Содержание

Ветровая энергия в России: почему у нас так мало ветряков

Как это работает

Ветряки преобразуют ветер в электроэнергию. Работают они по принципу мельницы, только более высокотехнологичной. Потоки воздуха крутят лопасти, и те вращаются в вертикальной плоскости. Таким образом возникает механическая энергия, энергия движения. А подключенный к устройству генератор уже вырабатывает электричество.

Чем выше ветряк, тем больше он производит электроэнергии. Высота столба — от 20 м, а самый высокий в мире ветрогенератор находится в Германии, в Гайльдорфе. Он вырос аж до 178 м.

Строительство ветрогенератора в Гайльдорфе. Фото: mbrenewables

Ветроэнергетику первым делом облюбовали страны, которые заботятся об окружающей среде: Дания, Германия, Испания, Ирландия. Оно и понятно: нет вредных выбросов и опасностей для флоры и фауны. Другое достоинство в том, что ветряки не требуют дополнительного топлива: платить нужно только за их постройку и обслуживание, так что это выходит дешевле, чем другие виды энергии. Хотя конечно, стоимость строительства и обслуживания ветроэлектростанций сильно варьирует в зависимости от многих факторов: место строительства, высота, материалы, дополнительное оборудование. 

Стоит заметить, что ветряки не так невинны: из-за них гибнут птицы и летучие мыши. Около тысячи в год погибают от одного генератора.

Главная проблема ветряков — внезапно — в том, что они работают лишь благодаря ветру. Так что местность для генератора нужно тщательно выбирать. Впрочем, и для этой проблемы уже нашли решение. Ветряки строят не только в полях, но и над гладью морской — в местах, где ветер дует практически непрерывно.

Фото: Florian Pircher с сайта Pixabay

При кажущейся простоте такого решения, ветрогенераторы — сложные и высокотехнологичные механизмы. Здесь нужно продумать все мелочи: сильный ветер может сломать лопасти, нагрузка на опорную конструкцию не должна быть критической, и нужна возможность остановить лопасти на время бури.

Дополнительного оборудования много, например, система тормозов. В России же пока просто не производят необходимого оборудования, а закупать его — слишком дорого. Только массовое производство ветряков поможет такому мероприятию окупиться, и то лишь в долгосрочной перспективе. Однако кое-какие шаги в направлении развития ветровой электроэнергетики Россия все же предпринимала раньше — и продолжает это делать.

Прошлое — далекое и не очень

В 1920-х годах в СССР уже начали разрабатывать предшественников сегодняшних ветряков для отдаленных районов. Работали они по гидравлическому принципу: ветер поднимал воду вверх по столбу, а затем она опускалась и крутила турбину. Так вырабатывался ток. Кстати, тот самый высоченный ветрогенератор в Гайльдорфе работает по тому же принципу.

В 30-х годах изобретатель Анатолий Уфимцев построил на собственные средства миниветроэлектростанцию. Она работала исправно несколько лет и снабжала электричеством его дом вплоть до смерти Уфимцева. В последующие годы в СССР продолжали выпускать ветряки, но с популяризацией топливной промышленности и строительством АЭС все меньше и меньше.

Ветростанция А. Г. Уфимцева — первая и единственная в мире, способная давать вполне выровненную электроэнергию от беспорядочных порывов ветра.

Писал в 1934 году Владимир Ветчинкин

Крупнейший советский учёный-механик в области аэродинамики

Ветростанция А. Г. Уфимцева в Курске. Фото: Википедия

Однако после 2000-х ветряками в России снова стали интересоваться. «Росатом» еще в 2017 году пообещал построить сеть ветряных электростанций по всей стране и таким образом «возродить отрасль». Помочь взялись в голландской компании Lagerwey. Однако специалисты выразили сомнение относительно проекта. Угнаться за постоянно растущим рынком и технологиями вот так сразу, с нуля, крайне тяжело.

Сегодня небольшие ветропарки раскиданы по всей стране. Один, например, есть в поселке Куликово Калининградской области. Существует он аж с 1998 года. Ветряки поселок получил в подарок от компании из Дании, и они работают до сих пор (хотя и не без инцидентов). Однако генерация энергии там небольшая, да и дачники строят дома слишком близко к турбинам, не понимая, что это опасно.

Ветряные электростанции недалеко от посёлка Куликово Калининградской области. Фото: Uritsk / Livejournal

В 2018 году самый крупный отечественный ветропарк открыли в Ульяновской области. Сделала это финская компания Fortum совместно с РОСНАНО. Промышленный парк настолько большой, что уже готов выйти на оптовые поставки энергии. Кроме того, при Ульяновском техническом университете открылась кафедра, где готовят специалистов в области электроэнергетики.

Какие могут быть проблемы?

В России существует сложная инфраструктура, которая обслуживает газовую и атомную отрасли энергетики. В этой области заняты тысячи людей. И просто так взять и сменить все это великолепие — пусть даже на более дешевую и экологически чистую — энергию мы не сможем.

Михаил Гусев, инженер подразделения «Электропривод» компании ABB, объясняет: «Россия не испытывает дефицита в электроэнергии. Большинство наших генерирующих предприятий работает ниже коэффициента использования установленной мощности. В арсенале наших энергетиков достаточную долю занимают АЭС и ГЭС, которые имеют ощутимо низкую удельную себестоимость производства электроэнергии по сравнению с генерацией на углеводородном сырье. Поэтому у нас нет острой потребности в развитии альтернативных источников энергии. Но в скором времени она появится, поэтому нужно вовремя начать развивать отрасль».

Отставание России по количеству ветропарков от США и Европы по-прежнему велико. По словам Владимира Максимова, руководителя департамента развития новых направлений бизнеса ООО «Тошиба Рус», основная причина такого положения вещей — в недостаточно эффективных мерах государственной поддержки сегмента ветровой энергетики. Впрочем, в сентябре прошлого года вышло постановление правительства, повышающее инвестиционную привлекательность строительства объектов, функционирующих на основе возобновляемых источников энергии. Это должно помочь.

«Еще одно существенное препятствие для развития ветроэнергетики в России — высокие требования по уровню местной локализации производства компонентов, который должен достигать 65%, — говорит Владимир Максимов.  — Например, уровень локализации крупнейшего отечественного объекта, ветропарка в Ульяновске, составляет всего 28%. Проект спасло только то, что он был утвержден еще в 2015 году».

Промышленный ветропарк в Ульяновской области, построенный финской компанией Fortum. Фото: Twitter @ VostockCapital_

Другая проблема — тонкости нормативной базы. Михаил Гусев говорит: «Закон вынуждает рассматривать ветроустановку как уникальное сооружение из-за ее высоты, налагая ряд нелогичных ограничений. Например, есть требование обустраивать подъездные пути к ветряным электростанциям как автомобильные дороги. Все это ведет к увеличению стоимости ветряков. Но без удовлетворения нормативных предписаний объект не может быть введен в эксплуатацию».

Есть ли перспективы?

Тем не менее со стратегической точки зрения ориентация на импортозамещение должна принести плоды, считает Максимов. Так, в Ульяновске запускается предприятие по изготовлению лопастей для ветроустановок, а в Нижегородской области стартовало производство систем управления и охлаждения.

Российский потенциал ветроэнергетики оценивается экспертами примерно в пять раз выше, чем, например, германский.

Есть и потребность. «В России ветрогенераторные установки могут быть востребованы в регионах с децентрализованным энергоснабжением: в Бурятии, на Чукотке, на Сахалине, на Курильских островах, — говорит Иван Назаров, руководитель Инженерного центра НИЦ ‘ТехноПрогресс’. — На этих территориях электроснабжение потребителей не имеет связи с централизованной энергосистемой, а потому есть потребность в автономных источниках энергии. Пока в этих регионах в основном используются дизельные электростанции, конкуренцию которым могут составить альтернативные источники энергии».

Фото: PeterDargatz с сайта Pixabay

«До 2024 года эта отрасль сугубо дотационная, — говорит Михаил Гусев. — Однако и задачи стоят амбициозные: выйти на уровень локализации 65%. Это означает, что начнут работать предприятия по производству компонентов, будет адаптирована нормативная база, и главное — будут построены огромные мощности электроэнергетики. Помножив полученные компетенции на территорию нашей страны, где есть стабильный ветер, мы получаем безграничные перспективы. Главная цель для отрасли — стать конкурентной традиционным видам выработки электроэнергии».

Иван Назаров полагает: существует несколько векторов возможного развития России в области ветроэнергетики. Например, закупка и монтаж «под ключ» готовых зарубежных ветрогенераторных установок. Другой вариант — освоение западных технологий и организация с их помощью более масштабного производства на базе уже имеющегося в стране.

Это тоже интересно:

Правильное расположение ветрогенератора

В регионах с высокой скоростью ветра, в прибрежных зонах и на объектах, где в зимний период солнечная электростанция «не справляется», для автономного энергоснабжения используют ветрогенераторные станции – «ветрогенераторы», (сокращённо ВГ). Но на большей территории нашей страны средняя скорость ветра составляет всего 4-5м/сек. , тогда как ветрогенератору для выработки «номинальной мощности» требуется 10-12м/сек.. Именно поэтому нет никаких сомнений в важности правильной и продуманной установки устройства, достичения точки, где винт его окажется в зоне с максимальной скоростью ветра.

Мощность ветрогенератора и зависимость от скорости ветра и высоты мачты

Почему же так важно «не потерять» ни одного метра в секунду? Определим зависимость мощности ветрогенератора от скорости ветра. 

1. Кинетическая энергия воздуха, движущегося ламинарно (без завихрений)  W=1/2mV2, где m — масса воздуха, V – его скорость.

2. Массу воздуха, проходящего за время t и площадь S можно выразить следующим образом: m=VtSρ, где: S – площадь, описываемая винтом ВГ, ρ – плотность воздуха.

3. Чтобы определить мощность (P), делим энергию на время, подставляем выражение для массы, получаем: P=1/2V3Sρ.

4. Если теперь умножить выражение на КПД устройства в целом, включающее в себя коэффициент преобразования лопастей винта, коэффициент полезного действия редуктора и генератора (ƞ), получим реальную мощность «ветряка»: P=1/2V3Sρ ƞ.  На практике обычно значение  ƞ лежит в пределах 0,4-0,5.

Как видно из расчета, мощность ВГ пропорциональна третей степени скорости ветра, то есть увеличение скорости в 2 раза даст увеличение мощности в 8 раз!

Таким образом, скорость ветра и отсутствие турбулентностей (завихрений) должны иметь решающее значение при выборе места установки ветрогенератора. Из этих соображений идеально подходят: 

  • берег крупного водоема;
  • вершина горы или возвышенности;
  • центр протяженного поля. 

Увы, в реальной жизни мало кто имеет на своем участке моря, поля и горы.  Поэтому принцип только один – чем выше установка, тем лучше. В идеале, Ветрогенератор должен быть выше не менее, чем на 6 (шесть) метров окружающих его предметов (дома, деревьев, строений, возвышенностей), чтобы оказаться в зоне ламинарного движения воздуха.

Приведем простой пример, который можно легко проверить в on-line калькуляторе для расчета на нашем сайте. Рассмотрим модель пятилопастного ветрогенератора HY-1000, стоящий в «бесконечном» поле вблизи Санкт-Петербурга:

  • При высоте мачты 5 метров максимальная выработка достигается в сентябре и составляет 1,38кВтч/сутки;
  • Если увеличить высоту мачты до 10 метров, получим 2,43 кВтч/сутки;
  • Увеличим высоту до 20 метров и получим уже – 3,12 кВтч/сутки. 

Вывод напрашивается сам собой —  часто вместо увеличения мощности ветрогенератора достаточно увеличить высоту мачты.

Решающая роль места установки «ветряка» в эффективности энергосистемы

Очень велик соблазн приделать мачту ветрогенератора к дому для увеличения высоты всей конструкции. Несмотря на очевидные плюсы, данный подход имеет ряд минусов:

Во-первых, установка издает звуки, и звуки эти отлично могут быть переданы по мачте на конструкцию дома, что со временем будет раздражать его жителей. Во-вторых, если здание находится в черте города, могут потребоваться дополнительные согласования в надзорных органах.

Стоит также обратить внимание на конструкцию самой мачты. Если горизонтальные линейные размеры мачты сравнимы или превышают размеры ВГ, то, собственно, сама мачта может являться источником турбулентности.

Очень показательный пример, когда мачта по сути мешает работать системе, плюс частично затеняет солнечные батареи, представлен на фотографии.

          

Особое внимание нужно уделить выбору сечения кабеля. Так как ВГ находится на мачте, а контроллер заряда где-то в доме, длина линии может быть значительной, равно как и падение напряжения. Это может привести к снижению эффективности заряда аккумуляторных батарей. Из этих соображений, площадь сечения кабеля должна быть достаточно большой, чтобы данный эффект был незначителен. Для расчёта площади сечения кабеля следует обратиться к правилам, описанным в статье Расчёт сечения провода.

В отличие от монтажа солнечных батарей, установка «ветряка» часто влечет за собой капитальные строительные работы, такие как бетонирование основания, монтаж свай для растяжек, сварочные работы.

Тем не менее, правильно выполненный монтаж обеспечит надежную и эффективную работу системы, и максимальную выработку энергии на протяжении всего срока эксплуатации.

Читать другие статьи..

FAQ по ветрякам | Atmosfera™. Альтернативные источники энергии. Солнце. Ветер. Вода. Земля.

  • В каких случаях уместно использовать ветровую установку?

    Ветряную электростанцию следует использовать в местах, где имеются перебои в обеспечении электроэнергией или отсутствует централизованное электроснабжение при условии достаточного ветрового потенциала (среднегодовая скорость ветра не менее 3,5 м/с) и отсутствия высоких зданий или деревьев.

  • Как определить среднегодовую скорость ветра в том месте, где будет установлен ветряк?

    Чтобы получить подобную информацию, требуется проведение исследования. Репрезентативные результаты можно получить только через 1 год. Имейте ввиду то, что большинство ветровых электростанций достигают своей номинальной мощности пот скорости ветра около 7-10 м/с.

