Принцип работы ветроэнергетических установок

Ветроэнергетическая установка представляет собой комплекс оборудования, в состав которого входят:

 

1. ветрогенератор,
2. аккумулятор,
3. инвертор,
4. коммутационное оборудование, кабель, прочие устройства.

Внимание! Имеется много вариантов конструкции ветряков, но общий состав установки практически неизменен.

 

Принцип действия ветроустановок основан на использовании энергии ветра. Поток воздействует на лопасти рабочего колеса, приводя их во вращение. Оно передается на генератор, производящий электроток. Генератор заряжает аккумуляторы, напряжение с которых подается на инвертор, создающий переменный ток 220 В 50 Гц, необходимый для потребителей.

 

Существуют отдельные ветряки, питающие насосы или иные несложные устройства, которые подают напряжение напрямую на потребляющий прибор. Но, при возникновении нештатных ситуаций, например, внезапном усилении ветра, потребитель может выйти из строя вследствие резкого скачка напряжения.

 

В последнее время значительно увеличился интерес к ветроэнергетике со стороны изобретателей и конструкторов. Постоянно появляются новые конструкции, которые обладают все большими возможностями. В частности, ведутся активные поиски способов увеличения КПД ветряка, и некоторые варианты имеют весьма высокие показатели по сравнению с применяющимися в настоящее время промышленными образцами ВЭУ.

 

Учитывая, что максимальное использование энергии ветрового потока согласно расчетам не может превышать 59,3%, а реальное использование намного ниже и составляет от 10%, то возможности для увеличения эффективности установок весьма высоки.
Виды оборудования

Существует две группы ВЭУ, отличающиеся друг от друга положением оси вращения рабочего колеса:

1. Горизонтальные. Внешне напоминают пропеллер.
2. Вертикальные. Лопасти таких устройств вращаются вокруг вертикальной оси. Имеется большое число конструкций вертикальных ветряков.

Принципиальным отличием этих двух типов конструкции является необходимость ориентирования горизонтальных устройств по направлению ветра и нетребовательность к этому вертикальных ветряков. Кроме того, для горизонтальных устройств обязательно наличие высокой мачты, так как расположение на высоте обеспечивает более интенсивное воздействие потоков ветра на ротор. Вертикальные конструкции в подъеме над уровнем земли нуждаются в меньшей степени.

 

При этом, эффективность горизонтальных ветряков в целом выше, чем у вертикальных устройств. Это происходит потому, что лопасти вертикальных роторов испытывают как полезное воздействие на рабочие части, так и противодействующие нагрузки на обратные стороны. Снижение уравновешивающего воздействия потока на обратные стороны лопастей является основной задачей конструкторов, пытающихся разработать наиболее удачную форму рабочего колеса.

 

Существуют опытные образцы, обеспечивающие высокую эффективность использования потока, но широкого производства таких устройств пока не наблюдается.

(Супер подробнопро ветряки:https://energo.house/veter/vetroenergeticheskie-ustanovki.html)

6. Автономные источники теплоэнергоснабжения. Фотоэлектрические панели.

солнечные батареи – это экологически чистый источник энергии. Они состоят из солнечной батареи (генератора постоянного тока), аккумулятора с устройством контроля заряда и инвертора, который преобразует постоянный ток в переменный.

Солнечные батареи в свою очередь состоят из набора солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей), которые непосредственно преобразуют солнечную энергию в электрическую. Большинство солнечных элементов производят из кремния, который имеет довольно высокую стоимость. Этот факт определят высокую стоимость электрической энергии, которая получается при использовании солнечных батарей.

Чем ярче солнечный свет, тем больший ток генерируется солнечными элементами. Зарядный ток и отдаваемая мощность в пасмурную погоду резко снижается. Это происходит за счет уменьшения отдаваемой батареей тока. Солнечные как и солнечные коллекторы, широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крышах домов.

Современные фотоэлектрические модули могут быть включены практически в любой архитектурный проект и как строительный материал для облицовки здания, в том числе высотного. Существуют здания, полностью облицованные солнечными батареями. Так, фасад здания может быть электрогенерирующим. Солнечные панели могут быть представлены в разных формах, например, в форме кровельной черепицы или использоваться как дорожное покрытие. Однако нужно учитывать немалый вес панели.

плюсы

● Бесплатное электричество.

● Тишина. В отличие от генераторов и других источников электроэнергии, солнечная станция работает абсолютно бесшумно.

● Длительный срок службы. Сегодня средняя продолжительность гарантии на солнечные панели достигает 25 лет.

● Простое обслуживание. Все, что вам потребуется – это регулярно смахивать пыль и снег с панелей.

● Не занимает полезного места. Большинство панелей устанавливается на крыше, где есть постоянное освещение в течение светового дня. Впрочем, батарею можно установить и на холме, на расчищенном участке земли - где угодно.

● Экологичность. В процессе эксплуатации панелей не вырабатывается никаких вредных выбросов и неприятных запахов.

минусы

● Высокая стоимость

● Непостоянство. потребуется дополнительный источник энергии или аккумулятор для освещения дома в пасмурные дни и темное время суток.

● Для больших объемов потребления придется заставлять панелями внушительную площадь, а это достаточно дорого.

7. Автономные источники теплоэнергоснабжения. Системы использования низкопотенциальной энергии планеты.