Характеристики крыльчатого ветрогенератора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Характеристики крыльчатого ветрогенератора

Чумаков Г.А., магистр

1 курс, энергетический факультет Ростовский государственный университет путей сообщения

Россия, г. Ростов-на-Дону

Аннотация

Из-за возникших, в современном мире, проблем с экологией, непрерывным ростом цен на энергоресурсы общество стало активно развивать и внедрять новые методы производства энергии на основе неисчерпаемых ресурсов, а именно солнца, воды и ветра. Каждый из источников имеет свои достоинства и недостатки, на данном этапе развития альтернативной энергетики наиболее предпочтительной является энергия ветра, за счет доступности и достаточно высокой эффективности.

Существуют некоторые природные ограничения использования ветрогенераторов, а денежные затраты на выработку электроэнергии при помощи ветровой и солнечной энергии колеблются, приблизительно, в одинаковых пределах. Безусловно, в прибрежных зонах, северных широтах, регионах с частой сменой ветров, использование ветрогенераторов предпочтительнее. В связи с этим является важным исследование зависимости мощности, развиваемой ветрогенератором, от скорости ветра.

На данном этапе серийного производства существует два типа ветрогенераторов:

- карусельные, особенностью которых является вертикальное положение оси вращения относительно направлению ветра;

- крыльчатые или же ветряки горизонтального типа. Этот тип чаще используется для промышленной выработки элетроэнергии.

Целесообразность использования ветроэнергетической установки сводится к вопросу о величине среднегодовой скорости ветра по выбранному региону.

Из произведенных расчетов, выяснилось, что установка ветрогенератора считается целесообразной при средней скорости ветра от 3,5 м/с, максимальный КПД, как и максимальная мощность достигаются при показателях скорости ветра в 9...11 м/с. При последующем росте скорости ветра КПД и мощность начинают падать, а объясняется это тем, что ветрогенератор постепенно начинает поворачиваться к ветровому потоку боком. Это способствует уменьшению выработки электроэнергии. Стоит отметить пользу этого маневра. Он, в свою очередь, обеспечивает надежность и безопасность ветроэнергетической установки в случаях сильного, шквалистого ветра.

Для расчета был принят крыльчатый генератор горизонтального типа мощностью 10 кВт.

Расчет мощности производился по формуле:

Результаты, проведенных расчетов, представлены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Зависимость мощности от скорости ветра

В результате расчетов выяснилось, что мощность также зависит и от диаметра ротора и площади, покрываемой вращающимися лопастями.

Для уточнения величины мощности, развиваемой крыльчатым ветрогенератором при выбранных в работе скоростях ветра в заданных регионах, были произведены расчеты, результаты которых представлены в таблице 1.1.

крыльчатый ветрогенератор ротор

Таблица 1.1 -Характеристики ветрогенераторов

Результаты таблицы 1.1 представлены на рисунке 1.2.

На основании анализа графических зависимостей, представленных на рисунках 1.1 и 1.2, полученных расчетным путем можно констатировать, что:

- зависимость мощности от скорости ветра имеет нелинейный характер и увеличивается с ростом скорости ветра от 3,5...11 м/с. Дальнейшее увеличение скорости ветра будет вести к падению вырабатываемой мощности, по причинам, описанным выше;

- данная графическая зависимость позволяет произвести адекватный выбор ветрогенератора по мощности в зависимости от скорости ветра в регионе;

- зависимость, представленная на рисунке 1.2 показывает, что тенденция изменения мощности в зависимости от диаметра ротора сохраняется, однако, расчетным путем показано ее 3.. .5 % уменьшение, что позволяет оптимизировать выбор ветрогенератора.

Использованные источники

1. Безруких, П.П. Ветроэнергетика / П.П. Безруких, (мл.) Безруких Безруких Грибков. - М.: Интехэнерго-Издат, Теплоэнергетик,

2. Земсков, В.И. Возобновляемые источники энергии в АПК. Учебное пособие / В.И. Земсков. - М.: Лань, 2014.

Размещено на Allbest.ru