  • Необходимо ли разрешение для установки ветряка для частных лиц?

    Никаких разрешений или лицензий получать не нужно. Вы ведь не получаете разрешение на установку дизельного генератора. Тут точно та же ситуация.

  • Как должна быть расположена ось ветроколеса: горизонтально или вертикально? Какое оптимальное количество лопастей должен иметь ветрогенератор?

    Существует множество вариантов конструкции ветровых установок, но в настоящее время 95% всех выпускаемых в мире ветрогенераторов – трехлопастные с горизонтальной осью.

  • Каковы основные критерии для объективного сравнения ветрогенераторов, выпускаемых различными производителями?

    К таким критериям относятся: — безопасность эксплуатации ветрогенератора — коэффициент использования ветра — годовое количество энергии, вырабатываемое в год при заданной среднегодовой скорости ветра, и, соответственно, соотношение стоимости ветрогенератора к годовой выработки электроэнергии — какова необходимая периодичность сервисного обслуживания — надежность работы, характеризуемая, в частности, сроком гарантийного обслуживания — срок эксплуатации ветрогенератора — время выполнения заказа — продолжительность серийного выпуска

  • Чем Ваш ветрогенератор лучше других? Почему мы должны отдать предпочтение именно ему перед другими?

    1. Наши ветрогенераторы успешно эксплуатируются уже свыше 11 лет, показывая надежную работу. 2. Коэффициент использования ветра составляет 51% (Для сравнения: у лучших зарубежных образцов этот коэффициент составляет 49 – 52%, отечественных – 38%)

  • Можно ли приобрести ветроустановку отдельно без мачты? Мачту изготовить на месте.

    Да, такой вариант возможен. Но в этом случае мачта должна соответствовать требованиям нашей конструкторской документации. И в этом случае контроль за изготовлением лежит на покупателе и мы не предоставляем гарантии на ВЭУ.

  • Что означает следующая формулировка: «Мощность генератора составляет 800 Вт, а мощность ветроустановки – 3 кВт»?

    Установленная мощность генератора ветроустановки “ВЭУ-08» — 800 Вт. Благодаря энергоблоку содержащему в себе интеллектуальное зарядное устройство (которое в свою очередь заряжает блок аккумуляторных батарей от ветрогенератор и солнечных фотоэлектрических панелей) и инвертор, максимальная выходная мощность одной системы составляет 5кВт. Системы могут быть объединены, что позволит увеличить выработку электроэнергии.

  • Чем нужно руководствоваться при выборе мощности ветрогенератора для загородного дома?

    Для загородного дома будет достаточно ветрогенератора мощностью 1,5-6 кВт. Многое зависит от того, при какой скорости ветра ветроустановка выдает заявленную мощность, а также от скорости ветра в данном регионе. Если один ветрогенератор выдает мощность 2кВт при скорости ветра, например, 8м/с, а другой 5кВт при 12м/с, то в регионах со среднегодовой скоростью ветра до 7м/с первая установка будет вырабатывать больше электроэнергии за год. Это происходит из-за больших потерь мощности на втором ветрогенераторе при малых скоростях ветра.

  • Как происходит регулирование мощности ветрогенератора и что происходит с ВЭУ при высоких скоростях ветра?

    Регулирование мощности ветрогенератора при скоростях ветра выше расчетной, происходит наиболее прогрессивным способом, за счет изменения угла установки лопастей с помощью компактного регулятора оборотов аэродинамического типа. Остановка ветроколеса осуществляется с помощью системы автоматического перевода лопастей во флюгерное положение. Эти системы являются ноу-хау и были запатентованы.

  • Почему скорость вращения ветроколеса Вашего ветрогенератора 320 об/мин? У других производителей этот показатель выше.

    При данной скорости вращения ветроколеса энергия малых ветров используется наиболее полно. На малых оборотах аэродинамический шум от лопастей значительно ниже. Существуют ВЭУ с частотой вращения ветроколеса 400…500 об/мин и диаметром ветроколеса 4-5 м, в этой ситуации стартовая скорость работы ВЭУ значительно выше. Уровень шума также существенно возрастает.

  • Что означает тихоходное ветроколесо Вашего ветрогенератора?

    Одной из характеристик ветрогенераторов является быстроходность ветроколеса. Она определяется соотношением скорости движения конца лопасти к расчетной скорости ветра. Для современных ветроколес эта цифра лежит в пределах от 4 до 12. При прочих равных условиях, чем больше скорость вращения ветроколеса, тем выше эта цифра. Преимущество наших ветрогенераторов, более тихоходных ветроколес, состоит в том, что они начинают работать при малых ветрах, создают меньше шума, а также износ деталей таких ВЭУ минимален.

  • Что происходит с ветрогенератором при штормовом ветре?

    При скорости ветра более 25 м/с ветроколесо останавливается с помощью системы автоматического перевода лопастей во флюгерное положение, таким образом нагрузка на ветроколесо снижается. Это наиболее безопасный вариант защиты ВЭУ. Другие варианты уменьшения скорости вращения, связанные с созданием противодействующего момента за счет торможения генератором являются потенциально опасными как для ВЭУ, так и для жизни.

  • Как осуществляется грозовая защита?

    Установка имеет соответствующее стандартам и нормативам заземление.

  • Какими аккумуляторными батареями Вы рекомендуете комплектовать Вашу ветроустановку?

    Мы рекомендуем герметичные необслуживаемые аккумуляторные батареи с емкостью не менее 200А*час. Тип и емкость аккумуляторных батарей определяются ветровым потенциалом местности и пожеланиями заказчика.

  • Существуют ли какие-либо требования к месту установки аккумуляторных батарей?

    Для установки аккумуляторных батарей необходимо отапливаемое вентилируемое помещение с температурой выше 0оС площадью 1 м2. Такой шкаф (по желанию заказчика) может поставляться совместно с ветрогенератором. В нем так же может быть размещен дизельный, бензиновый или газовый генератор.

  • Можно ли комбинировать ветрогенераторы с другими источниками энергоснабжения?

    Ветрогенераторы могут быть сопряжены с солнечными батареями, а также с дизельный, бензиновый или газовый генераторами.

  • Зачем нужен инвертор?

    Инвертор служит для преобразования постоянного тока с аккумуляторов в переменный 220(380)В 50 Гц, пригодный для подключения электроприборов.

  • Почему Ваши установки не имеют мультипликатора?

    Мультипликатор увеличивает скорость вращения ветроколеса до скорости вращения быстроходного электрогенератора – от 1500 об/мин. Нашему электрогенератору на постоянных магнитах достаточно той скорости, с которой вращается ветроколесо – 300 об/мин.

  • Какой уровень шума, производимого Вашими установками?

    Ветряные установки создают определенный шум, как и все источники энергии. Шумовые характеристики ветряной установки 10 кВт — примерно 40 дБА непосредственно под установкой во время работы на средних оборотах, что отвечает требованиям европейских нормативных документов. Для сравнения, шум городских дорог 70-80 дБА, а звук от работающего дизель-генератора — 90-110 дБА.

  • Безопасно ли жить рядом с работающим ветрогенератором?

    Да, малые ветряные установки (до 100 кВт) совершенно безопасны для окружающих. Только кротов отпугивают.

  • Нуждается ли установка в сервисном обслуживании?

    ВЭУ-08 является необслуживаемым ветрогенератором и в сервисном обслуживании не нуждается.

  • Какой уход требуется ветряной установке для нормальной работы?

    Наши ветряные установки довольно надежны. Потребуется минимальный уход: проверка надежности закрепления лопастей, смазка движущихся частей. Проверка, не повреждены ли соединительные кабели.

  • Можно ли застраховать ветряную установку?

    Все ветряные установки от 2 до 20 кВт продаются со страховым полисом на 1 год.

  • Можно ли приобрести ветрогенератор в кредит?

    Такая возможность имеется, обращайтесь за консультациями к менеджеру по работе с клиентами.

  • Какие сроки поставки ветряной установки?

    Стандартные сроки поставки ветряных установок: 60 рабочих дней после внесения предоплаты. Если продукция имеется на складе, сроки поставки сокращаются до 5 дней.

  • Как производится монтаж ветроустановки, какое оборудование необходимо, нужен ли подъемный кран?

    Для монтажа ветрогенератора применяется специальное устройство подъема оборудования (принцип «лебедки»). Данное приспособление упрощает монтаж ветроустановки, т.к не требуется подъемный кран. Установка монтируется двумя специалистами в течении 2-3 часов. Возможны два варианта монтажа: 1. Монтаж производителем 2. Шеф-монтаж.

  • Какая стоимость монтажа ветряной установки (ветряной электростанции)?

    Стоимость монтажа ветряного генератора зависит от многих факторов и составляет 10-20% от суммарной стоимости.

  • Можно ли смонтировать ветряную установку самостоятельно?

    Малые ветряные установки (до 2 кВт) вполне можно смонтировать и подключить самостоятельно. Для больших ветряных электростанций, от 5 до 20 кВт, потребуется участие бригады монтажников. Чаще всего монтаж ветряной электростанции проводит организация осуществляющая продажу ветряных электростанций.

  • Каков порядок проектирования места для установки ветрогенератора?

    Для определения подходящего участка для установки ветрогенератора возможен выезд наших специалистов на место. Данные по ветру обычно определяются по справочникам, а также анализом измерений ближайших метеостанций.

  • Существует ли демонстрационная площадка для практического ознакомления с работающими ветрогенераторами?

    Работающие ветрогенераторы можно увидеть и получить исчерпывающую консультацию по техническим вопросам на сайте www. AVANTE.com.ua

  • Какая площадь необходима для установки ВЭУ?

    Монтаж опоры осуществляется на фундамент, состоящий из трех бетонных блоков по 1.2 м3 каждый (высота 1,2 м, диаметр 0.9 м). В дно ям забиваются уголки — заземлители, соединяющиеся с закладными с помощью шины.

  • Каким образом Ваша ветроустановка ориентируется на ветер?

    Горизонтальные ветряки ориентируются за счет флюгера. Ветер сам доворачивает ветрогенератор в нужную сторону. Вертикальные ветрогенераторы не нуждаются в ориентации по веру и работают при любом и даже резко изменчивом ветре. Данная разработка защищена патентным свидетельством.

  • Каков расчетный срок службы ветряных генераторов?

    Срок службы ветряного генератора в зависимости от условий эксплуатации составляет от 15 до 25 лет.

  • Сказывается ли работа ветрогенераторов на работе ТВ и радиоприемников?

    Нет

  • Чем отличается ветроагрегатор с вертикальной осью вращения (вертикальный ветрогенератор) от горизонтальной? Коковы преимущества и недостатки ветрогенераторов вертикальных?

    Основные плюсы вертикальных ветрогенераторов по сравнению с горизонтальными это их бесшумность. Так же надо учитывать повышенную долговечность механизмов из за отсутствия нагрузки на вал. Следует так же учесть более слабый ветер необходимый для старта турбины (1.2м/с по сравнению с 2.5м/с у горизонтальных) Недостаток ветрикальных ветряков один — это цена. Цена вертикальных ветряных генераторов выше примерно в полтора-два раза. Вертикальные ветряные генераторы могут использоваться в городских условиях и крепиться непосредственно на здания и жилые помещения.

  • Как работает гелиосистема в ночное время?

    Поскольку ночью отсутствует солнечное излучение, необходимое для работы солнечного коллектора, гелиосистема не способна повышать температуру в баке накопителе за счет работы коллектора. В ночное время для дополнительного нагрева может быть задействован электрический ТЭН или иной источник тепловой энергии (газовый, электрический или твердотопливный котел).

  • Что такое площадь апертуры и абсорбции?
    Площадь апертуры это площадь с максимальной проекцией, на которую падает солнечное излучение. Площадь абсорбции рассчитывается как произведение ширины и длинны абсорбера. Для вакуумных трубчатых коллекторов с круглым абсорбером, учитывается проекция цилиндра вакуумной трубки на поверхность.
  • Какой расход воды на ГВС у частных лиц?

    Руководствоваться нормами потребления, описанными в СНиП и ДСТУ (100 литров на человека), не всегда целесообразно, поскольку они, как правило, существенно отличаются от фактических данных. Реальное потребление составляет 50-80 л/сутки на человека, если это частные дома, или 30-50 л/сутки — если многоквартирные. Для предварительных расчетов берется величина 50 литров на человека в сутки.

  • Как лучше ориентировать и размещать гелиосистему относительно сторон света?

    Оптимальная ориентация солнечного коллектора – строго на юг. При ориентации гелиосистемы на восточное или западное направление, производительность снижается на 20-25%.

  • Под каким углом устанавливаются солнечные коллекторы к горизонту?

    Как правило, оптимальный угол установки солнечного коллектора для круглогодичной системы равен широте местности, где находиться объект. Для Киева это 50°. Если гелиосистема проектируется с приоритетом на летнее использование то угол установки должен быть на 10-15° меньше широты местности установки (г.Киев — 35-40°). При зимнем приоритете, соответственно, на 10-15° больше широты местности (г. Киев — 60-65°).

  • Возможна ли установка гелиосистемы в уже существующих зданиях с действующими системами отопления и нагрева воды, или гелиосистему можно закладывать только на этапе проектирования и устанавливать во время строительства объекта?

    Гелиосистема устанавливается не только на этапе строительства объекта, но и в эксплуатируемых зданиях. Она с легкостью интегрируется в любые системы отопления и нагрева воды, работает со всеми типами водогрейных котлов, при этом, либо не требует изменений действующих тепловых схем вовсе, либо эти изменения минимальны. Нужно помнить, закладка гелиосистемы на этапе проектирования и строительства позволяет снизить стоимость монтажных работ и более эффективно реализовать тепловую схему с самого начала.

