мельницей и ветряной турбиной, которую вы сегодня найдете на склоне холма или на берегу — действительно удивительно видеть, на что способна современная технология шага лопастей!

Разница между ветряной мельницей и ветряной турбиной

Ветряные мельницы представляют собой устаревшую (хотя и все еще используемую) технологию, в то время как в ветряных турбинах по-прежнему используются более новые, более гибкие технологии. Начнем со старого:

Краткая история ветряных мельниц

Ветряные мельницы и ветряные насосы относительно мало изменились с 600-х годов, когда они впервые вошли в употребление в регионе Систан (ныне Иран и Афганистан).Спустя столетие ветряные мельницы и ветряные насосы работали повсюду на Ближнем Востоке, а также в Китае. К 1300-м годам ветряные насосы осушали голландские долины для создания сельскохозяйственных угодий.

В США ветряные насосы получили гораздо большее распространение, чем ветряные мельницы. С 1850 по 1970 год ветряные насосы разрослись, как сорняк, по всей стране, и появилось более 6 миллионов человек. Большинство обеспечивали водой фермы и домашний скот.

Первая ветряная турбина, производящая электричество, появилась в Огайо в 1888 году.Но только в 1970-х годах — в разгар нефтяного кризиса — появились турбины, способные вырабатывать более 25 кВт. С тех пор достижения в технологии ветряных турбин создали сложные машины, расположенные на площади более 100 акров одновременно, в то время как потомки животных, которых орошают ветряные насосы, пасутся под их лопастями.

Как работают ветряные мельницы, ветряные насосы и ветряные турбины

Ветряные мельницы преобразуют энергию ветра в энергию вращения, которая включает механизм измельчения зерна.Эти мельницы бывают разных форм, но принцип остается прежним. Энергия используется для вращения шлифовальных камней, которые превращают зерно в муку. У большинства ветряных мельниц даже есть способность раскачивать лопасти! Это достигается путем регулировки формы и размера лопастей ткани с учетом изменений ветровых условий.

Ветровые насосы используют энергию ветра для вращения лопастей, которые, в свою очередь, заставляют шток трансмиссии двигаться вверх и вниз, поднимая и опуская поршень. Поршень является частью насоса.Цилиндр насоса наполняется водой, когда поршень опускается. Когда он поднимается, вода становится доступной в резервуаре, колодце или трубе.

Ветряные мельницы и ветряные насосы похожи на современные ветряные турбины в том смысле, в каком первый самолет братьев Райт похож на бомбардировщик-невидимку B-2. Оба нуждаются в соответствующей атмосфере для работы. Однако в обсуждении ветряной мельницы и ветряной турбины на этом сходство заканчивается.

Ветровые турбины вырабатывают электроэнергию, которую можно использовать сразу на ветровой площадке (скажем, для использования в сельских или распределенных ветроэнергетических установках) или передавать на большие расстояния в места, где требуется электричество.Конечный продукт — это электроэнергия, а не вода или мука. В ветряной турбине нет фрезерования или накачки, хотя электричество, которое она вырабатывает, можно использовать для этого.

Для выработки электроэнергии коммерческая ветряная турбина стоит на высоте от 30 до 100 м над землей, чтобы использовать преимущества более быстрых и стабильных ветров. Ротор, состоящий из лопастей и ступицы, соединен с системой управления шагом, состоящей частично из системы привода шага. Ветроэнергетические компании, использующие высококачественные версии этой технологии шага лопастей , получают преимущество в том, что привод ловко стабилизирует скорость ротора и безопасно останавливает его в опасных условиях.Эта передовая технология лопастей ветряных турбин максимизирует рентабельность и увеличивает срок службы турбины .

К ротору может быть прикреплен тихоходный вал. Это, в свою очередь, соединяется с коробкой передач, которая увеличивает скорость вращения до уровней, необходимых генератору для выработки электричества. (Это не всегда так. Может быть трансмиссия с высокой или средней скоростью, также известная как оптимальная выходная скорость. Существуют также турбины с прямым приводом без шестерни в трансмиссии.)

Эти современные машины управляются главным контроллером турбины, который получает входные данные от всех различных подсистем, взаимодействует с операционным центром и имеет последнее слово в безопасной эксплуатации.Современная электроника — это основная часть каждой системы, которая работает сегодня в ветряной турбине.

Что будет дальше в технологии лопастей ветряных турбин?

Называть ветряные турбины ветряными мельницами — значит искажать их функцию и назначение. Усовершенствования технологии ветряных турбин подняли ветровые турбины на уровень, далеко превосходящий самые смелые мечты наших предков.

Чтобы лучше понять, на что способна усовершенствованная система привода шага по сравнению с обычной (каламбурной) системой, нажмите ниже и задайте вопрос!

.