дипломка. Черноталова Е.А._ЭЭТм_1705а. Разработка ветровой электростанции для промышленного
 Скачать 1.9 Mb.
|
Выбор ветрогенератораВетрогенератор в определенном смысле можно считать бытовым изделием, так как разрешений на его установку и эксплуатацию не требуется. Это важное достоинство ветряных источников энергии. Поскольку ветрогенераторы можно устанавливать и эксплуатировать без специальных административных разрешений, то с их помощью можно получать практически бесплатную электроэнергию. Ветрогенератор не нуждается в топливе, не загрязняет окружающую среду и не создает чрезмерно большого шума. ВЭУ может использоваться для основного или резервного питания потребителей, удаленных от линий электропередач, а так же, в связи с постоянно растущими тарифами в целях экономии средств. В действительности ВЭУ объединяет в себе не только оборудование для производства и накопления электрической энергии, но и устройства, позволяющие получать напряжение со стандартными показателями качества электроэнергии. Например, в составе ВЭУ имеется аккумуляторная батарей (АКБ). Она заряжается на постоянном токе. Электрогенератор же, входящий в состав ВЭУ, вырабатывает энергию на переменном токе. Поэтому в составе ВЭУ имеется устройство, преобразующее систему напряжения переменного тока – в систему напряжения постоянного тока. Это – выпрямитель. Преобразование из постоянного тока в переменный (50 Гц, 220/380 В) осуществляется с помощью инвертора, который также является составной частью ВЭУ. Применение инверторов в составе ВЭУ обязательно, если электроприемники, получающие энергию от ветрогенератора, чувствительны к качеству питающего напряжения. Для питания крупных электропотребителей ВЭУ может использоваться в составе комплекса с дизельным или бензиновым генератором, солнечными батареями, а так же центральной сетью электроснабжения. Включаемый в систему дизельный или бензиновый генератор, солнечные батареи используются как резервные источники зарядки аккумуляторных батарей (далее АКБ) и для генерации необходимой электрической мощности, на случай длительного безветрия. Таким образом, создается надежная и экономичная система автономного гарантированного электроснабжения. Параметры ветроэнергетической установки зависят от объема электроэнергии, который должен вырабатываться и ветроэнергетического потенциала места, где предлагается установка ветряка. Ветровой потенциал местности характеризуется значением среднегодовой скорости ветра . Объем электроэнергии, который может быть произведен ветряком, зависит от площади поверхности лопастей, ометаемых ветром. Эта площадь определяется диаметром (или радиусом) ветроколеса [3, стр. 15]. Зависимость между скоростью ветра и электрической мощностью, вырабатываемой ветрогенератором, отражает формула: , (3.3) где – коэффициент использования энергии ветра; радиус ветроколеса, ; плотность воздуха (при нормальных условиях ); – среднегодовая скорость ветра ; КПД электромеханического преобразователя энергии ( ). Определим критерии, в соответствии с которыми следует проводить выбор конкретной модели ветрогенератора. Первый критерий – это среднегодовая скорость ветра на установочной площадке. Второй критерий – величина, вырабатываемой электрической мощности. Третий – значение стартовой скорости ветра, варьирующейся для разных моделей в пределах от 2-х до 4-х м/с. Четвертый – номинальная скорость ветра, составляющая обычно 8 – 15 м/с. Среднюю годовую скорость ветра определяем с использованием шкалы Бофорта и данных, полученных путем наблюдения за видимым действием ветра в течение года (рис. 3.2) на площадке, планируемой к установке ветрогенератора. Рисунок 3.2 – Средняя скорость ветра по месяцам Средняя годовая скорость ветра по шкале Бофорта и данным метеонаблюдений составляет =6 м/с. (3.4) Для выбора ветрогенератора можно использовать мощностную характеристику, наглядно отражающую возможности ВЭУ и представляющую собой зависимость вырабатываемой электрической мощности от скорости ветра. Данная характеристика обычно снимается экспериментально и приводится в техническом описании ветрогенераторов. На основе анализа данных, представленных на сайтах производителей, предварительно выбираем для альтернативного электроснабжения столярного цеха ветровую установку типа WH6.4-5000. На рисунке 3.3 приведена мощностная характеристика данной ВЭУ. Ветрогенератор WH6.4-5000 характеризуется номинальной мощностью 5 кВт. Функционирует при начальной скорости ветра в 2,5 м/с. На средней годовой скорости ветра в 6 м/с вырабатываемая мощность, равна примерно 10000 Вт. Для генерирования мощности в 14905Вт необходимо не менее двух «ветряков»: Рисунок 3.3 – Мощностная характеристика ветрогенератора типа WH6.4-5000 Ветрогенераторы Weswen являются одними из самых передовых в мире, благодаря использованию запатентованного магнитного материала, а также специальных сплавов меди, авиационного алюминия и нержавеющей стали. Данные ветрогенераторы могут генерировать больше энергии, чем конкурентные модели. Коэффициент использования энергии ветра высок, при этом КПД генератора составляет более 80%. Вал и хвост крыла выполнены из стали, полюсной хвост – из марганцевой стали. Использование высококачественных материалов обеспечивает надежность и долговечность. Стабильная работа системы. В модели WH4.6-5000W и выше экономически обосновано использование интеллектуальной системы управления Siemens PLC, которая реализует функции: самозащиты, автоматического поиска оптимального направления ветра, мониторинг и т.д., это исключает рыскания вала ветрогенератора, обеспечивает плавное управление коробкой передач, что в свою очередь увеличивает надежность и срок службы всей системы. |