  • Что такое режим стагнации, почему он происходит, как влияет на систему?
    Стагнация (фр. stagnation, от лат. stagno — делаю неподвижным, останавливаю; лат. stagnum — стоячая вода). Режим, при котором прекращается проток теплоносителя по контуру гелиосистемы. Отсутствие расхода в гелиоконтуре может возникнуть по нескольким причинам:
    • отсутствует электроснабжение на циркуляционном насосе (до 30 минут), при высокой солнечной активности.
    • выход из строя циркуляционного насоса.
    • засорение контура сторонними элементами.
    • воздушная пробка в контуре.
    • разгерметизация контура, низкое давление.
    • не правильно настроенный или вышедший из строя контроллер.
    • действия третьих сил (например, случайное перекрытие запорной арматуры на контуре).
    При высокой солнечной инсоляции, отсутствие расхода, приводит к росту температуры коллектора до наступления теплового равновесия, когда выработка тепловой энергии соответствует тепловым потерям в текущий момент времени, при этом, как правило, температура стагнации намного превышает температуру кипения теплоносителя.
    Режим стагнации в гелиосистеме, сопровождается повышением давления и ростом температуры (в зависимости от коллектора и может достигать 250С). При высокой температуре, теплоноситель в коллекторе начинает превращаться в пар. При этом, возникающее избыточное давление компенсируемое расширительным баком, который обязательно устанавливается в любой системе с закрытым контуром. Солнечные коллекторы от компании ATMOSFERA и другие компоненты гелиосистем рассчитаны на работу при высоких температурах в режиме стагнации. Но следует учесть, что при многократно перегреве теплоносителя может деградировать (вплоть до образования твердых фракций), его химический состав меняется и приводит к менее эффективной работе системы или выходу ее из строя. При частых режимах стагнации особенно тщательно нужно следить за состоянием и характеристиками теплоносителя. Для предотвращения наступления режима стагнации часто используют системы утилизации избыточного тепла. Фаза процесса стагнации описаны ниже:

    I фаза – Температурное расширение теплоносителя Данная фаза продолжается то начала первичного парообразование, рост давления в системе происходит за счет температурного расширения теплоносителя (для пропиленгликоля 8,48%). Давление при этом повышается на 1 Атм.

    II фаза — Парообразование теплоносителя Температура теплоносителя достигает температуры кипения (зависит от давления в системе). Образуется пар, давление возрастает еще на 1 Атм.

    III фаза — Кипение теплоносителя в коллекторе Обильное парообразование, до полного вытеснение жидкого теплоносителя из теплообменника коллектора. Сопровождается ростом давления и температуры.

    IV фаза — Режим устойчивого перегрева Собственно режим стагнации – режим теплового равновесия. Тепловые потери на коллекторе равны производительности коллектора.

    V фаза — Режим конденсации Температура паровой смеси опускается (на коллектор поступает меньше солнечной энергии – затенение, изменение условий окружающей среды) и достигает температуры конденсации (температуры фазового перехода), теплоноситель переходи опять в жидкое состояние.

  • Как влияет снег на производительность гелиосистемы?

    Вакуумные коллекторы имеют преимущество — очень низкие теплопотери, что дает возможность улавливать и собирать тепло даже при экстремально низких температурах (до -30С°). Но в случае со снегом это играет свою отрицательную роль — ввиду низких теплопотерь снег на трубках оттаивает очень плохо. Однако, вакуумный солнечный коллектор прозрачен для снега, так как между трубками есть расстояние в несколько сантиметров. Вакуумные солнечные коллекторы могут быть засыпаны снегом только в периоды сильного снегопада с налипанием мокрого снега, что случается достаточно редко. Проблема решается грамотным монтажом, чисткой или установкой дополнительных систем оттаивания снега. Плоские коллекторы за счет собственных конвективных потерь самоочищаются от снега — снег тает на поверхности коллектора.

  • Гелиосистемы предназначены для небольших или крупных потребителей тепловой энергии? Можно ли использовать гелиосистемы для больших объемов воды, которые используются в многоквартирных жилых домах, школах, гостиницах, бассейнах?

    Конечно! Гелиосистема – универсальна, она идеально подходит, как для частного коттеджного строительства, так и для объектов с большими тепловыми нагрузками. Мощность гелиосистемы, легко регулируется, она прямо пропорциональна количеству солнечных коллекторов в системе – чем их больше, тем больше произведенной тепловой энергии на выходе, это позволяет подобрать систему под любой объект с любым потреблением. Срок окупаемости объектов с большим потреблением значительно меньше, поскольку в таких системах дополнительного оборудования меньше, а генерирующего (солнечные коллекторы) больше.

  • До какой температуры нагревает воду гелиосистема?

    Производительность гелиосистемы зависит от многих условий: окружающей среды (поступление солнечной энергии, влажность, сила ветра, температура) и применяемого оборудования (технические параметры солнечных коллекторов, изоляции трубопровода, размещение в пространстве и т.д.), поэтому для каждого конкретного случая она будет отличаться. Если говорить о среднестатистических данных для территории Украины, то в тепловое время года — с мая по сентябрь гелиосистема может быть основным источником нагрева воды и подогревать воду до температуры 55°C  — 60°C (при необходимости может довести воду до кипения). В зимний период гелиосистема служит источником предварительного нагрева с температурой нагрева до 30°C.

  • Какие коллекторы более эффективны, вакуумные или плоские?

    К счастью (или к сожалению) однозначного ответа на этот вопрос нет. Производительность каждого коллектора зависит, не только от его технических параметров (оптического КПД, и 2-х температурных коэффициентов), но и от притока солнечной радиации, температуры окружающей среды и теплоносителя внутри коллектора. Именно поэтому, сравнивать коллекторы между собой корректно только при конкретных условиях окружающей среды. Вакуумный коллектор более производителен при использовании в зимнее время года и в целом в круглогодичном цикле, в то же время в летний период (при небольших перепадах температур) плоский коллектор может показывать более высокую эффективность. Наряду с более низкой стоимостью плоский коллектор является идеальным решением при замещении сезонных нагрузок в летний период года (в летних лагерях, базах отдыха, санаториях и т. д.), а вакуумный коллектор, если нужен больший уровень комфорта при круглогодичном цикле.

  • Может ли гелиосистема обеспечить 100% потребности в горячем водоснабжении и отоплении для жилья?

    К сожалению нет. Гелиосистема может заместить 100% потребности в горячей воде с мая по сентябрь, в зимнее время эта величина будет составлять 30-40%. В течении года замещение гелиосистемой потребности в ГВС может достигать 70-75%. Это связано с тем, что в первую очередь производительность гелиосистемы зависит от притока солнечного излучения, которое меняется, как в течении дня, так и течении года. При этом разница между зимней и летней солнечной активностью составляет 5 раз. Следует помнить, что увеличение количества коллекторов в гелиосистеме в зимнее время не приведет к росту температуры, поскольку в этот период года преобладает рассеянное излучение. В тоже время летом (когда преобладает прямое излучение) не пропорциональная система, в которой потребление существенно меньше производительности коллекторов, накладывает дополнительные требования к системе утилизации тепла во избежание закипания теплоносителя внутри коллекторов.

  • Эффективна ли гелиосистема в зимнее время?

    Конечно! Гелиосистемы работают даже при очень низких температурах — до -30°C если используется теплоноситель на основе пропиленгликоля, и до -50°C если на основе глицерина. Естественно, производительность гелиосистемы в зимнее время снижается (в той или иной мере в зависимости от конструкции и применяемого оборудования), но они не теряют своей работоспособности и продолжают нагревать воду.

  • Работает ли гелиосистема при рассеянном солнечном излучении, при облачной погоде?

    Селективное (поглощающее) покрытие солнечного коллектора улавливает широкий спектр солнечного излучения, от ультрафиолетового до инфракрасного, эта особенность позволяет работать коллектору даже при рассеянном излучении и вырабатывать тепловую энергию даже при пасмурной погоде.

  • Каков срок службы и гарантии на гелиосистемы?

    Срок службы гелиосистем составляет от 25 до 50 лет. При этом гарантия на солнечные коллекторы составляет до 15 лет. Такие длительные сроки эксплуатации и гарантии на гелиосистемы обусловлены применением только качественных комплектующих от ведущих мировых производителей. Более полную информацию по условиям и срокам гарантийных обязательств на все комплектующие вы можете получить в соответствующем пункте гарантийного талона.

  • Из чего состоит гелиосистема, какие основные узлы?
    1. Коллекторное поле, из вакуумных или плоских коллекторов
    2. Рама для солнечных коллекторов
    3. Воздухоотводчик
    4. Насосная группа
    5. Бак накопитель (косвенного нагрева)
    6. Расширительный бак
    7. Термосмесительный клапан
    8. Теплоноситель
    9. Контроллер
    10. Соединитель коллекторов
  • Что такое солнечная радиация и солнечная инсоляция?

    Это тождественные понятия. Солнечная радиация — это энергия излучения, испускаемого солнцем в результате реакции ядерного синтеза. Следует отметить, что данный термин является калькой с английского (Solar radiation) и является синонимом «солнечной инсоляции». Солнечная инсоляция — облучение поверхностей солнечным светом (солнечной радиацией) или поток прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность. Инсоляцией называют облучение поверхности, пространства параллельным пучком лучей, поступающих с направления, в котором виден в данный момент времени центр солнечного диска. Измеряется в Вт×час/м².

  • Что такое солнечная постоянная?

    Солнечная константа (или солнечная постоянная) — это количество солнечного электромагнитного излучения (солнечной радиации) на единицу площади, измеренной на внешней поверхности земной атмосферы, перпендикулярной к лучам, на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца. Солнечная постоянная включает в себя все виды солнечного излучения, а не только видимый свет. По данным внеатмосферных измерений, солнечная постоянная составляет 1367 Вт×час/м². Солнечная постоянная не является неизменной во времени величиной. Известно, что на её значение влияют два основных фактора: расстояние между Землей и Солнцем, изменяющееся в течение года по причине эллиптичности орбиты Земли (годичная вариация 6,9% — от 1,412 кВт/м² в начале января до 1,321 кВт/м² в начале июля).

  • Что такое солнечный коллектор?

    Солнечный коллектор является основной частью гелиосистемы, и предназначен для преобразования поглощенного солнечного излучения в тепловую энергию.

  • Что такое боросиликатное стекло и почему оно применяется в солнечных коллекторах?

    У боросиликатного стекла коэффициент теплового расширения очень мал. Это позволяет стеклу не трескаться при резких изменениях температуры. Этим обусловлено его применение в гелиотехнике, где необходима термическая стойкость, поскольку суточные перепады температур на коллекторе могут достигать 250 °C.

  • Зачем нужно бариевое напыление на трубках вакуумных коллекторов?

    Бариевое напыление, находящееся в нижней части вакуумной трубки служит для индикации наличия вакуума между колбами. Барий (Ba, атомный номер 56) это редкоземельный элемент в чистом виде, практически, не встречается, поскольку мгновенно окисляется под воздействием кислорода. При наличии вакуума между колбами бариевое напыление имеет зеркальный стальной оттенок, при разгерметизации трубки и попадании воздуха, бариевое напыление выпадает в осадок и становится мутновато-молочного оттенка.

  • Нуждается ли гелиосистема в периодическом техобслуживании?

    Компания ATMOSFERA рекомендует проводить ежегодный сервисный осмотр и диагностику гелиосистем (впрочем, как и любых других инженерных систем, установленных на вашем объекте). Диагностика включает в себя проверку работоспособности всех элементов системы, проверку герметичности контуров, отработку алгоритмов управления, при необходимости замену расходных частей. Особое внимание необходимо уделить элементам с ограниченным сроком эксплуатации. Например, магниевые аноды в баках накопителях, как правило, меняют раз в год (частота зависит от характеристик воды). Также следует обратить внимание на теплоноситель гелиоконтура — в зависимости от режимов эксплуатации его замена требуется каждые 5-7 лет.

  • Какой срок окупаемости гелиосистем?

    На текущий момент, срок окупаемости гелиосистем составляет от 3 лет. Эта величина зависит не только от производительности системы, ее стоимости, и режима ее использования, но и от потребителя, который ее использует. Поскольку стоимость энергоресурсов для юридических и физических лиц отличаться в 3-5 раз, естественно, при прочих равных условиях (размера системы и места установки) срок окупаемости гелиосистемы, установленной для юридического лица, будет в 3-5 раз меньше, нежели для физического. Чем больше гелиосистема, тем меньше в процентном соотношении нужно дополнительного оборудования (трубы, изоляция, баки накопители), соответственно, срок окупаемости уменьшается.

  • Существует ли упрощенный алгоритм примерного расчета затрат на установку солнечной водонагревательной системы?
    В разделе «Коммерческие предложения» вы можете ознакомиться с предварительными предложениями для различных типов систем с различным потреблением тепла. Из представленного списка систем вы сможете выбрать самый подходящий именно для вас вариант. Для более точного расчета системы, с учетом особенностей вашего объекта, вы можете заполнить опросный лист, и в течении суток наши менеджеры подготовят для вас персонализированное предложение.
  • Можете ли вы дать координаты ваших клиентов, у которых уже установлено ваше оборудование? Мы хотели бы получить отзывы от пользователей ваших солнечных водонагревателей.

    Политика нашей компании не предусматривает передачу третьим лицам информации о наших клиентах, эта информация строго конфиденциальна. Это правило продиктовано многолетним опытом и действует во избежание причинения беспокойства и лишних хлопот нашим клиентам. В тоже время, понимая интерес, мы стараемся организовать в каждом регионе несколько объектов с возможностью их посещения или получения объема данных о работе системы. Всю необходимую информацию и условия уточняйте у региональных дилеров и представительств компании ATMOSFERA.

  • Насколько прочны вакуумные и плоские коллекторы?
    В конструкции вакуумных и плоских солнечных коллекторов применяются ударопрочные и боросиликатные стекла. Коллекторы предназначены для эксплуатации в условиях внешней окружающей среды и выдерживают высокие механические воздействия вплоть до попадания града диаметром 40 мм.
  • Как влияет загрязнение и обледенение на производительность гелиосистемы?

    Действительно, мощность гелиосистемы может снижаться на 5-7% в зависимости от степени загрязненности поверхности солнечного коллектора грязью, пылью или смогом. При полном обледенении производительность падает на 25%. Однако, эти потери производительности носят кратковременный характер, поскольку солнечный коллектор самоочищается в условиях окружающей среды (дождь, снег, ветер) и не требует дополнительных действий по своей очистке. В тоже время, никаких ограничений по дополнительной очистке солнечных коллекторов нет, и она безусловно положительно скажется на производительности солнечной системы.

