Характеристики ветроэнергетических установок

Наиболее широкое распространение получили горизонтально - осевые ВЭУ. Они серийно производятся и внедряются многими фирмами. Производители и экспортеры ветроэнергетических установок - это в основном фирмы Германии и Дании.

Таблица 1.1.Техническая характеристика ветроэнергетических установок мощностью 1000…1500 кВт (Германия, Дания)

Вопросы и задачи.

1. Оцените перспективность использования энергии ветра в районах с различными ветровыми условиями.

2. Каково назначение и состав ветроэнергетической установки? Что означают термины: «ветроэнергетическая установка», «ветроэлектрическая установка», «ветродвигатель», «ветроколесо», «ветроротор», «ветроэлектрогенератор», «ветроэлектростанция»?

3. Как подразделяются ветроэнергетические установки по взаимному положению оси ветроколеса и направлению воздушного потока? По вращающей силе? По геометрическому заполнению? По назначению? По движущей силе?

4. Чем отличаются характеристики ветроколес с большим и малым геометрическим заполнением?

5. Назовите особенности ветроэнергетических установок с горизонтальной осью?

6. Перечислите известные типы вертикально-осевых ветродвигателей.

7. Нарисуйте конструктивную схему и объясните устройство и принцип действия:

· чашечного ротора,

· ротора Савониуса,

· ротора с откидными пластинами,

· ротора Эванса, ротора Дарье,

· ротора Флеттнера.

8. Определите расчетную мощность двухлопастной горизонтально-осевой ветроэнергетической установки с размахом лопастей 7,54 м, при расчетной скорости ветра 12 м/с и плотности воздуха 1,3 кг/м² , оптимальную быстроходность и частоту вращения ветроколеса, об/мин., полагая =0,3. Определите передаточное отношение редуктора для привода синхронного генератора с номинальной частотой вращения 1500 об/мин.

Ответ: 15 кВт, 6,28, 191 об/мин, 1: 7,85.

9. Определите расчетную мощность трехлопастной горизонтально-осевой установки с размахом лопастей 42 м, при расчетной скорости ветра 11 м/с и плотности воздуха 1,3 кг/м куб., а также оптимальную быстроходность и частоту вращения ветроколеса, об/мин., полагая =0,35. Определите номинальную мощность, частоту вращения и число пар полюсов прямоприводного синхронного генератора при номинальной частоте сети 50 Гц, если КПД генератора 85,9%.

Ответ: 419,3 кВт, 4,19, 21 об/мин, 360кВт, 21 об/мин., 150 пар полюсов.

10. Определите пределы изменения коэффициента торможения потока и их физический смысл.

Ответ. При , =0 и =0– идеальный холостой ход , при , =1 и =0 ветроколесо не пропускает поток и не развивает мощности.

11. Определите максимальное значение коэффициента мощности горизонтально-осевой ветроэнергетической установки, использующей подъемную силу. Чему равны практически достижимые значения ?

Ответ. 0,59

12. Определите эффективность использования ветрового потока (максимальное значение коэффициента мощности) контрроторной ветроэнергетической установки с синхронным двухроторным магнитоэлектрическим генератором, рис.2.1.9, где ВК1 и ВК2 – 1-е и 2-е встречно – вращающиеся ветроколеса, ВС и ВР – вращающиеся ротор и статор. Чему равны практические значения коэффициента использования мощности ветрового потока?

Ответ. 0,615

Рис.1.1.8 Контрроторная ВЭУ с двухроторным синхронным магнитоэлектрическим генератором

13. Определите скорость ветра, при которой скорость концов лопастей ветроколеса радиусом 40 м при постоянной быстроходности z=6,3 достигнет скорости звука.

0твет. 78,7об/мин.