Принципы работы, механика устройств ветроустановок 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Принципы работы, механика устройств ветроустановок



↑ вверх

Ветер, движущийся горизонтально вдоль открытого пространства земли или поверхности моря, при соприкосновении с крыльями ротора ветрогенератора, заставляет их вращаться, те в свою очередь, вращают стержневую ось, которая приводит в движение механизмы генератора, преобразующего механическую силу вращения в электроэнергию.

Лопасти ВЭУ вращаются за счет движения воздушной массы. Чем больше воздушная масса, тем быстрее вращаются лопасти и тем больше электроэнергии вырабатывает ВЭУ.

В основном для ветрогенераторных энергостанций используется ветряки с горизонтальной осью вращения.

ВЭУ с горизонтальной осью вращения, имеющие две или три лопасти, установленные на вершине башни, — наиболее распространенный тип ВЭУ.

Расположение ведущего вала ротора — части турбины, соединяющей лопасти с генератором, — считается осью машины.

У турбин с горизонтальной осью вращения ведущий вал ротора расположен горизонтально.

В рабочем состоянии относительно направления воздушного потока ротор турбины может находиться перед опорой — так называемый наветренный ротор или за опорой — подветренный ротор.

Чаще всего турбины с горизонтальной осью вращения имеют две или три лопасти, хотя есть и модели с большим числом лопастей.

Последние ВЭУ представляют собой диск с большим количеством лопастей. Они получили название «монолитных» установок.

Такие установки используются, в первую очередь, в качестве водяных насосов.

Когда ротор турбины с малым количеством лопастей (две-три) не является сплошным, такие ветрогенераторы относят к «немонолитным» установкам.

Для наиболее эффективной работы ВЭУ ее лопасти должны максимально взаимодействовать с ветровым потоком, проходящим через площадь вращения ротора.

ВЭУ с большим количеством лопастей обычно работают при низких скоростях вращения.

В то время как установки с двумя или тремя лопастями должны вращаться с очень высокой скоростью, чтобы максимально «охватить» ветровые потоки, проходящие через площадь ротора.

ВЭУ с большим количеством лопастей менее эффективны, чем турбины с двумя или тремя лопастями, так как лопасти создают помехи друг другу.

По способу взаимодействия с ветром ВЭУ делятся на установки с жестко закрепленными лопастями без регулирования и на агрегаты, у которых лопасти сделаны с изменяющимся углом.

Обе конструкции имеют преимущества и недостатки. ВЭУ, у которых лопасти сделаны с изменяющимся углом, имеют более высокую эффективность использования ветра и, соответственно, они вырабатывают больше электроэнергии.

В то же время, эти ВЭУ должны быть оснащены специальными подшипниками, которые, исходя из имеющегося уже опыта, часто являются причиной поломок агрегатов.

Турбины с жестко закрепленными лопастями более просты в обслуживании, однако их эффективность использования ветрового потока ниже.

 

Дополнить или исправить

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ВЕТРОУСТАНОВОК

↑ вверх

ВЕТРОКОЛЕСО

Ветроколесо (ротор) преобразует энергию набегающего ветрового потока в механическую энергию вращения оси турбины.

Диаметр ветроколеса колеблется от нескольких метров до нескольких десятков метров. Частота вращения составляет от 15 до 100 об/мин.

Лопасти ветроколеса производят из стекловолокна, полистирола, эпоксидного полимера или углепластика. У некоторых из них есть деревянный каркас.

Длина лопастей современных ВЭУ варьируется от 25 до 50 м, вес лопасти может превышать 1 тыс. кг. Обычно для соединенных с сетью ВЭУ частота вращения ветроколеса постоянна.

МУЛЬТИПЛИКАТОР-ТРАНСМИССИЯ

Мультипликатор-трансмиссия — промежуточное звено между ветроколесом и электрогенератором, который повышает частоту вращения вала ветроколеса и обеспечивает согласование с оборотами генератора.

Исключение составляют ВЭУ малой мощности со специальными генераторами на постоянных магнитах; в таких ветроустановках мультипликаторы обычно не применяются.

БАШНЯ

На башне (ее иногда укрепляют стальными растяжками) установлено ветроколесо. У ВЭУ большой мощности высота башни достигает 75 м.

Обычно это цилиндрические мачты, хотя применяются и решетчатые башни.

ОСНОВАНИЕ

Основание (фундамент) предназначено для предотвращения падения установки при сильном ветре.

Кроме того, для защиты от поломок при сильных порывах ветра и ураганах почти все ВЭУ большой мощности автоматически останавливаются, если скорость ветра превышает предельную величину.

Для целей обслуживания они должны оснащаться тормозным устройством. Горизонтально-осевые ВЭУ имеют в своем составе устройство, обеспечивающее автоматическую ориентацию ветроколеса по направлению ветра.

СИСТЕМА КОНТРОЛЯ

Большинство систем ВЭУ контролируются и управляются с помощью компьютера, который может находиться на удалении от ВЭУ.

Система контроля угла наклона лопастей «разворачивает» лопасти под углом, нужным для эффективной работы при любой скорости ветра. Система контроля направления оси ротора разворачивает ВЭУ по направлению к ветру в горизонтальной плоскости.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-22; просмотров: 272; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.87.90.21 (0.005 с.)