  • Какие есть способы утилизации избыточного тепла?
    Лучшим способом утилизации тепла служит правильно спроектированная система с отсутствием этого самого избытка тепла. Также, существуют аппаратные решения (функция «выходной день») и алгоритмы работы контроллера, которые позволяют сбрасывать тепло в ночное время непосредственно через гелиоконтур. Помимо этого можно использовать дополнительные конструктивные элементы системы:
  • Что такое солнечный инвертор?
    Солнечный (или фотоэлектрический) инвертор — это устройство, преобразующее постоянный ток в переменный. Постоянный ток может подаваться на инвертор с аккумуляторных батарей (автономные инверторы) или солнечных панелей (сетевые инверторы). Получаемый с инвертора переменный ток может использоваться как непосредственно для энергоснабжения потребителей (бытового или промышленного оборудования), так и для передачи в энергосеть общего пользования (например, для продажи по зеленому тарифу). Компания Атмосфера представляет широкий ассортимент сетевых, автономных и гибридных инверторов для фотоэлектрических станций от ведущих мировых производителей.
  • Что такое фотомодуль?
    Фотомодуль – специальное полупроводниковое устройство, выполняющее преобразование энергии солнечного излучения в электрическую энергию. Компания Атмосфера поставляет широкий ассортимент кристаллических фотомодулей от ведущих мировых производителей.
  • Что лучше поликристалл или монокристалл?

    Теоретический КПД монокристаллического фотоэлемента выше чем у поликристаллического, но общий КПД фотомодуля отличается от КПД фотоэлемента и на него влияет качество сборки. Поэтому у одного производителя эффективно поликристаллических фотомодулей не сильно отличается от эффективности монокристаллических.

  • Тонконпленочные фотоэлементы лучше работают в пасмурную погоду, правда ли это?

    Больших различий в выработке тонкопленочных и кристаллических элементов при пасмурной погоде нет, но рабочие напряжения тонкопленочных фотомодулей выше и даже при пасмурной погоде напряжение на тонкопленочных фотомодулях будет выше минимального рабочего напряжения системы. Это значит, что в то время когда система с кристаллическими фотомодулями отключится из-за недостатка напряжения – система на тонкопленочных фотомодулях продолжит работать.

  • Могу ли я полностью обеспечить свой дом электроэнергией от солнечных панелей?

    Увы, приток солнечной энергии на фотомодули не постоянен во времени и для обеспечения гарантированного электроснабжения всех потребителей необходимо установить фотомодули с запасом для обеспечение требуемой зимней выработки и добавить к системе аккумуляторы. Стоимость такой станции для среднего домохозяйства составит десятки тысяч долларов и при условии отключения от электросети станция имеет шансы не окупится. Компания Атмосфера предлагает полностью автономные станции для электропитания объектов к которым нет возможности провести электричество, резервные станции для аварийного электропитания и сетевые станции для экономии электроэнергии и продажи ее в сеть по зеленому тарифу.

  • Из чего состоят солнечные электростанции?

    Основными компонентами солнечных электростанций являются фотомодули, вырабатывающие постоянный ток и инверторы, преобразующие постоянный ток в переменный. Для автономных и резервных станций необходимы аккумуляторные батареи для накопления электрической энергии и контроллеры заряда управляющие процессом заряда АКБ.

  • Мощность фотомодуля это сколько он выработает в час?

    Теоретически, мощность фотомодуля это произведение напряжения в точке максимальной мощности на ток в точке максимальной мощности. На практике это мгновенное значение, которое можно получить из фотомодуля при идеальных условиях.

  • Сколько выработает фотомодуль?

    Приблизительная годовая выработка 1Вт кристаллического фотомодуля составит 1кВт*ч, 1Вт тонкопленочного фотомодуля – 1,3кВт*ч. Более точные данные и детализацию за определенный период времени можно получить используя специализированное ПО.

  • Работает ли это?

    Да! Тепловой насос просто транспортирует тепло из одного места в другое. Ваш холодильник работает по такому же принципу. Если Вы поставите бутылку с водой в холодильник, через некоторое время, она охладится. Притронувшись к задней стенке холодильника, и Вы почувствуете тепло, которое холодильник забрал у бутылки. Используя этот же принцип, тепловой насос перемещает тепло из земли в Ваш дом, а Солнце снова восстанавливает это тепло.

  • Как тепло перемещает из моего участка в дом?

    Земля имеет свойство впитывать солнечное тепло. Это тепло извлекается из коллектора, уложенного на Вашем участке. Вода с незамерзающей жидкостью циркулирует в коллекторе, абсорбируя тепло из окружающего его грунта. Коллектор в доме подсоединен к тепловому насосу, который передает тепло в систему отопления и нагревает бытовую воду.

  • Если температура в коллекторе понизится ниже нуля, тепловой насос не будет работать и извлекать тепло?

    Нет, при нуле замерзает вода. Тепловая энергия есть во всем, температура чего выше -273 °C. Геотермальный тепловой насос будет работать вплоть до -10 °C в коллекторе. В Украине укладка горизонтального коллектора на глубину около метра есть оптимальной.

  • Какой тип установки мне выбрать?

    Доступная площадь возле здания определяет метод поглощения тепла. Коллектор может быть уложен в грунт или погружен в скважину. Также он может быть уложен на дно водоёма. Если места для горизонтальной укладки недостаточно и бурить очень дорого, можно установить воздушный тепловой насос. Его эффективность ниже, но установить его можно где угодно.

  • Насколько эффективен тепловой насос?

    Тепловой насос функционирует от электросети, используя затраченную энергию гораздо эффективнее любых котлов, сжигающих топливо. Значение КПД у него в несколько раз больше единицы. Например, расходуя 1 кВт электроэнергии, Вы получите 3-4 кВт тепла. Таким образом, получаете 2-3 кВт тепла бесплатно из окружающей среды.

  • Где в доме нужно размещать тепловой насос?

    Можно размещать в подсобном помещении, кладовке, подвале, или даже в гараже.

  • Насколько он шумен?

    Тепловой насос шумит как обычный бытовой холодильник.

  • Какой тип отопления выбрать?

    Можно использовать как радиаторную систему, так и напольное отопление. Наиболее эффективным сочетанием является тепловой насос с напольным отоплением. В таком случае КПД будет максимально возможным. В коммерческих зданиях тепловой насос лучше подключить к системе воздушного распределения.

  • Будет ли он отапливать в самое холодное время года?

    Да. Тысячи этих систем были установлены в разных точках Европы, в том числе и в Скандинавии, где зимы очень суровые. Мы спланируем наиболее подходящую систему для Вас.

  • Можно ли получить необходимое количество горячей воды?

    Мы сделаем правильный подбор исходя из пикового количества потребляемой горячей воды в самый холодный день в году. Тепловые насосы производят не такую горячую воду как газовые котлы. Вместо производства горячей воды, которой можно обжечься, Вам нужно будет добавлять меньше холодной воды, чем Вы привыкли. Цель в том, чтобы не вырабатывать слишком горячую воду и таким образом экономить Ваши деньги. Ведь выработка неадекватно горячей воды приводит к уменьшению эффекта теплового насоса.

  • Можно использовать тепловой насос в качестве кондиционера летом?

    Да. Можно приобрести тепловой насос с блоком охлаждения, что абсолютно уберет потребность в кондиционировании и горячей воде в летний период. Технически это реализуется с помощью фанкойлов или приточной вентиляции.

  • Могу ли я отапливать бассейн?

    Да. Мы можем разработать установку с подогревом бассейна.

  • Сэкономит ли это мне деньги?

    Да, сравнивая с любой топливной системой, тепловой насос в несколько раз экономичнее в эксплуатации.

  • В чем экологическая безопасность теплового насоса?

    Насос не производит вредных выбросов, воздейстие коллектора минимально, хладагент R407C, циркулирующий в агрегате, нетоксичен и безвреден для озонового слоя.

  • Откуда тепловой насос извлекает тепло ?

    Солнце – мощнейший источник энергии, оно нагревает воздух, воду, земную поверхность и глубины. Тепловой насос извлекает эту накопленную солнечную энергию.

  • Как производится управление работой теплового насоса?

    Системный мониторинг реализуется микропроцессорными средствами автоматики, автоматизированная система управления обеспечивает безопасный и эффективный режим работы теплового насоса и дополнительного оборудования. Подробное описание функций можно найти в инструкциях пользователей.

  • Что можно сказать о надежности системы?

    Срок эксплуатации земляного коллектора зависит от уровня кислотности почвы и может достигать 50-100 лет, при повышенном же «pH» — приблизительно 30 лет. Непосредственно в самой установке единственной движущей частью является компрессор, срок службы которого составляет 15 лет, и который можно легко и дешево заменить по истечении срока его эксплуатации.

  • Насколько сложно обслуживание установки?

    В процессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипуляции не требуют специальных навыков и описаны в инструкциях к конкретным моделям.

  • Как дизайн установки вписывается в интерьер дома?

    Тепловой насос компактен — серийные установки имеют размер 600x600x1650 и 600x600x850 мм. По желанию заказчика корпус может быть выполнен в дереве.

  • Совместим ли тепловой насос с уже имеющейся в наличии у заказчика отопительной системой?

    Тепловой насос совместим с практически любой циркуляционной теплопроводной отопительной системой, независимо от вида котла.

  • Ветрогенераторы могут быть ближе к людям и безопасны для птиц

    текст: Константин Куцылло

    Ветряные электростанции считаются едва ли не самым экологически безопасным способом производства энергии. Они не требуют органического топлива и не производят вредных выбросов. Однако вред от них все-таки есть. Ветряки убивают птиц и летучих мышей. Другая проблема — вибрация и инфразвук. Инфразвук вреден для человека. Кроме того, он разгоняет землеройных грызунов — полевых мышей, кротов, ежей, — а это приводит к размножению вредителей.

    Если вибрация еще может быть минимизирована за счет балансировки, то инфразвук неизбежен при работе наиболее распространенного трехлопастного ветрогенератора — он возникает при срыве вихрей с лопастей, и пока нет способа от него избавиться.

    При разрушении ветроустановки разлет обломков доходит до сотен метров. Поэтому в Европе, например, действует ограничение в 300 метров от мачты генератора до ближайшего жилья, а интервал между установками должен быть не менее 10 диаметров ветроколеса — чтобы избежать эффекта домино.

    Однако все эти ограничения в полной мере относятся только к ветроустановкам мельничного типа, доля которых в мире сегодня около 95%. Основные проблемы ветроэнергетики могут быть разрешены, если применять турбину самолетного типа, разработанную в российской компании Optiflame Solutions, получившей благодаря своим исследованиям грант инновационного фонда «Сколково».

    Действующий прототип защищенного жесткой оболочкой турбинного ветрогенератора прошел испытания в аэродинамической трубе

    — Рынок классических трехлопастных ветрогенераторов — давно отработанная технология, как у двигателей внутреннего сгорания, — говорит Владимир Канин, директор по развитию компании. — Рынок поделен, и изобретать что-то новое как бы неудобно. Мировые производители давно устоялись, никто им на пятки не наступает, они так и продолжают производство уже 65-метровых монстров. Но производимые сейчас ветряки имеют серьезные ограничения — по минимальному расстоянию до жилых зон, по низкочастотным колебаниям, электромагнитным излучениям и по тем проблемам, которые они создают для птиц и летучих мышей. Если поставить ветряк на пути миграции птиц, то это, конечно же, будет мясорубка. Птица не воспринимает лопастной ветряк как опасность. Она воспринимает лопасти как отдельные палки, между которыми можно пролететь.

    — Но первый вопрос, который возникает — почему нет ветрогенератора там, где он нужен? На крышах домов, в частных поселках — там, где есть потребитель. И наш вопрос был ровно в этом — как приблизить ветряк к потребителю. При этом решить надо ровно три задачи: низкие частоты, защита от разрушения, защита от механической опасности для птиц и, само собой, для людей.

    Для ветроэлектростанции требуется не только ветрогенератор, но и инфраструктура. Это аккумуляторы и электрооборудование для преобразования тока в промышленный стандарт 220 вольт — 50 герц. Это передающие провода, отчуждаемые под ветряки земли, нередко необходимость включить систему в существующую электросеть. Ветроустановки нуждаются в охране (чтобы, как заметил Канин, пионеры их на металлолом не утащили). Все это удорожает ветрогенераторную станцию, и ее стоимость будет тем выше, чем дальше она от жилья.

    — Бизнес-задача была поставлена так, — продолжает Канин, — две альтернативные научные команды должны были подтвердить или опровергнуть жизнеспособность идеи. То есть представить черновые расчеты ветродвигателя — пускай даже в ущерб КПД, с производительностью на 10% ниже, чем у аналогов, но который бы решил главные проблемы ветрогенераторов.

    Помимо технических параметров, у установки должны быть определенные потребительские свойства. Одно из главных — размер. Понятно, что на крыше девятиэтажки нельзя ставить ветряк с лопастями в 40 метров. Другое важное свойство — установочная мощность. Потом идут такие параметры, как минимальная скорость ветра, при которой ветряк начинает работать, и максимальная, при которой он еще работает, а также показатель шумности, который должен соответствовать санитарным нормам.

    — Конечно же, ветрогенератор, который крутится под ветром в 2 метра в секунду, будет вырабатывать предельно малую энергию, — говорит Канин. — Но если речь идет о зарядке аккумулятора, то какая нам разница — несколько ватт лучше, чем ноль. А гигантские промышленные ветряки ветер даже в 4-5 метров не может столкнуть, их приходится раскручивать специальным мотором.

