Энергия ветра

1.) Такое преобразование  может осуществляться такими  агрегатами, как ветрогенератор (для получения электрической энергии), ветряная мельница (для преобразования в механическую энергию), парус (для использования в транспорте) и другими.

Энергию ветра относят  к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности Солнца. Ветроэнергетика  является бурно развивающейся отраслью.

Крупные ветряные электростанции включаются в общую сеть, более  мелкие используются для снабжения  электричеством удалённых районов. В отличие от ископаемого топлива, энергия ветра практически неисчерпаема, повсеместно доступна и более  экологична. Однако, сооружение ветряных электростанций сопряжено с некоторыми трудностями технического и экономического характера, замедляющими распространение ветроэнергетики. В частности, непостоянство ветровых потоков не создаёт проблем при небольшой пропорции ветроэнергетики в общем производстве электроэнергии, однако при росте этой пропорции, возрастают также и проблемы надёжности производства электроэнергии.  Для решения подобных проблем используется интеллектуальное управление распределением электроэнергии.

 

 

3.) Техническая сторона

Ветроэлектростанция состоит из мачты, на вершине которой размещается контейнер с генератором и редуктором. К оси редуктора ветряной электростанции прикреплены лопасти. Контейнер электростанции поворачивается в зависимости от направления ветра.

Ветер производит энергию, вращая лопасти колес ветряных генераторов. Принцип работы такой  же, как и в детской игрушке, называемой «вертушка». Лопасти колес  по очереди передают полученную энергию  генератору. Генератор производит электричество, которое можно использовать и  сохранять. Обычно такие ветряные вышки, генерирующие энергию, достигают высоты  6,10  метров (20 футов) и они должны располагаться вдали от высоких  зданий или гор, препятствующих движению ветра.

Наверху вышки  располагается колесо с выдвинутыми  перекладинами. Эти перекладины  плоские и согнуты под одинаковым углом. Они согнуты под одним  и тем же углом таким образом, что когда ветер наталкивается  на лопасти, они вращаются в одном  и том же направлении и не создают  сопротивления. Размер колес определяет выходную мощность электричества. Чем  больше становится колесо, тем большую  энергию оно производит. Это верно, но когда колесо становится слишком  большим, производство энергии падает из-за добавочного веса колеса. Колесо диаметром 2,44 метра (8 футов) может произвести 53 лошадиные силы, тогда как колесо диаметром 3,05 метров (10 футов) производит 1,6 лошадиных сил при скорости ветра равной 32,19 км (20 миль) в час.

Когда ветер наталкивается  на лопасти, они вращаются с большой  скоростью. Вращающиеся колеса приводят в движение генераторы, которые превращают силу ветра в электрическую энергию. Имея возможность получать энергию  ветра практически бесконечно, удивительно, что мы не видим большого количества ветряных электростанций.

Комплектация следующая:

Турбина вэу;

Крепления;

Лопасти;

Хвост;

Мачта ;

Тросы для мачты;

Поворотный механизм;

Контроллер заряда.

Ветряные электростанции устроены достаточно просто: ветряное колесо имеет вал, который под  действием ветра способен вращаться, при этом вращение передаётся ротору генератора электроэнергии.

 

Все ветроэлектростанции работают по одному принципу: преобразуют линейную скорость ветра в угловую скорость вращения оси ветрогенератора.

Генератор ветроэлектростанции преобразует вращательное движение в электроэнергию.

Для промышленной ветроэлектростанции все аналогично, только присутствуют системы слежения за направлением и скоростью ветра, котораянаправляет лопасти в сторону ветра и прекращает их работу в случае превышения

допустимых скоростей, системы  слежения за состоянием ветрогенератора и

системы защиты от молний.

Направленный поток воздуха  вращает лопасти ротора. Затем  ротор передает вращение на генератор, который подает выработанное электричество через контроллер на аккумуляторы. Ветроэнергетическая установка на выходе электронного регулятора имеет 24, 48 или 96 вольт постоянного тока. Такое напряжение можно использовать для обогрева зданий, питания водных насосов, освещения и т.д. Тем не менее, в основном ВЭУ используется обычными потребителями, пользующимися напряжением 220 вольт переменного тока с частотой 50 Гц. Для этого к выходу электронного регулятора необходимо подключить соответствующее устройство преобразования - инвертор. Инвертор преобразует электричество в переменный, который потребляет большинство электроприборов.

 

 

 

ВЭУ может включать в себя следующие устройства:

Мачта – обычно, чем выше мачта, тем стабильнее и сильнее  сила ветра. Отсюда следует – чем выше мачта, тем больше выработка генератора. Мачты бывают разных форм и высот.

Контроллер – управляет  многими процессами ветроустановки, такими, как поворот лопастей, заряд аккумуляторов, защитные функции и др. Он преобразовывает переменный ток, который вырабатывается генератором в постоянный для заряда аккумуляторных батарей.

Аккумуляторные батареи  – накапливают электроэнергию для использования в безветренные часы. Также они выравнивают и стабилизируют выходящее напряжение из генератора. Благодаря им вы получаете стабильное напряжение без перебоев даже при порывистом ветре. Питание вашего объекта идёт от аккумуляторных батарей.

Анемоскоп и датчик направления  ветра – отвечают за сбор данных о

скорости и направлении  ветра в установках средней и  большой мощности.

АВР – автоматический переключатель источника питания. Производит автоматическое переключение между несколькими источниками электропитания

за промежуток в 0,5 секунды при исчезновении основного источника. Позволяет

объединить ветроустановку, общественную электросеть, дизель-генератор и

другие источники питания  в единую автоматизированную систему.

 

Инвертор – преобразовывает ток из постоянного, который накапливается в аккумуляторных батареях, в переменный, который потребляет большинство электроприборов. Инверторы бывают четырёх типов:

Модифицированная синусоида  – преобразовывает ток в переменный с напряжением 220В с модифицированной синусоидой (квадратная синусоида). Пригоден только для оборудования, которое не чувствительно к качеству напряжения: освещение, обогрев, заряд устройств и т.п.

Чистая синусоида - преобразовывает ток в переменный с напряжением 220В с чистой синусоидой. Пригоден для любого типа электроприборов: электродвигатели, медицинское оборудование и др.

Трехфазный – преобразовывает ток в трехфазный с напряжением 380В. Можно использовать для трехфазного оборудования.

Сетевой – в отличие от предыдущих типов позволяет системе работать без аккумуляторных батарей, но его можно использовать только для вывода электроэнергии в общественную электросеть. Их стоимость, обычно, в несколько раз превышает стоимость несетевых инверторов. Иногда они стоят дороже, чем все остальные компоненты ветроустановки вместе взятые.