ru af en-us pl be tr

Категория Ветроэнергетика  

Как работает ветрогенератор


2012-08-05 14:07:15

Как работает ветрогенератор


устройство ветрогенератора

 

Ветрогенератор преобразует механическую энергию ветра в электроэнергию, которая может применяться непосредственно или накапливаться в аккумуляторах для использования в другое время.

 

В соответствии с основными физическими законами количества энергии мощность, которая генерируется турбиной ветрогенератора, пропорциональна скорости ветра в кубе. Согласно второму закону, имеющаяся мощность прямо пропорциональна квадрату длины лопасти. Из третьего закона вытекает, что теоретическая максимальная эффективность ветрогенераторов равняется 59 процентам. На практике эффективность ветровых турбин ниже из-за значительных потерь.

 

 

Для каждой ветровой турбины имеется определенная скорость ветра, при которой ветрогенератор имеет максимальную эффективность. Это значение не превышает 53 процента. Скорости ветра, при которых работают современные ветрогенераторы, лежат в диапазоне от 3 до 25 м/сек.

На данное время существует много различных типов ветроустановок: вертикальные, роторные, парусные и крыльчатые. Крыльчатые ветроустановки с горизонтальной осью вращения широко распространены. Они имеют ветровые колеса, состоящие из двух или трех лопастей. Подъемная сила, которая появляется при обтекании колеса ветром, создает вращающий момент. В итоге энергия воздушного потока преобразуется в энергию вращения колеса.

 

В идеале, ветроколесо способно извлечь 59,3 процента проходящей через его сечение энергии воздушного потока. На практике быстроходные колеса имеют коэффициент использования, который доходит до величины 0,48, а тихоходные – 0,38. Быстроходность – это отношение скорости движения края лопасти к скорости ветра. Скорость движения края лопасти в несколько раз превышает скорость ветра.

 

Конструктивно на мощность ветроколеса влияет диаметр, профиль и форма лопастей. Число самих лопастей на мощность практически не влияет. Частота вращения прямо пропорциональна скорости ветрового потока и быстроходности и обратно пропорциональна диаметру. На мощность значительно влияет высота расположения колеса – скорость ветра повышается с увеличением высоты.

 

Если скорость ветра равняется расчетной или превышает ее, то ветрогенератор работает с номинальной мощностью. Если же скорость ветра ниже, то мощность ветроустановки может составлять всего 20-30 процентов от номинальной. Это приводит к большим потерям энергии в генераторах из-за низкого КПД на небольших нагрузках. Кроме того, в асинхронных генераторах возникают реактивные токи, которые требуется компенсировать.

 

Чтобы избежать потерь при малых скоростях ветра в некоторых ветроустановках используют 2 генератора. Первый рассчитан на номинальную мощность, а второй – на мощность в 20-30 процентов от первого. Если ветер слабый, то основной генератор отключается и работает второй. Кроме того, малый генератор может обеспечивать в некоторых ветроустановках режим работы на пониженных оборотах – это обеспечивает высокий коэффициент использования ветровой энергии.




Похожие статьи

 Можно ли использовать бесплатный ветер?
 Мобильная ветротурбина
 Как оценить скорость ветра для ветрогенератора
 Ветрогенератор своими руками
 


Сайт является частным собранием материалов и представляет собой любительский информационно-образовательный ресурс. Вся информация получена из открытых источников. Администрация не претендует на авторство использованных материалов. Все права принадлежат их правообладателям