    За два года с начала работы над бизнес-идеей в 2008 году командой разработчиков Optiflame Solutions под руководством научного руководителя проекта, кандидата физико-математических наук Сергея Дудникова и научного руководителя по аэродинамике, профессора Санкт-Петербургского политехнического университета Рудольфа Измайлова, был создан и испытан в аэродинамической трубе действующий прототип ветрогенератора в жесткой оболочке, диаметром полметра. Ветрогенератор представляет собой турбину самолетного типа. Успешные испытания прототипа позволили создать модель ветрогенератора диаметром 2 метра с установочной мощностью в 1 киловатт, при максимальной в 2 киловатта. Ведется проектирование ветротурбины диаметром в 6,4 метра, номинальной мощностью 5 киловатт и максимальной — 10. В планах создание генератора диаметром 20 метров с мощностью от 50 до 100 киловатт.

    Конструкция состоит из ротора с 32 лопатками, заключенными в обечайку — жесткий корпус, который и стал исполнителем главного требования по безопасности в случае разрушения лопастей. В передней части ротор закрыт направляющим аппаратом, который состоит из лобового обтекателя и таких же лопаток, как в роторе, но неподвижно закрепленных. Направляющий аппарат формирует воздушную струю в турбине и в то же время служит защитной решеткой — «радиатором» — для вращающихся лопастей.

    — Благодаря особой конструкции направляющего аппарата, — говорит Канин, — нам удалось не только не потерять коэффициент полезного действия ветрогенератора по сравнению с классическим трехлопастным аналогом, но и существенно повысить его. А так как у нас 32 лопатки в роторе, то, соответственно, стоит 32 защитных лопатки в «радиаторе» — нельзя сказать, что туда совсем не просунешь руку, но от случайного попадания защищает, и кошка точно не пролезет. И та защита, которая будет работать от птиц и кошек — она справедлива и от детей, электромонтеров или домохозяек, которые надумают побаловаться на крыше с вентилятором.

    — Насколько отличается наш КПД от классического, точно можно будет сказать в конце лета, когда мы испытаем двухметровую модель. Пока, по результатам испытания полуметровой модели, мы считаем, что КПД будет выше на 20-30%, — подтвердил слова коллеги Сергей Дудников. — Но главным мы считаем все же не КПД, а безопасность нашего ветряка. Если он «пойдет вразнос», то колесо ротора просто заклинит в обечайке, и ничего никуда не вылетит. С фасада он также безопасен из-за неподвижного направляющего аппарата.

    Благодаря повышению скорости вращения турбинного ветрогенератора удалось решить проблему низкочастотных колебаний. По словам Владимира Канина, особый упор делался на то, чтобы вывести весь производимый ротором шум в слышимую область звукового спектра. Показатель шумности удалось ограничить на уровне в 35 децибел при скорости ветра 10 метров в секунду, что укладывается в нормы. Для жилых помещений ночью это 30 децибел, днем — 40. Предел уровня шума для офисных помещений, по европейским стандартам — 55 децибел.

    — При повышении скорости вращения, при сильном ветре, растет тон звука, но не его мощность, — заверил Канин.

    Вес установок будет небольшой, поскольку лопасти выполнены из пластика, а не металла. Для двухметровой турбины — 90-95 килограммов, пятикиловаттная турбина диаметром в 6,4 метра должна весить не более 200 килограммов.

    За лето компания планирует построить опытную партию киловаттных генераторов, 5-10 штук, и отправить их на рабочие испытания. После испытаний и возможных доработок будет решаться вопрос о запуске в серийное производство.

    — Если, скажем, производитель в Германии или любой другой стране скажет нам, что он готов делать и продавать 1000 штук в год, то мы поставим сборочную линию там, — сказал Канин.

    Более мощная модель турбины, на 5 киловатт, планируется к производству опытной партией в следующем году. Это именно тот ветрогенератор, который может стать базовым для отдельного частного дома или фермерского хозяйства.

    — Если говорить о России, то для частного дома мы бы рекомендовали нашу модель 5000 — это пять киловатт установочной мощности при 10 метрах в секунду, — говорит Канин. — У нас в России энергопотребление если не на порядок, то на полпорядка выше, чем энергопотребление в Азии, и на порядок больше, чем в Африке. По нашим расчетам, этих 5 киловатт будет достаточно для семьи среднего уровня энергопотребления — освещение, холодильник, компьютер, отопление. Если дом стоит в ветреном районе, на вершине холма, например, то мачта даже не нужна — турбину можно поставить на крышу. Если же ветер во дворе маленький, то мачта понадобится — 20 или 30 метров.

    Стандартной оценкой стоимости ветрогенератора является цена за киловатт установочной мощности. Для малых ветряков в Европе считается хорошей цена в 2500-3000 евро, если 2300 — совсем замечательно. Поскольку конкуренция на рынке ветрогенераторов непрерывно растет, то и цена стремится вниз — хотя и не быстро, спрос достаточно большой. В прошлом году в США было установлено порядка 40 тысяч малых установок (до ста киловатт), в Китае — 40 тысяч, в Германии — 15-20 тысяч.

    — Мы способны поставить цену ниже нижней планки, — считает Владимир Канин. — За пятикиловаттный ветряк мы прогнозируем цену в районе 10 тысяч долларов.

    — В мире впустую простаивают десятки миллионов высоких крыш. Обычные ветряки туда ставить нельзя. А наш — можно! И мы это скоро начнем доказывать на практике, — резюмировал Сергей Дудников.

    Промышленные ветрогенераторы большой мощности, как устроены и как работают

    Нередко в наших статьях затрагивается тема альтернативной энергетики, и объясняется это несколькими важными причинами. Первая, и, пожалуй, наиболее важная причина, по которой мы освещаем эти новости, заключается в том, что для успешного преодоления энергетического кризиса человечеству необходимо освоить дополнительные источники энергии, к которым могут относиться энергия солнца и ветров, энергия течений воды и биомассы и т. п.

    Вторая причина – это забота об окружающей среде и общем будущем земли: альтернативная энергетика подразумевает использование возобновляемых источников энергии, которые не загрязняют мир, в котором мы живем, и не истощаются по мере их использования.

    И, наконец третья причина – прогресс не стоит на месте, внедряются новые технологии, увеличивается удельная мощность энергоблоков альтернативных электростанций, растет их эффективность, поэтому такие статьи призваны помогать знакомиться с последними достижениями альтернативной энергетики.

    Об альтернативной энергетике в целом можно прочитать тут, о преобразовании солнечной энергии в электрическую – в соответствующей статье, а о разных типах солнечных электростанций – здесь. В данной же статье рассматривается еще один альтернативный источник энергии – ветрá. Энергия ветра – это возобновляемый вид энергии, то есть независимо от того, сколько ветра человек преобразует в тепло, движение или электричество, меньше ветров не станет, и дуть от этого они не перестанут. Дело в том, что ветер возникает из-за неравномерного нагрева слоев атмосферы солнцем, и пока над землей светит солнце и существует разность температур, будут дуть ветра. Именно этот фактор стал причиной бурного развития ветроэнергетики. По состоянию на 2018 год, установленная мощность всех ветровых электростанций (ВЭС) достигла 591 ГВт. Как же устроены и как работают ветрогенераторы большой мощности? Давайте узнаем.

    Ни для кого не секрет, как выглядит современный ветрогенератор: это комплексная система, состоящая из мачты высотой 30-140 метров, закрепленной в земле на массивном железобетонном фундаменте, ветрогенератора, приводимого в движение лопастями длиной до 40 метров, и электрической части, в которую входят провода и кабели, инверторы, стабилизаторы тока и напряжения, а также аккумуляторы и контроллеры заряда. Начнем рассмотрение ВЭС в логическом порядке – снизу вверх.

    Железобетонные фундаменты электростанций такого типа предназначены для мощной фиксации башен в грунте, потому что при сильных порывах ветра ВЭС испытывают колоссальные механические нагрузки. В случае шельфовых (расположенных в море на расстоянии 10-60 км от берега) ветровых электростанций башни могут устанавливаться на сваи длиной до 30 метров, вбитые в морское ложе. Фундаменты ветрогенераторов, устанавливаемых на суше, могут достигать 15 метров в диаметре и до примерно столько же в глубину, в случае ветрогенераторов малой мощности фундаменты мачт закладываются на полутораметровой глубине и размер основания мачты составляет около метра.

    Для большей прочности и сопротивляемости ветрам мачты ветрогенераторов дополнительно укрепляются растяжками на тросах, расстояние которых от мачты выбирается в зависимости от скорости ветра в данном районе.

    Высота лопастей ветрогенераторов, как уже отмечалось, может достигать 40 метров для генераторов мощностью около 2.3 МВт. Количество лопастей – 3 – обусловлено оптимальным соотношением между крутящим моментом, создаваемым ветром и необходимым для преодоления инерции ротора генератора, и скоростью вращения пропеллера. Если увеличить количество лопастей, то можно вращать более массивный и соответственно более мощный генератор, но частота вращения будет низкой. Если уменьшить число лопастей, то пропеллер начнет вращаться быстрее, но не сможет раскрутить тяжелый ротор после отсутствия ветра, хотя на практике встречаются и двухлопастные, и многолопастные ветрогенераторы.

    Фото 1. Испытание лопасти ветрогенератора на гибкость

    Лопасти изготавливаются отдельно из легких, прочных и морозостойких материалов и крепятся к хабу – трехлучевой «крестовине», непосредственно присоединенной к валу генератора. С учетом размера хаба диаметр лопастей ветрогенератора может достигать сотни метров. Для лучшего соответствия параметров генератора скорости ветрового потока хабы снабжаются системой изменения угла атаки (шага винта) лопастей. От слишком высоких скоростей ветра лопасти защищены системой автоматической остановки движения, которая блокирует вращение.

    Фото 2. Хаб

    Турбина может поворачиваться на мачте для обеспечения генерации энергии при изменении направления воздушного потока, для этого в месте крепления турбины к мачте предусмотрен автоматический поворотный механизм.

    Генераторы по конструкции не сильно отличаются от обычных асинхронных генераторов, на роторе устанавливается обмотка независимого возбуждения, на статоре – статорные обмотки. Генерация возможна на скоростях ветра от 3 до 25 м/с с максимальными характеристиками в районе 15 м/с. Генерируемый ток заряжает аккумуляторы, за зарядом которых следят контроллеры, далее инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное требуемой частоты.

    К недостаткам современных ветрогенераторов можно отнести возможность гибели пернатых созданий, шум, создаваемый лопастями и движущимися деталями, а также электромагнитные помехи, возникающие из-за электроники, находящейся в движущихся лопастях. Существуют проекты парящих ветрогенераторов будущего, например, от компании Altaeros, представленные на фото ниже. На большей высоте потоки ветров не турбулентные, а ламинарные, т.е. более стабильные.

    Фото 3. Проект компании Altaeros (турбина будет парить на высоте несколько километров)

    Стоимость современных ветрогенераторов мощностью до 100 КВт составляет до $8000 за киловатт, КПД достигает 40%, себестоимость электроэнергии составляет от ¢5 до ¢10 за киловатт для районов с сильными и слабыми ветрами соответственно. Ветроэнергетика – стабильно развиваемая отрасль, имеющая большие перспективы.

    Если вы хотите, чтобы большие перспективы были и у вашего предприятия, обращайтесь в «ТМРсила-М» за проведением электрофизических измерений, предоставлением ответственного за электрохозяйство и за разработкой однолинейных схем и проектной документации. Успехов!

     

     

     

    В Ростовской области возвели первую ветроэнергетическую установку

    На строительной площадке Сулинской ветряной электростанции (ВЭС) завершен монтаж первой в донском регионе ветроэнергетической установки. Это поистине эпохальный шаг энергетической отрасли региона, говорят эксперты. Всего в 2019-2020 году на Дону УК «Ветроэнергетика» планирует построить три ВЭС — 78 ветроэнергетических установок общей мощностью 300 МВт. А первые поставки на рынок «самого экологичного» электричества начнутся уже к лету 2020 года.

    — Наш регион один из первых в России начал реализовывать проекты в направлении ветроэнергетики. Донской регион обладает обширными территориями, высоким ветропотенциалом и инвестиционной привлекательностью, — отметил министр промышленности и энергетики Ростовской области Игорь Сорокин. — Сегодня на территории области реализуется сразу несколько проектов по строительству ветропарков. Один из них выполняется управляющей компанией «Ветроэнергетика» и является самым масштабным по объему инвестиций и планируемой суммарной мощности.

    Как рассказали представители бизнеса, вторую площадку сразу после прохождения госэкспертизы начнут строить недалеко от Гуково (по планам, строительство начнется до конца октября), а третью, в начале 2020 года — рядом с Каменск-Шахтинским. Вообще же еще в 2017 году УК «Ветроэнергетика» и правительство Ростовской области заключили соглашение о строительстве к 2021 году нескольких ветряных станций совокупной мощностью до 600 МВт.

    Примечательно, что донские ветропарки будут строиться с использованием лопастей, башен и гондол отечественного производства. По расчетам специалистов, степень локализации на донских ВЭС достигнет 65 процентов. Более того — стальные башни, один из ключевых элементов ветроустановки, уже производятся в Таганроге. На открытие этого завода, которое местные СМИ уже окрестили «историческим», в прошлом году приезжали глава региона Василий Голубев и председатель правления УК «РОСНАНО» Анатолий Чубайс. А в феврале 2019 года на «Российском инвестиционном форуме» в Сочи губернатор подписал специальный инвестиционный контракт по созданию в Волгодонске сборочного производства компонентов ветроустановок.

    То есть Ростовская область станет не только одним из крупнейших производителей чистой ветровой энергии, но и ключевым производителем российского оборудования. Все это делается при помощи государства, одно из условий партнерства — обязательство бизнеса наладить и экспортные поставки. Это значит, что донская хай-тек продукция начнет завоевывать и зарубежные страны. Как рассказали специалисты, уже сегодня обсуждаются варианты поставок донского оборудования в несколько стран Средней Азии.

    Ростовская область и без того является энергопрофицитным регионом. Мощность генерации, даже без учета четвертого энергоблока Ростовской АЭС, превышает шесть гигаватт (из них внутри региона потребляется всего около 50 процентов). Но за счет того, что электроэнергия будет поставляться на оптовый, федеральный рынок электроэнергии, проблем со сбытом не будет.

