Системные Компоненты ветра

67 68 69 70 71 72 73

Современный ветряной двигатель обычно состоит из следующих компонентов:

· Лезвия,

· Ротор,

· Передача,

· Генератор,

· Средства управления.

Лезвия - часть турбины, которые захватили ветер. Продвинутые проекты привели к более высокому энергетическому захвату. Два или три лезвия чаще всего составляют ротор. Лезвия сделаны из стакана волокна, полиэстера, или эпоксидных смол. У некоторых есть деревянные ядра. У этих материалов есть необходимая комбинация силы и гибкости (и они не вмешиваются в телевизионные сигналы!). Диаметры лезвия для коммерческого турбинного диапазона размера от 25 до 50 метров и могут весить более чем 2000 фунтов каждый.

Ротор - все лезвия и центр центра, к которому присоединены лезвия. Центр присоединен к ведущему валу (или это приложено непосредственно к большому механизму в некоторых системах). Против ветра у машин есть свой ротор перед башней (ветер поражает ротор перед башней). Подветренные машины - только обратная договоренность.

Передача и механизмы важны, чтобы передать вращающуюся власть через вращающийся ведущий вал к генератору.

Продукция от передачи тогда связана с электрическим генератором, который производит электричество из движения.

Несколько систем управления все скоординированы и проверены компьютером и могут быть получены доступ от отдаленного местоположения. Средства управления за подачей крутят лезвия, чтобы улучшить работу на различных скоростях ветра. Средства управления за отклонением от курса указывают целую турбину в ветер.

Электронное управление держит то же самое напряжение, вытекающее из генератора, как это изменяет скорость. Этот генератор переменной скорости - важная часть создания экономически выгодных ветряных двигателей.

ВЕТРЯНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Ветряной двигатель - обманчиво трудный продукт, чтобы развиться, и многие из ранних единиц не были очень надежны. Модуль ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ неотъемлемо надежен, потому что у него нет никаких движущихся частей и, вообще, один модуль ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ столь же надежен как следующее. У ветряного двигателя, с другой стороны, должны быть движущиеся части, и надежность определенной машины определена уровнем умения, используемого в его разработке и дизайне.

Современные ветряные двигатели прибывают в широкий диапазон размеров, от маленьких единиц на 100 ватт, разработанных, чтобы обеспечить власть для единственных домов или домов, к огромным турбинам с диаметрами лезвия более чем 50 м., производя БОЛЕЕ ЧЕМ 1 МВТ электричества. Огромное большинство ветряных двигателей, произведенных в настоящее время, является горизонтальными турбинами оси с тремя лезвиями, 15 - 40 м. в диаметре, производя 50 - 600 кВт электричества. Эти турбины часто группируются, чтобы сформировать "ветровые электростанции", которые обеспечивают власть электрической сетке. Современные большие ветряные двигатели вообще производят электричество в 690 В. Трансформатор, расположенный рядом с турбиной, или в турбинной башне, преобразовывает электричество в высокое напряжение (обычно 10-30 киловольт). Современные ветряные двигатели стоят приблизительно 800 USD/W, что является острым снижением от 2500 USD/W для турбины, построенной в 1981.

Ветряные двигатели мегаватта

Через краткую историю современного ветряного двигателя электроэнергетические компании прояснили, что держали предпочтение крупномасштабным ветряным двигателям по меньшим, которое является, почему производители ветряных двигателей в течение лет предприняли многочисленные попытки, развивают такие машины - машины, которые удовлетворили бы техническим, эстетическим и экономическим требованиям, которых потребует клиент. Значительные усилия были приложены к развитию таких ветряных двигателей в начале 1980-ых. Был МОДНИК американского Министерства энергетики 1-5 программ, которые располагались до 3.2 МВТ, Nibe Дании A и B, турбина на 630 кВт и машина Tjaereborg на 2 МВТ, шведский Näsudden, 3 МВТ, и Growian Германии, 3 МВТ. Большинство из них было мрачными отказами, хотя некоторые действительно показывали потенциал технологии МВТ.

Много R&D сооружения в Европе решили использовать в своих интересах эти стимулы и наиболее полученный любой неравнодушный к полной финансовой поддержке, чтобы развить ветряные двигатели опытного образца. Первый из них был закончен и установлен в конце 1995. Сегодня несколько были установлены и были в порядке для годы. Одна компания, Nordex, даже продавала одну из этих машин для больше чем 3 годы. Ведущие производители ветряных двигателей продолжают к высококлассному свои машины на 500 кВт. Кажется, что маркетинговая стратегия большинства этих компаний должна поддержать рынок, держатся одинаковых взглядов с их доказанными турбинами в классе на 500-800 кВт (39-50 метров), ожидая, что коммерческие машины МВТ будут в большем требовании в ближайшем будущем.

