ВЕТРОЭЛЕКТРОУСТАНОВКА С ЛОВУШКОЙ-ЭНЕРГОВЕТРОНАКОПИТЕЛЕМ

1. Относится к области ветроэнергетики. В конце 2010 г. установленная мощность ветрогенераторов всего мира составила около 200 гиговат, а количество произведенной электроэнергии ветрогенераторами во всем мире составило около 2,5% от всей произведенной электроэнергии.
2. На 2009 г. в Дании с помощью ветрогенераторов производилось 20% всего электричества в Португалии - 16%, в Ирландии - 14%, в Испании - 13% и в Германии - 8%. В мае 2009 г. 80 стран мира использовали ветроэнергетику на коммерческой основе.
3. Крупные ветроэлектростанции включаются в общую сеть,более мелкие используются для снабжения электричеством удаленных районов. В отличие от ископаемого топлива энергия ветра практичеки 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 создает проблем при небольшой пропорции ветроэнергетики в общем производстве электроэнергии, однако при росте этой пропорции возрастают также и проблемы надежности производства электроэнергии. Для решения подобных проблем используется интеллектуальное управление распределением электроэнергии.
4. Мощность ветрогенератора зависит от площади заметаемой лопостями генератора и высоты над поверхностью. Например турбины мощностью 3 мвт. (V90) производства датской фирмы Vestas имеет общую высоту 115 метров, высоту башни 70 метров и диаметр лопастей 90 метров. Воздушные потоки у поверхности Земли\Моря являются ламинарными-нижележащие слои тормозят расположенные выше. Этот эффект заметен до высоты 1 км. но резко снижается уже на высотах больше 100 метров. Высота расположения ветрогенератора выше этого пограничного слоя одновременно позволяет увеличить диаметр лопастей и освобождает площади на земле для другой деятельности. Современные генераторы (2010 г.) уже вышли на этот убеж. Ветрогенератор начинает производить ток при ветре 3 м\с и отключается при ветре более 25 м\с. Максимальная мощность достигается при ветре 15 м\с. Отдаваемая мощность не пропорциональна скорости ветра: при увеличении ветра в двое, от 5 м\с до 10 м\с мощность увеличивается в десять раз. Мощность ветрогенератора зависит от скорости ветра и сметаемой площади.
5. Малые ветрогенераторы:
К малой ветроэнергетики относятся ветроустановки мощностью менее 100 квт. Ветроустановки мощностью менее 1 квт. относятся к микро-ветрянной энергетике. Они применяются на яхтах, с\х фермах для водоснабжения и т.д. Малые ветрогенераторы могут работать автономно, то есть без подключения к общейэлектрической сети.Считается,что применение малых ветрогенераторов в быту малоцелесобразно из-за:
а) Высокой стоимости инвертора-50% стоимости всей установки (применяется для преобразования переменного или постоянного тока получаемого от ветрогенератора в 220 в 50 гц и (синхронизации его по фазе с внешней сетью при работе генератора в параллель)).
б) Высокой стоимости аккомуляторных батарей - 25% стоимости ветроустановки используется в качестве источника бесперебойного питания при отсутствии или пропадании внешней сети.
в) Для обеспечения надежного электроснабжения к такой установке иногда добавляют дизель-генератор сравнимый по стоимости со всей установкой.
6. Возможность создания ветроэлектроустановок с ловушкой-энерговетронакопителем различных размеров и соответственно различной электрической мощностыо, которые в 2-3 раза будут превышать аналоги.
а) Ловушка способна улавливать и накапливать ветер при скорости от 1 м\с;
б) Размер ловушки зависит от размеров ветроэлектроустановки: от размеров мачты и размеров ротора, т.е от количества энергии ветра способной принять энерговетрона-копителем.
в) При скорости ветра в 1-5 м\с ловушка в течении 1-3 часов полностью заряжается, а при полном отсутствии ветра работает автономно в течении 4х часов с паспортной мощностью генератора.
г) Энергия ветра может накапливаться и без потерь храниться в ловушке-энерговетронакопителе неограниченное время.
д) Создание ветроэлектроустановок с ловушками позволит снизить себестоимость электроэнергии.
е) Учитывая что ветроэлектроустановки с ловушками позволяют вырабатывать электроэнергию с минимальными скоростями ветра от 1 м\с, что очень существенно для районов с низкими скоростями ветра.
7. Описание работы узлов ветроэлектроустановки:
- Энергия ветра с ротора поступает на усилитель, который работает по принципу ручных червячных талей.
- Усилитель усиливает силу ветра и подает ее через сцепление на накопитель, ловушка-накопитель работает по принципу ручных талей при подъеме и опускании груза. Когда ловушка ловит ветер, груз подымается а когда энергию ветра ловушка передает на вращение генератора груз опускается.
- Накопитель энергию ветра с помощью зубчатых шестерн и цепи передает на переключатель оборотов.
- С переключателя=оборотов энергия ветра поступает на редуктор, который повышает обороты эти обороты поступают на генератор.
- Генератор набрав обороты согласно паспортной мощности 1500 об\мин. с помощью переключателя-оборотов переключается и поддерживает эти обороты для вырабатывания электроэнергии генератором.
- Ветроэлектроустановка состоит из двух половинок, пока 1я половина ловит энергию ветра 2я половина вращает генератор после израсходования энергии ветра во 2ой половине накопителя с помощью переключения сцеплений они меняют свои функции, а, именно уже 2я половина будет ловить энергию ветра в накопитель, а 1я половина будет вращать генератор.
- В верхней части ветроэлектроустановки в усилителе используется замок обратного хода, который не дает накопленной энергии ветра в накопителе вернуться назад на ротор.
- Мощность генератора с исследуемыми размерами установки достигает от 300 квт. что по производительности в 2-3 раза выше существующих аналогов с подобными размерами.
описание
Описание чертежей:
Лист 1
1 - Усилитель
2 - сцепление
3 - Зубчатая шестерня
4 - Подъемная шестерня
5 - Груз
6 - Цепь передачи
7 - Зубчатая шестерня с фиксатором
8 - Зубчатая шестерня редуктора
9 - Зубчатая шестерня первичных оборотов
10 - Зубчатая шестерня вторичных оборотов
11 - Переключатель оборотов
12 - Втягивающая эл. катушка
13 - Обратная пружина
14 - Редуктор повышающий обороты
15 - Генератор
16 - Подъемная цепь груза
Лист 2.
Общий вид Ветроэлектроустановки с ловушкой-энерговетронакопителем.