    Кстати

    Помимо проекта УК «Ветроэнергетика», в 2020 году на территории бывшей игорной зоны «Азов-Сити» на площади 133 гектара планирует начать работу ветропарк компании «Энел Рус Винд Азов». Место строительства выбрано не случайно. Южный берег Таганрогского залива очень ветреный, кроме того, когда здесь планировался проект игорной зоны, уже была подведена необходимая инфраструктура. Установленная мощность ветропарков более 90 МВт. Всего же Азовская ВЭС сможет генерировать порядка 300 ГВтч в год.

    С ветерком? Почему жители донских сёл не рады соседству с ветряками | ОБЩЕСТВО: События | ОБЩЕСТВО

    В Красносулинском районе построили ветровую электростанцию. Вроде бы, ничего страшного: энергия, полученная от ветровых установок – самая экологически чистая, окружающую среду ничего не загрязняет. Но жители хутора Нижняя Ковалёвка вдруг остались без телевидения и интернета, кроме того появились жалобы на здо­ровье – причину люди видят в появлении ветряков.

    Всё в норме

    В апреле 2020 года в Ковалёвском сельском поселении Красносулинского района завершилось строительство ВЭС (ветровая электростанция). В неё вошли 26 установок. Пока шли работы, жители были спокойны – такого рода конструкции природе не вредят, ядовитых выхлопов и сливов не будет. Вертятся себе огромные лопасти и энергию ветра превращают в электрическую. В Европе таких много, никто не жалуется. Но как только конструкции заработали, в домах жителей хутора Нижняя Ковалёвка телевизионные антенны и интернет перестали ловить.

    «У нас всегда с интернетом проблемы были, а сейчас вообще невозможно стало», – жалуется одна из местных жительниц.

    «Когда дети учились на дистанционке, видеосвязь организовать было невозможно, кое-как по WhatsApp занимались. А если с сентября уроки снова будут по Сети?» – вторит мама двоих детей.

    К корреспонденту «АиФ-Ростов» подходили жители ближайших к ветропарку домов и рассказывали о том, что вынуждены терпеть раздражающий шум, да и общее самочувствие ухудшилось. У кого-то начались головные боли, кто-то стал быстрее утомляться и т. д.

    – Я обращался по данному вопросу в администрацию района с письменным заявлением. Однако официальных медицинских подтверждений, что инфразвук (звуковые волны, имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом – ред.) от ветровых турбин вызывает последствия для здоровья – нет, а эксперты и вовсе отрицают такую вероятность, – говорит глава Ковалёвского сельского поселения Николай Изварин.

    Есть и письмо от территориального отдела Роспотребнадзора, где в ответ на жалобы жителей сообщается, что были проведены замеры уровней шума и напряжённости электромагнитного поля в зоне жилых застроек – всё в пределах норм СанПиН. Имеется и ответ из компании ООО «Третий Ветропарк ФРВ», там указано, что проектное и фактическое расположение ветропарка «по отношению к потенциальным объектам воздействия многократно превышает минимально необходимое значение в 400 метров». В этом же документе говорится, что за качество телевизионного сигнала и услуг сотовой связи отвечает провайдер данных услуг. Поскольку все системы связи работают на сверхвысоких частотах, а ветрогенератор как препятствие этими частотами не воспринимается.

    Директор «Мегафона» в Ростовской области Алексей Барков рассказал, что специалисты компании посещали хутор Нижняя Ковалёвка в рамках плановых работ, при этом ухудшение качества связи зафиксировано не было. Ветряные электростанции не оказывают существенного влияния на работу мобильных сетей.

    Официальных ответов на жалобы жителей на плохую связь пока нет.

    Синдром ветрогенератора

    В европейских странах отношение к ветрякам тоже двоякое: с одной стороны – «зелёные» считают их экологичными возобновляемыми источниками энергии, с другой – есть и ярые противники ВЭС. Так, американский педиатр Нина Пьерпонт утверждает, что люди, живущие вблизи ветроустановок, испытывают так называемый синдром ветрогенератора – это мигрень, головокружение, беспокойство, тахикардия, давление в ушах, тошнота, ухудшение пищеварения. Японские медики тоже пришли к такому выводу. А в Германии граждане всё чаще идут в суд с исками против установки ветрогенераторов. Там экологи стали поддерживать активистов, выступающих против «ветряных мельниц». В связи с этим, за последние 5 лет введение новых ветротурбин в стране уменьшилось на 80%. Есть также жалобы на ухудшение приёма радио- и телепередач. Но пока нет официальных заключений о том, чтобы сделать вывод о вреде ветряков. Необходимо провести дополнительные исследования, собрать больше информации. Однако, факт того, что и птицы, и животные покидают районы, где размещены ветровые установки, заставляет задуматься.

    Комментарий

    Председатель Российской Ассоциации ветроиндустрии Игорь Брызгунов:

    – Вопрос о вреде ветропарков поднимался много лет назад и в других странах, когда там активно начали внедрять ВЭС. Сейчас эту проблему стали обсуждать в России, но, как мне кажется, иногда с целью социального рэкета. То есть, в данном случае я просто рассматриваю желание жителей извлечь для себя выгоду. Вот пример: мой друг на севере нашей страны проектировал ветропарк. Нанял местных экологов для оценки воздействия на окружающую среду. Те говорят: «Недалеко от территории строительства ветропарка проходит трасса миграции северных оленей». На предложение поменять проект экологи ответили, что за определённую (надо сказать немаленькую) сумму они смогут «договориться с оленями».

    Как работает энергия ветра

    Современные ветряные турбины — это эволюция традиционных ветряных мельниц. А собрание ветряных турбин в одном месте называется ветром ферма.

    Современная ветряная турбина состоит из четырех основных частей:

    • фонды
    • башня
    • гондола
    • лезвие в сборе


    Турбина установлена ​​на железобетонном фундаменте , размеры которого зависят от размера турбины.Фундамент представляет собой прочную конструкцию, предназначенную для того, чтобы турбина выдерживала очень сильный ветер. Он всегда находится ниже уровня земли и не виден после завершения строительства.

    Башни обычно строятся из стальных труб, хотя некоторые турбины имеют решетчатые башни (больше похожие на пилон для передачи электроэнергии).

    Стальные башни обычно окрашивают в светлый цвет, используя своего рода неотражающую краску. Это поможет им лучше слиться с фоном.

    Гондола — это большой корпус наверху башни. Он содержит генератор и другие важные компоненты, такие как редуктор и оборудование управления.

    Анемометр и флюгер, которые соответственно измеряют скорость и направление ветра, расположены на верхней части гондолы.

    Большинство ветряных турбин имеют три лопасти , или (реже) две лопасти, которые вращаются вокруг центральной ступицы на горизонтальной оси. Лезвия изготавливаются из различных материалов, таких как стекловолокно, углеродное волокно или древесный ламинат.

    Турбина с длинными лопастями может улавливать больше энергии ветра и, следовательно, вырабатывать больше электроэнергии, чем турбина с более короткими лопастями.

    Производство электроэнергии

    Ветряные турбины вырабатывают электроэнергию, используя естественную энергию ветра. Лопасти ветряной турбины похожи на крыло самолета: когда воздух проходит мимо лопасти, он вызывает подъемную силу, которая создает вращающую силу.

    Вращающиеся лопасти вращают вал внутри гондолы, который входит в коробку передач.Коробка передач увеличивает скорость вращения генератора, который использует магнитные поля для преобразования энергии вращения в электрическую. В некоторых турбинах используется технология прямого привода, которая соединяет вращающуюся ступицу непосредственно с генератором. Электроэнергия от генератора поступает по кабелям к трансформатору, а затем на подстанцию ​​ветряной электростанции, где преобразуется в напряжение, подходящее для энергосистемы или местной сети. Электросеть или местная сеть передает электроэнергию в дома и на предприятия.

    В ветряных турбинах

    для определения наилучшего положения турбины используются анемометр и флюгер наверху гондолы. Когда ветер меняет направление, двигатели поворачивают гондолу и лопасти вместе с ней лицом против ветра (это движение называется рысканием). Лопасти также имеют «наклон» или угол, чтобы гарантировать, что от ветра извлекается оптимальная мощность.


    Alliant Kids — Энергия ветра

    Энергия ветра существует уже давно. Вы, наверное, видели ветряные мельницы на фермах.Когда ветер вращает лопасти ветряной мельницы, он вращает турбину внутри небольшого генератора для производства электроэнергии, как угольная электростанция.

    Ветряная мельница на ферме может производить лишь небольшое количество электроэнергии, достаточное для питания нескольких сельскохозяйственных машин. Чтобы производить электричество, достаточное для обслуживания большого количества людей, коммунальные предприятия строят ветряные электростанции с большим количеством ветряных турбин.

    Ветряные электростанции строятся на плоских открытых площадках, где ветер дует не менее 14 миль в час.

    Они точно большие!

    Ветровые турбины, используемые для крупных ветряных электростанций, бывают разных размеров, но обычно имеют ширину около 13 футов в основании и от 230 до 265 футов в высоту в центре.Когда одна из лопастей находится в вертикальном положении, общая высота составляет примерно 406 футов, как та, что изображена здесь, на ветряной электростанции Сидар-Ридж в округе Фон-дю-Лак, штат Висконсин.

    Сколько ветряных турбин нужно для ветряной электростанции?

    Ветряные электростанции могут иметь от пяти до 150 ветряных турбин. Одна из крупнейших ветряных электростанций в США находится в Альтамон-Пассе, Калифорния. Он имеет более 4800 ветряных турбин.

    Alliant Energy владеет и управляет тремя ветряными электростанциями в Айове, Миннесоте и Висконсине.Помимо ветряных электростанций, принадлежащих Alliant Energy, мы также закупаем более 600 мегаватт энергии у других ветряных электростанций на территории нашей зоны обслуживания.

    Как работает ветряная турбина

    Ветряная турбина работает противоположно вентилятору. Вместо того, чтобы использовать электричество для производства ветра, турбина использует ветер для производства электроэнергии.

    Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, который соединяется с генератором и производит электричество. Электроэнергия направляется по линиям передачи и распределения на подстанцию, затем в дома, предприятия и школы.

    Сделайте свои собственные ветряные гаджеты!

    Теперь, когда вы прочитали о ветроэнергетике, вы можете сделать свои собственные ветряные устройства дома.

    Возобновляемая энергия

    360-градусное видео: ветряная турбина внутри и снаружи

    Как она работает и может ли она питать мой дом? — Советник Forbes UK

    Использование энергии ветра становится все более популярным в Великобритании. Данные Управления национальной статистики (ONS) показывают, что в период с 2009 по 2020 годы производство электроэнергии с помощью энергии ветра увеличилось на невероятные 715%.

    Если вы думаете о переходе на более экологичного поставщика энергии или даже об установке собственной ветряной турбины дома, вот все, что вам нужно знать о том, как работает энергия ветра.

    Откуда берется энергия ветра?

    Энергия ветра исходит от ветряных турбин. Эти турбины используют естественную силу ветра для выработки электроэнергии. Когда дует ветер, лопасти турбины, похожие на пропеллер, толкаются вокруг ротора. Ротор прикреплен к генератору, вырабатывающему электричество, которое подается в Национальную сеть.Чем сильнее ветер, тем больше электроэнергии будет произведено.

    Ветряные турбины часто группируются в ветряные электростанции, называемые «массивами», чтобы можно было вырабатывать больше энергии. Эти фермы обычно расположены на открытых участках земли («на суше») или у побережья на мелководье («на море»).

    В настоящее время в Великобритании насчитывается 2450 ветряных электростанций, в том числе 8 681 наземных ветряных турбины и еще около 2292 морских.

    Hornsea 1, расположенный у побережья Йоркшира, является крупнейшей оффшорной ветроэлектростанцией в мире.Благодаря своим 174 ветровым турбинам, он производит достаточно энергии для питания более миллиона домов. Еще восемь ключевых морских ветроэнергетических проектов в Великобритании все еще находятся в стадии разработки, включая Hornsea 2.

    Что происходит на энергетическом рынке Великобритании?

    В настоящее время нет сделок с электроэнергией по ценам ниже стандартных, поэтому мы временно приостановили предоставление услуг переключения.

    Использует ли мой поставщик энергии энергию ветра?

    Будет ли ваш поставщик использовать энергию ветра, будет частично зависеть от того, предлагает ли он тарифы на «зеленую энергию».При использовании этого типа тарифа вы по-прежнему получаете электроэнергию из национальной сети таким же образом, как и домохозяйства, по тарифам, не связанным с экологией. Но ваш поставщик будет согласовывать часть или всю используемую вами электроэнергию с тем количеством, которое они покупают у возобновляемых генераторов.

    Часть этой возобновляемой энергии может поступать от ветряных электростанций, но также может поступать от солнечных электростанций или гидроэлектростанций.

    Это означает, что если вы выбираете тариф на экологически чистую энергию, это не означает автоматически, что вы выбираете поставщика, которому принадлежат ветряные или солнечные фермы.Но у него могут быть сделки по покупке энергии у возобновляемых генераторов.

    Энергетические компании по закону обязаны публиковать подробную информацию о своем топливном балансе, поэтому посетите веб-сайт своего поставщика или свой счет за электроэнергию, чтобы узнать, какой процент электроэнергии ваш поставщик вырабатывает из возобновляемых источников.

    Как найти поставщика, использующего энергию ветра?

    Вам нужно копнуть немного глубже, если вы хотите быть абсолютно уверены, что ваш поставщик энергии использует энергию ветра.

    На веб-сайтах поставщиков должно быть подробно описано, как они вырабатывают электроэнергию, но это не всегда легко расшифровать. Некоторые поставщики могут использовать только энергию ветра, в то время как другие будут комбинировать ее с другими возобновляемыми источниками, такими как солнечная энергия и гидроэлектростанции.

    Для поставщиков «зеленой» энергии обратите внимание на Outfox the Market, который вырабатывает всю электроэнергию из энергии ветра, при этом компания заявляет, что использует исключительно оффшорные ветряные электростанции.

