Ветроагрегаты 4-40 кВт для низкопотенциальных ветров

Опубліковано Травень 18th, 2010 автор: webmaster

Имеющиеся на рынке Украины ветроагрегаты мощностного диапазона 3-5 кВт чаще всего представляют собой трехлопастные высокооборотные импортные системы, страгивающиеся (начинающие вращение) при скорости ветра порядка 4-6 м/с и выходящие на режим генерации указанной в паспорте мощности при ветрах скоростью 10-15 м/с. Большие скорости ветров - редки, из-за чего время выработки электроэнергии составляет всего около 17%. Эта особенность не позволяют ежедневно получать от «лопастников» количество энергии, которое можно непосредственно применить в хозяйстве, вызывает необходимость строительства высотных опор в надежде получить 15-20% прироста скорости ветропотока.

Преобладание на территории Украины скорости повседневных ветров в 3-4 м/с определяет необходимость использования лопастей ветроколеса со значительной площадью, эффективно преобразующих не только кинетический напор ветропотоков, но и незначительную разницу потенциальных давлений с наветренных и подветренных сторон лопастей (как в парусном спорте). Для практической проверки и оптимизации, летом 2009 г. была изготовлена модель диаметром 5 м с лопастями в виде тканевых парусов (см. ниже), экспериментально снятые значения были использованы при разработке конструкции ветроколеса с металлическими парусами.

В новой конструкции для обеспечения долговечности и лучшего аэродинамического качества использованы твердые паруса из окрашенной порошковым методом оцинкованной стали с гарантией от производителя более 40 лет от сквозного проржавливания. Цвета окраски: серый, серебристый, белый, лимонный, светло-зеленый, зеленый, синий, вишневый, шоколадный, красно-коричневый, бежевый. Для обеспечения бесшумности работы и возможности объединения мощности от нескольких ветроколес, применена гидравлическая система низкого давления, в качестве гидравлической жидкости могут использоваться вода, антифриз, водно-масляная эмульсия. Гидравлическое сложение мощности и объемная гидропередача позволяют использовать один общий электрогенератор на группу ветроколес (в том числе через обгонную муфту - на вал бензоэлектростанции для случаев безветренной погоды), а также согласовать достаточно низкие обороты ветроколеса (1 оборот за 2 с) с оборотами электрогенератора. На валу выходного гидромотора системы гидропередачи может устанавливаться шкив для непосредственного отбора механической мощности – для крупорушки, циркулярной пилы и т.п.

В качестве трубопроводов гидросистемы применяются обычные газоводопроводные стальные или полипропиленовые трубы. Для полива и водопонижения могут быть изготовлены помпы с гидроприводом (а не с электроприводом), положительно зарекомендовавшие себя в самых тяжёлых условиях эксплуатации (фото слева – Dynaset, Финляндия). Погружные скважинные поршневые (плунжерные) насосы рассчитываются под конкретный заказ (производительность и напор зависят от дебета скважины, глубины расположения зеркала и пр.).
Применение ветрогенератора идеально подходит для накачки воды для полива в промежуточный пруд, для обогрева теплиц (в грунт в слой песка укладывается стальная катанка 4-5 мм, через которую пропускается ток от электрогенератора), для сушки древесины. Заложенные при проектировании принципы обеспечили получение большего вращающего момента ветроколеса по сравнению с ближайшим аналогом в России (Каплий В.И. - Таганрогский университет, группа «Gravio») и большую функциональность применения.

Преимущества предлагаемых ветрогенераторов:

работа на минимальных скоростях ветропотоков - скорость ветра для максимальной аэродинамической тяги профилей – 3,65 м/с. Электроэнергия будет вырабатываться, когда другие (лопастные) системы даже не начнут вращение;
безмачтовое размещение, без фундамента и без оттяжек с использованием невысоких опор из труб диаметром 159 - 219 мм: на поверхности грунта - с заглублением в шурф на 2 м или на крышных перекрытиях сельхозсооружений – на пластину с откосами под анкерные болты;
отсутствие необходимости установки ветроколеса точно над скважиной – расстояние между местом установки ветроколеса и скважиной может составлять десятки метров;
возможность суммирования мощностей нескольких отдельно расположенных ветроколес для работы на общий мощный электрогенератор. По оценке Института гидродинамики им. Лаврентьева СО РАН, с 1 км2 площади поверхности, наземными ветромодулями от приземных слабых ветропотоков может сниматься более 5 МВт мощности;
бесшумность работы обеспечивается низкооборотностью и применением гидромультипликатора;
наличие гарантии 18 месяцев, расчетный эксплуатационный срок - более 10 лет.