По большей части, изготовители, кажется, придерживаются близко к базовой конструкции их машин меньшего размера в дизайне их завода МВТ. Одно исключение - Tacke Windtechnik Германии. Tacke вводил отрегулированную подачу, турбина переменной скорости, которая не была ранее частью ее конюшни машин. Четыре самых больших ветряных двигателя на рынке - Enercon, Nordtank, Tacke и Vestas, каждый оцененный в 1,5 МВТ.

Установка машин МВТ при всех обстоятельствах представляет собой новые проблемы для того, чтобы ответить планированию и расположению требований. В областях, которые уже были заполнены к близкой способности турбинами меньшего размера, она собирается быть трудными местоположениями находки для турбин МВТ, где они могут быть включены гармонично с существующими турбинами. Исследования были проведены в Дании, которые сосредотачиваются на специальных соображениях расположения, необходимых для того, чтобы установить турбины МВТ в "техническом" пейзаже. Результаты этих исследований указывают, что есть свободное место в областях, таких как гавани и промышленные зоны приблизительно для 200 единиц, или ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО 200-300 МВТ. Выработка энергии таких машин может быть огромной. Это было, показал, что турбина на 1 МВТ может ежегодно произвести больше чем 5 миллионов кВтч на средней скорости ветра выше чем 9 м\с. Турбина с оцененной властью на 1,3 МВТ может произвести больше чем 7 миллионов кВтч ежегодно в таких условиях.

Типичные данные

Турбина на 1 МВТ

Турбина на 1,3 МВТ

Диаметр ротора

54 м.

Охваченная область

2.290 m2

2.828 m2

Врезание / предназначенный для вырезания ветер

3-4/25 м\с

3,5/25 м\с.

Скорость ветра выживания

70 м\с

Расчетная целая жизнь турбины

20 лет

Длина лезвия

26,0 м.

29,0 м.

Материал лезвия

Стекловолокно укрепило полиэстер

Вес nacelle, ротор экскавации и центр

46 t.

49,2 t.

Ротор веса incl. центр

19 t.

Коробка передач веса

10,5 t.

12,5 t.

генератор веса

4,6 t.

6,8 t.

Башня веса 70 м.

104 t.

ВЫРАБОТКА ЭНЕРГИИ

Важное число, описывающее ветряной двигатель, является его номинальной властью. Это говорит Вам, сколько например, часы киловатта (кВтч) ветряной двигатель произведет при управлении при его максимальной производительности. Турбина на 500 кВт произведет 500-киловаттовые часы (кВтч) энергии в час операции в его максимуме со скоростью ветра, говорят 15 метров в секунду (м\с). Согласно опыту большие единственные турбины могут произвести значительное количество электричества. Обычно машина на 600 кВт произведет приблизительно 500 000 кВтч ежегодно со средней скоростью ветра 4,5 м\с. Со средней скоростью ветра 9 метров в секунду это произведет до 2.000.000 кВтч ежегодно. Количество произведенной энергии не может быть просто вычислено, умножаясь способности (здесь 600 кВт) и средняя ежегодная скорость ветра. Здесь мы должны иметь дело с коэффициентом использования, что является другим способом выразить эффективность выработки энергии турбиной в течение года в особом местоположении. Коэффициент использования - фактическая ежегодная энергетическая продукция, разделенная на теоретическую максимальную продукцию, если машина бежала в ее номинальной (максимальной) власти в течение всех 8766 часов года. Например, если турбина на 600 кВт производит 2 миллиона кВтч через год, ее коэффициент использования = 2000000: (365,25 * 24 * 600) = 2.000.000: 5.259.600 = 0,38 = 38 %. Коэффициенты использования могут теоретически изменить форму от 0 до 100 процентов, но практически они будут обычно колебаться от 20 до 70 %, и главным образом будут приблизительно 25-30 %.

Очень важным фактором, который влияет на исполнение ветряного двигателя, является местоположение. Вообще, скорости ветра увеличиваются с возвышением. Это - то, почему большинство ветряных двигателей помещено наверху башни. Поскольку, чем выше Вы выше вершины соседних препятствий, тем меньше оттенка ветра. Оттенок ветра, однако, может распространиться на пять раз высоту препятствия на определенном расстоянии. Если препятствие более высоко чем половина турбинной высоты, результаты более сомнительны, потому что подробная геометрия препятствия затронет результат. Ограничения в силе возможных материалов ограничили большинство башен высотами приблизительно 30 м. На ветровых электростанциях турбины чаще всего располагаются с промежутками в 5 - 15 раз диаметр лезвия. Это необходимо, чтобы избежать бури от одной турбины, затрагивающей поток ветра в других.