    В качестве альтернативы Ecotricity заявляет, что все производимое ею электричество производится за счет энергии ветра или солнца, а примерно пятую часть своей электроэнергии компания производит за счет «парка ветряных и солнечных мельниц».Остальное покупается у других зеленых генераторов.

    Могу ли я установить дома ветряную турбину?

    Если вы предпочитаете взять дело в свои руки, вы можете подумать об установке ветряной турбины дома. Но это не обойдется без проблем.

    Для начала, это сработает только в том случае, если у вас есть хороший ветровой участок — в идеале, если вы живете на возвышенности или на побережье. Сельские районы лучше, чем городские, и вам нужно будет проверить, нет ли препятствий, таких как деревья или высокие здания.В идеале ветряным турбинам требуется средняя скорость ветра 5 м / с (метров в секунду), чтобы быть рентабельными.

    Далее вам нужно выбрать ветряную турбину.

    Есть два типа ветряных турбин бытовых размеров. Первый установлен на опоре. Они отдельно стоящие и должны быть установлены в подходящем месте. По данным Energy Saving Trust, их генерирующая мощность составляет около 5-6 кВт в день.

    Второй строительный. Они меньше по размеру, чем системы на опорах, что означает, что их можно установить на крыше вашего дома при условии наличия достаточного ветрового ресурса.Обычно они имеют ежедневную производственную мощность 1-2 кВт.

    По данным Департамента бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (BEIS), среднее домохозяйство потребляет 3 731 кВтч электроэнергии в год.

    Energy Saving Trust утверждает, что турбина мощностью 5 кВт, установленная на опоре, может генерировать около 9000 кВт / ч в год, что может сэкономить вам около 280 фунтов стерлингов в год на счетах за электроэнергию.

    Данные, полученные отдельно от Renewable Energy Hub, показывают, что установленная на крыше турбина мощностью 1,5 кВт вырабатывает около 2600 кВтч в год, в зависимости от скорости ветра и его интенсивности.Турбина мощностью 1 кВт будет вырабатывать около 1750 кВтч в год.

    Перед установкой собственной ветряной турбины обратитесь в местный совет, чтобы узнать, нужно ли вам разрешение на строительство. Также рекомендуется заранее сообщить о своих планах соседям. И вам следует поговорить со своим поставщиком энергии, если вы хотите подключить свою турбину к национальной сети.

    Сколько стоит установка?

    Поскольку устанавливаемые в зданиях турбины меньше по размеру, их установка дешевле, чем установка турбин на опорах — обычно от 1500 фунтов стерлингов и выше.Однако они также менее эффективны и не производят столько электроэнергии.

    Установка на опоре мощностью 5 кВт обойдется вам в сумму от 23 000 до 34 000 фунтов стерлингов на оборудование и установку.

    Можно ли заработать на установке ветряной турбины?

    Если вы производите достаточно электроэнергии с помощью своей ветряной турбины, вы имеете право на схему Smart Export Guarantee (SEG). Эта схема, запущенная в 2020 году, заменила правительственную программу зеленых тарифов.

    Чтобы соответствовать требованиям, ваша установка должна иметь мощность 5 МВт или меньше. Кроме того, вам потребуется установить счетчик, который будет показывать каждые полчаса, чтобы ваш поставщик мог видеть, сколько электроэнергии вы экспортируете.

    Если вы подпишетесь на тариф SEG, вам будут платить за любой излишек электроэнергии, который вы производите, который возвращается в Национальную сеть.

    Ставка заработной платы, продолжительность контракта и то, будут ли тарифы фиксированными или переменными, зависит от вашего поставщика. По фиксированным тарифам SEG взимается установленная ставка за киловатт-час (кВтч) электроэнергии, экспортируемой в течение срока действия контракта.Цены на переменный тариф будут колебаться в зависимости от рыночного спроса, но цены не могут опускаться ниже нуля.

    Ветряки работают без ветра?

    Если скорость ветра будет слишком низкой, ветряные турбины просто перестанут вращаться, и электричество не будет производиться. Это означает, что может быть сложно точно предсказать, сколько электроэнергии будет вырабатывать ветряная турбина с течением времени.

    Это также означает, что если бы энергия ветра использовалась исключительно, ее необходимо было бы объединить с системой хранения энергии, аналогичной той, что используется солнечными батареями.

    Каковы преимущества и недостатки ветроэнергетики?

    У любого источника энергии есть свои плюсы и минусы, и энергия ветра ничем не отличается:

    Плюсы
    • Возобновляемый источник энергии
    • После того, как турбины введены в эксплуатацию, эксплуатационные расходы будут низкими
    • Ветровые турбины не занимают много места на земле
    • Создает рабочие места в ветроэнергетике.

    Минусы
    • Количество вырабатываемой электроэнергии может колебаться в зависимости от погоды
    • Ветровые турбины могут нанести ущерб среде обитания птиц и морских обитателей
    • Строительство ветряных электростанций может быть дорогостоящим
    • Ветровые турбины создают шум и визуальное загрязнение.

    Как Великобритания по сравнению с другими странами использует энергию ветра?

    Великобритания — одно из лучших мест для ветроэнергетики в мире. Данные ONS показывают, что в 2020 году Великобритания вырабатывала 75 610 гигаватт-часов (ГВт-ч) электроэнергии как за счет морских, так и наземных ветров. Этого хватило бы для питания 8,4 триллиона светодиодных лампочек.

    В мире Великобритания занимает первое место по общей мощности морской ветроэнергетики из-за своего местоположения. Морской ветер более мощный и устойчивый, чем наземный, поэтому может быть произведено больше электроэнергии.Общая морская мощность в настоящее время составляет 10 405 МВт, но ожидается, что она будет увеличена на 4 763 МВт за счет строящихся ветряных электростанций и на 23 781 МВт за счет дополнительных запланированных проектов *.

    По общей ветроэнергетике в мире Великобритания в настоящее время находится на шестом месте, как показано в таблице ниже:

    Германия
    Страна или территория Установленная мощность ветровой энергии (МВт)
    Китай 281,993
    США 117,744
    38,559
    Испания 27,089
    Соединенное Королевство 24,665
    Источник: IRENA: Статистика по возобновляемым источникам энергии на 2021 год

    Наиболее амбициозная цель по всей Европе, Великобритания с правительством Великобритании, стремящимся увеличить мощность морской ветроэнергетики до 40 ГВт к 2030 году.Это часть более крупного плана, нацеленного на достижение нулевых чистых выбросов к 2050 году, что соответствует глобальным климатическим целям, изложенным в Парижском климатическом соглашении.

    * S&P Global Market Intelligence.


    Что происходит на энергетическом рынке Великобритании?

    В настоящее время нет сделок с электроэнергией по ценам ниже стандартных, поэтому мы временно приостановили предоставление услуг переключения.

    Как работает энергия ветра | Союз неравнодушных ученых

    Будущее ветроэнергетики

    В условиях все более конкурентоспособных цен, растущей озабоченности по поводу окружающей среды и призывов к снижению зависимости от иностранных источников энергии, сильное будущее для ветроэнергетики кажется несомненным.Глобальный совет по ветроэнергетике прогнозирует, что к 2017 году глобальная мощность ветроэнергетики достигнет 536 000 МВт, что почти вдвое больше, чем сейчас, при этом рост особенно сосредоточен в Азии и Европе [23]. Турбины становятся все больше и сложнее: наземные турбины теперь обычно в диапазоне 1-2 МВт, а морские турбины в диапазоне 3-5 МВт. Следующими рубежами ветроэнергетики являются глубоководные оффшорные и наземные системы, способные работать при более низких скоростях ветра. Оба технологических достижения дадут большие возможности для новых разработок.

    Как и в любой другой отрасли, которая переживает стремительный рост, время от времени будут возникать проблемы. Как и большая часть экономики США, финансовый кризис нанес тяжелый урон ветроэнергетике, замедляя финансирование новых проектов и препятствуя прогрессу растущей отрасли производства ветроэнергетики в США. Есть также опасения по поводу столкновений с видами птиц и летучих мышей в некоторых местах. А проблема «не у меня на заднем дворе» (NIMBY) продолжает замедлять развитие в некоторых регионах.Но новые производственные мощности, тщательное размещение и методы управления, а также более глубокое понимание общественностью значительных и разнообразных преимуществ энергии ветра помогут преодолеть эти препятствия. (См. Также: Воздействие энергии ветра на окружающую среду.)

    Комплексное исследование, проведенное Министерством энергетики США в 2008 году, показало, что расширение ветроэнергетики до 20 процентов к 2030 году возможно, доступно и не повлияет на надежность энергоснабжения страны. Помимо демонстрации того, что это возможно, по оценкам специалистов, достижение этой цели позволит создать более 500 000 новых рабочих мест в США, сократить выбросы в результате глобального потепления на 825 миллионов метрических тонн в год (около 20 процентов) и сэкономить 4 триллиона галлонов воды [24].К этому списку преимуществ можно добавить значительное улучшение качества воздуха и воды для будущих поколений и гораздо меньшую уязвимость к колебаниям цен на ископаемое топливо. Хотя для достижения этого уровня потребуются решительные национальные усилия, энергия ветра более чем готова к решению этой задачи.

    Артикул:

    [1] Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC). Global Wind Report 2012.

    [2] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). 2013. Лучший источник энергии ветра для нового поколения в 2012 году; Американская ветроэнергетика установила новый рекорд — 13 124 МВт.

    [3] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). 2013. В настоящее время ветряная энергия в США вырабатывает более 10 процентов электроэнергии в девяти штатах.

    [4] Союз неравнодушных ученых (UCS). 2013. Активизация использования возобновляемых источников энергии: энергия, на которую можно рассчитывать.

    [5] Энтони Лопес, Билли Робертс, Донна Хеймиллер, Нейт Блэр и Джан Порро. 2012. Технические возможности возобновляемых источников энергии США: анализ на основе ГИС. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.

    [6] Энтони Лопес, Билли Робертс, Донна Хеймиллер, Нейт Блэр и Джан Порро.2012. Технические возможности возобновляемых источников энергии США: анализ на основе ГИС. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.

    [7] Арчер, К.Л. и М.З. Якобсен. 2003. Пространственное и временное распределение ветра в США и энергии ветра на высоте 80 м, полученное по измерениям. Журнал геофизических исследований 108, DOI: 10.1029 / 2002JD002076,2003.

    [8] Грэм Ричард, Майкл. Enercon E-126: Самая большая ветряная турбина в мире (на данный момент).

    [9] Xcel Energy. Отчет о корпоративной ответственности за 2011 год. Портфель возобновляемых источников энергии на 2011 год и прогнозируемый на 2018 год в мегаваттах (МВт).

    [10] Hargreaves, S. 2012. Уровень энергии ветра в Колорадо достигает 57%. CNNMoney, 6 августа.
    Лафлин, Т. 2012. Побитый рекорд. Миннеаполис, Миннесота: Xcel Energy.

    [11] Савин, Джанет. 2009. Рост ветроэнергетики в 2008 году превышает средние 10-летние темпы роста. Институт Worldwatch.

    [12] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). Анатомия ветряной турбины.

    [13] Министерство энергетики США, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии. 2009.> 20 процентов энергии ветра к 2030 году: увеличение доли энергии ветра в электроснабжении США.

    [14] Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC). Global Wind Report 2012.

    [15] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). 2013. Статистика отрасли.

    [16] Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC). Global Wind Report 2012.

    [17] Министерство энергетики США, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии. 2009. 20 процентов энергии ветра к 2030 году: увеличение доли энергии ветра в электроснабжении США.

    [18] Фредриксон и Байрон Ло, П.А. Американский закон о восстановлении и реинвестировании от 2009 года — Положения об энергии ветра

    [19] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA).2013. Конгресс продлевает налоговые льготы по ветроэнергетике для проектов, которые начинаются в 2013 году.

    [20] Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA). 2013. Рыночный отчет AWEA USwind industry за четвертый квартал 2012 года. Вашингтон.

    [21] Барбос, Г. 2012. Стандарты портфеля возобновляемых источников энергии в США: обновление статуса. Представлено на Национальном саммите 2012 года по RPS, Вашингтон, округ Колумбия, 3 декабря; по состоянию на 24 марта 2013 г.

    [22] Heeter, j. и Л. Берд. Состояние и тенденции на рынках соответствия требованиям США и добровольных сертификатов возобновляемых источников энергии (данные за 2010 г.).Технический отчет NREL / TP-6A20-52925, октябрь 2011 г. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL).

    [23] Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC). Global Wind Report 2012.

    [24] О’Коннелл, Р., Р. Плетка, С. Блок, Р. Якобсон, П. Смит, С. Тилли и А. Йорк. 2007. Проникновение энергии ветра в США на 20 процентов: технический анализ энергоресурсов. Оверленд-Парк, KS: Black & Veatch.

    Типы и конструкция ветряных генераторов для ветроэнергетики

    Типы ветряных генераторов

    Ветряная турбина состоит из двух основных компонентов, и, рассмотрев один из них, конструкцию лопастей ротора в предыдущем уроке, мы можем теперь посмотрите на другой, ветряк-генератор или WTG , который представляет собой электрическую машину, используемую для выработки электроэнергии.Электрический генератор с низкой частотой вращения используется для преобразования механической вращательной мощности, производимой энергией ветра, в полезную электроэнергию для снабжения наших домов и лежит в основе любой ветроэнергетической системы.

    Преобразование вращательной механической энергии, генерируемой лопастями ротора (известной как первичный двигатель), в полезную электрическую мощность для использования в бытовых системах электроснабжения и освещения или для зарядки аккумуляторов может быть выполнено с помощью любого из следующих основных типов вращательного движения. электрические машины, обычно используемые в ветроэнергетических установках:

    • 1.Машина постоянного тока (DC), также известная как динамо
    • 2. Синхронная машина переменного тока (AC), также известная как генератор переменного тока
    • 3. Индукционная машина переменного тока (AC), также известный как генератор переменного тока

    Все эти электрические машины являются электромеханическими устройствами, которые работают по закону электромагнитной индукции Фарадея. То есть они действуют за счет взаимодействия магнитного потока и электрического тока или потока заряда.Поскольку этот процесс обратим, та же машина может использоваться как обычный электродвигатель для преобразования электроэнергии в механическую энергию или как генератор, преобразующий механическую энергию обратно в электрическую.

    Индукционный генератор ветряной турбины

    Электрические машины, которые чаще всего используются для ветряных турбин, работают как генераторы, причем синхронный генератор и индукционный генератор (как показано) обычно используются в более крупных системах ветряных генераторов.Обычно небольшие или самодельные ветряные турбины, как правило, используют низкоскоростной генератор постоянного тока с постоянными магнитами или динамо, поскольку они маленькие, дешевые и их намного проще подключить.

    Имеет ли значение, какой тип электрического генератора мы можем использовать для производства энергии ветра. Простой ответ — и да, и нет, поскольку все зависит от типа системы и приложения, которое вы хотите. Низковольтный выход постоянного тока от генератора или динамо-машины старого типа можно использовать для зарядки батарей, в то время как более высокий синусоидальный выход переменного тока от генератора переменного тока может быть подключен непосредственно к местной сети.

    Кроме того, выходное напряжение и потребляемая мощность полностью зависят от имеющихся у вас приборов и от того, как вы хотите их использовать. Кроме того, расположение ветряного генератора, будет ли ветровой ресурс поддерживать его постоянное вращение в течение длительных периодов времени, или скорость генератора и, следовательно, его мощность будут изменяться вверх и вниз в зависимости от изменения имеющегося ветра.

    Производство электроэнергии

    A Ветрогенератор — это то, что производит ваше электричество, преобразовывая механическую энергию в электрическую.Давайте проясним здесь: они не создают энергии и не производят больше электрической энергии, чем количество механической энергии, используемой для вращения лопастей ротора. Чем больше «нагрузка» или электрическая нагрузка на генератор, тем больше механической силы требуется для вращения ротора. Вот почему генераторы бывают разных размеров и производят разное количество электроэнергии.

    В случае «ветряного генератора» ветер толкает непосредственно лопасти турбины, что преобразует линейное движение ветра во вращательное движение, необходимое для вращения ротора генератора, и чем сильнее ветер толкает, тем сильнее может быть произведено больше электроэнергии.Тогда важно иметь хорошую конструкцию лопастей ветряной турбины, чтобы извлекать как можно больше энергии из ветра.

    Все электрические турбогенераторы работают из-за эффектов перемещения магнитного поля мимо электрической катушки. Когда электроны проходят через электрическую катушку, вокруг нее создается магнитное поле. Точно так же, когда магнитное поле движется мимо катушки с проволокой, в катушке индуцируется напряжение, как определено законом магнитной индукции Фарадея, заставляя электроны течь.

    Простой генератор, использующий магнитную индукцию

    Затем мы можем видеть, что при перемещении магнита мимо одиночной проволочной петли в проволочной петле индуцируется напряжение, известное как и ЭДС (электродвижущая сила), из-за магнитного поля магнит.

    Когда в проводной петле возникает напряжение, электрический ток в форме потока электронов начинает течь по петле, генерируя электричество.

    Но что, если бы вместо одной отдельной проволочной петли, как показано, у нас было бы много петель, намотанных вместе на одном и том же каркасе, чтобы сформировать катушку из проволоки, гораздо большее напряжение и, следовательно, можно было бы генерировать ток для того же количества магнитного потока.

    Это связано с тем, что магнитный поток проходит через большее количество проводов, создавая большую ЭДС, и это основной принцип закона электромагнитной индукции Фарадея, и генератор переменного тока использует этот принцип для преобразования механической энергии, такой как вращение ветряной турбины или гидроэлектростанции. турбина, в электрическую энергию, производящую синусоидальную форму волны.

    Итак, мы видим, что есть три основных требования для выработки электроэнергии, а именно:

    • Катушка или набор проводников
    • Система магнитного поля
    • Относительное движение между проводниками и полем

    Тогда чем быстрее Катушка с проволокой вращается, тем больше скорость изменения магнитного потока, отсекаемого катушкой, и тем больше индуцированная ЭДС внутри катушки. Точно так же, если магнитное поле становится сильнее, наведенная ЭДС увеличится при той же скорости вращения.Таким образом: Индуцированная ЭДС Φ * n. Где: «Φ» — поток магнитного поля, а «n» — скорость вращения. Также полярность генерируемого напряжения зависит от направления магнитных линий потока и направления движения проводника.

    В этом отношении существует два основных типа электрического генератора и генератора переменного тока: генератор с постоянным магнитом и генератор с возбужденным полем , причем оба типа состоят из двух основных частей: статора и ротора .

    Статор является «неподвижной» (отсюда и название) частью машины и может иметь либо набор электрических обмоток, образующих электромагнит, либо набор постоянных магнитов в рамках своей конструкции. Ротор — это часть машины, которая «вращается». Опять же, ротор может иметь вращающиеся выходные катушки или постоянные магниты. Как правило, генераторы и генераторы переменного тока, используемые для генераторов ветряных турбин, определяются тем, как они создают свой магнетизм, будь то электромагниты или постоянные магниты.

    У обоих типов нет реальных преимуществ и недостатков. Большинство бытовых ветряных генераторов на рынке используют постоянные магниты в своей конструкции турбогенератора, которые создают необходимое магнитное поле при вращении машины, хотя некоторые действительно используют электромагнитные катушки.

    Эти высокопрочные магниты обычно изготавливаются из редкоземельных материалов , таких как неодимовое железо (NdFe) или самарий-кобальт (SmCo), что устраняет необходимость в обмотках возбуждения для обеспечения постоянного магнитного поля, что приводит к более простой и прочной строительство.

    Обмотки намотки поля имеют то преимущество, что их магнетизм (и, следовательно, мощность) согласовывается с изменяющейся скоростью ветра, но для создания необходимого магнитного поля требуется внешний источник энергии.

    Теперь мы знаем, что электрический генератор обеспечивает средство преобразования энергии между механическим крутящим моментом, создаваемым лопастями ротора, называемым первичным двигателем, и некоторой электрической нагрузкой.

    Механическое соединение генератора ветряной турбины с лопастями ротора осуществляется через главный вал, который может быть либо простым прямым приводом, либо с помощью коробки передач для увеличения или уменьшения скорости генератора относительно скорости вращения лопастей.

    Использование коробки передач позволяет лучше согласовать частоту вращения генератора с частотой вращения турбины, но недостатком использования коробки передач является то, что как механический компонент она подвержена износу, что снижает эффективность системы. Однако прямой привод может быть более простым и эффективным, но вал и подшипники ротора генератора подвергаются действию полного веса и силы вращения лопастей ротора.

    Кривая выходной мощности ветряного генератора

    Таким образом, тип ветряного генератора, необходимый для конкретного места, зависит от энергии, содержащейся в ветре, и характеристик самой электрической машины.Все ветряные турбины имеют определенные характеристики, связанные со скоростью ветра.

    Генератор (или генератор переменного тока) не будет производить выходную мощность до тех пор, пока его скорость вращения не превысит заданную скорость ветра, когда сила ветра на лопасти ротора достаточна для преодоления трения, а лопасти ротора разгоняются достаточно для того, чтобы генератор мог начать производить полезную мощность.

    Выше этой скорости включения генератор должен вырабатывать мощность, пропорциональную кубу скорости ветра (K.V 3 ), пока не достигнет максимальной номинальной выходной мощности, как показано.

    Выше этой номинальной скорости ветровые нагрузки на лопасти ротора будут приближаться к максимальной прочности электрической машины, и генератор будет производить свою максимальную или номинальную выходную мощность по мере достижения окна номинальной скорости ветра.

    Если скорость ветра продолжит увеличиваться, генератор ветряной турбины остановится в точке отключения, чтобы предотвратить механическое и электрическое повреждение, что приведет к нулевой выработке электроэнергии. Тормозом для остановки генератора из-за его повреждения может быть либо механический регулятор, либо электрический датчик скорости.

    Купить ветрогенератор, такой как ECO-WORTHY 400 Вт, для зарядки аккумулятора непросто, и необходимо учитывать множество факторов. Цена только одна из них. Обязательно выбирайте электрическую машину, соответствующую вашим потребностям. Если вы устанавливаете систему, подключенную к сети, выберите генератор сетевого напряжения переменного тока.

    Если вы собираетесь установить аккумуляторную систему, поищите генератор постоянного тока для зарядки аккумуляторов. Также учитывайте механическую конструкцию генератора, такую ​​как размер и вес, скорость работы и защиту от окружающей среды, поскольку он будет проводить весь свой срок, установленный на вершине столба или башни.

    В следующем уроке о ветряных генераторах мы рассмотрим машины постоянного тока и то, как мы можем использовать генератор PMDC для производства электроэнергии из энергии ветра. Чтобы узнать больше о «Генераторах ветряных турбин» или получить дополнительную информацию об энергии ветра о различных доступных ветроэнергетических системах, или изучить преимущества и недостатки энергии ветра, нажмите здесь, чтобы получить копию одного из лучших «Ветряных турбин» Гиды »прямо сейчас с Amazon.

    Самые продаваемые сопутствующие товары для турбогенераторов

    Информация и факты об энергии ветра

    Ветер — это движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления.На самом деле ветер существует потому, что Солнце неравномерно нагревает поверхность Земли. Когда горячий воздух поднимается, более холодный воздух заполняет пустоту. Пока светит солнце, будет дуть ветер. А ветер издавна служил источником энергии для людей.

    Древние мореплаватели ловили ветер парусами. Когда-то фермеры использовали ветряные мельницы для измельчения зерна и перекачивания воды. Сегодня все больше и больше ветряных турбин выжимают из ветра электричество. За последнее десятилетие использование ветряных турбин увеличивалось более чем на 25 процентов в год.Тем не менее, он обеспечивает лишь небольшую часть мировой энергии.

    Погода на нашей планете может быть очень суровой — от волн тепла и града до тайфунов и торнадо. Узнайте, что заставляет природу высвободить свою ярость.

    Как это работает

    Большая часть энергии ветра поступает от турбин, которые могут достигать высоты 20-этажного здания и иметь три лопасти длиной 200 футов (60 метров). Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, соединенный с генератором, вырабатывающим электричество.

    Самые большие ветряные турбины вырабатывают достаточно электроэнергии в год (около 12 мегаватт-часов) для снабжения около 600 домов в США. Ветряные электростанции имеют десятки, а иногда и сотни таких турбин, выстроенных вместе в особенно ветреных местах. Небольшие турбины, установленные на заднем дворе, могут производить достаточно электроэнергии для одного дома или небольшого предприятия.

    Быстро развивающаяся ветроэнергетика

    Ветер — это чистый источник возобновляемой энергии, не вызывающий загрязнения воздуха и воды. А поскольку ветер здесь бесплатный, эксплуатационные расходы после установки турбины практически равны нулю.Массовое производство и технический прогресс удешевляют турбины, и многие правительства предлагают налоговые льготы, чтобы стимулировать развитие ветроэнергетики.

    К недостаткам можно отнести жалобы местных жителей на уродливые и шумные ветряные турбины. Медленно вращающиеся лезвия также могут убивать птиц и летучих мышей, но не так много, как автомобили, линии электропередач и высотные здания. Ветер тоже переменчив: если он не дует, электричество не вырабатывается.

    Тем не менее, ветроэнергетика процветает.Благодаря глобальным усилиям по борьбе с изменением климата, таким как Парижское соглашение, возобновляемая энергия переживает бум роста, при этом энергия ветра лидирует. С 2000 по 2015 год совокупная ветровая мощность во всем мире увеличилась с 17 000 мегаватт до более чем 430 000 мегаватт. В 2015 году Китай также обогнал ЕС по количеству установленных ветряных турбин и продолжает лидировать в установке.

    Отраслевые эксперты прогнозируют, что при сохранении таких темпов роста к 2050 году одна треть мировых потребностей в электроэнергии будет удовлетворяться за счет энергии ветра.

    Возобновляемые источники энергии: как работает энергия ветра

    Энергия ветра — чистый и безопасный источник возобновляемой энергии для Австралии, но как он работает на самом деле?

    Как работает энергия ветра

    Знаете ли вы, что вся энергия ветра начинается с солнца?

    Ветровые течения — это вид солнечной энергии, возникающий в результате изменений температуры и давления воздуха. Энергия ветра работает путем преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию с помощью ветряной турбины.Ветряная турбина состоит из четырех основных частей: основания, башни, генератора и лопастей (или пропеллеров), которые улавливают потоки ветра.

    Кинетическая энергия ветра заставляет вращаться гребные винты турбины, которые вращают ряд шестерен, связанных с генератором. Затем генератор преобразует энергию ветра в электричество. Чем длиннее пропеллеры, тем больше кинетической энергии они могут улавливать и «собирать» от ветра, поэтому даже легкий ветерок может производить электричество. Это одна из причин, почему некоторые ветряные турбины такие большие!

    Почему энергия ветра имеет смысл

    Ветряные турбины коммунального назначения бывают разной мощности в зависимости от применения, от нескольких сотен киловатт (кВт) для бытового использования до нескольких мегаватт (МВт) для коммерческого использования.Количество произведенной энергии зависит от размера турбины и погодных условий. К счастью, Австралия обладает прекрасными ветровыми ресурсами, включая южное побережье и возвышенности в большинстве штатов.

    В отличие от угольных и газовых разработок, которые требуют значительных текущих эксплуатационных расходов, ветряные турбины после установки очень рентабельны. Сгруппированные в «ветряные фермы» для сбора энергии и отправки ее в электрическую сеть, ветряные турбины быстро становятся одним из самых распространенных источников чистой возобновляемой энергии в Австралии.

    Энергия ветра в Австралии

    Южная Австралия в настоящее время является крупнейшим производителем ветровой энергии в Австралии с 17 действующими ветряными электростанциями, включая ветряную электростанцию ​​Ватерлоо и ветряную электростанцию ​​Кафедральные Скалы. По состоянию на конец 2014 года в общей сложности 1866 ветряных турбин, работающих на 71 ветровой электростанции по всей Австралии, производили более 30 процентов чистой энергии в нашей стране и 4,2 процента всей электроэнергии.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.