Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое ветровой двигатель

Принцип работы ветрогенератора

  • Особенности устройства ветрогенератора
  • Конструкция ветряных генераторов
  • Модификации ветряного генераторного оборудования
  • Особенности использования

Поиск альтернативных способов получения энергии ведется уже немало лет. Одной из разновидностей такого оборудования являются ветрогенераторы, которые способны вырабатывать электроэнергию благодаря ветру. Принцип работы ветрогенератора основывается на возможности энергии переходить из одного вида в другой.

Данное оборудование функционирует следующим образом: ветер обладает кинетической энергией, которая способна превращаться в механическую энергию ротора. Далее устройство превращает механическую энергию в электрическую. Таким образом можно получать электроэнергию бесплатно. Мощность ветряных электростанций может варьироваться в пределах 5-4500 кВт. Сегодня разработано оборудование, которое способно вырабатывать электроэнергию даже при очень слабой ветровой скорости 4 м/с.

Принцип работы ветряка достаточно прост, поэтому такое оборудование можно изготовить самостоятельно. Использование данного оборудования предоставит возможность не только экономить на оплате электроэнергии, но и продавать ее на условиях «зеленого тарифа» государству. Данный способ получения энергии подходит для любых объектов, находящихся в местности без централизованного энергоснабжения либо может быть использован в качестве дополнительного источника. Он является оптимальным выбором и позволяет электрифицировать автономно любой объект.

Стоимость ветряной электроэнергии должна сравняться с традиционной к 2036 году

Фото: ТАСС/Руслан Шамуков

В России началось возрождение отечественной ветроэнергетики: идет строительство 23 ветроэлектростанций и еще 44 объекта — в стадии проработки.

Электрификация плюс анемофикация всей страны

Мощность установки 1931 года с инерционным аккумулятором и управляемыми лопастями, с ветроколесом на 42-метровой башне составляла 3,5 киловатта. «Ветростанция А. Г. Уфимцева — первая и единственная в мире, способная давать вполне выровненную электроэнергию от беспорядочных порывов ветра», — написал тогда профессор Владимир Ветчинкин, крупнейший специалист в области аэродинамики.

Талантливый инженер и изобретатель Уфимцев назвал свою станцию «небесной шахтой». Вместе с учеными Центрального аэродинамического государственного института (ЦАГИ) он предлагал проект сплошной анемофикации (обеспечения электроэнергией за счет ветра), который не противоречил плану ГОЭЛРО, а дополнял его новым, неисчерпаемым и бесплатным, источником энергии.

Впрочем, еще в начале XX века русский ученый-механик, основоположник гидро- и аэродинамики Николай Жуковский обосновал теорию ветродвигателя и создал отдел ветродвигателей. А комиссия Высшего совета народного хозяйства (ВСНХ) рекомендовала ветряные двигатели к широкому внедрению. По проектам ЦАГИ в районах активно устанавливались «крестьянские ветряки» мощностью 5 киловатт, освещающие 130-150 дворов. В Крыму заработала самая крупная в мире ВЭС на 100 КВт. Россия выходила из разрухи и очень нуждалась в электричестве.

Потрудилась ветроэнергетика и при восстановлении послевоенной экономики. Промышленность выпускала до девяти тысяч ветроэнергоустановок в год. При освоении казахстанской целины был запущен опять-таки первый в мире комплекс, объединивший несколько дизельных и ветроустановок. Это обеспечило высокую и стабильную мощность, снижение стоимости электроэнергии. Дизельные двигатели включались только при безветрии, а в остальное время работали лопасти.

Сегодня такие связки ветростанций со станциями другой генерации наиболее эффективны. С открытием крупнейших месторождений угля, нефти, газа, строительством гидро- и атомных электростанций о планах анемофикации подзабыли. Киловатты ТЭС, ГЭС, АЭС были на порядок дешевле принесенных ветром.

Нефтяное похмелье

В итоге отечественная энергетика радикально сменила ориентацию — пошла по пути западных систем, более гибких и восприимчивых к сырьевым переменам. К 1975 году королевой энергетики стала нефть, уже выдавая каждый второй киловатт.

И вдруг на самом пике нефтяного века, в конце 70-х, разразился острый кризис с небывалым скачком цен на топливо, обнажив уязвимость мощных западных экономик от импорта энергоресурсов. Причем многие страны, прежде всего европейские, к концу прошлого века успели использовать собственные запасы угля, нефти, газа.

Кризис выявил еще одну неприятную истину — углеродная энергетика при сложившемся технологическом уровне чревата бедами. Уже в 2000-2010 годах рост выбросов парниковых газов ускорился в четыре раза к предыдущему десятилетию. Это превзошло наихудшие сценарии. «Облако» углекислого газа над планетой продолжало пополняться — до 10 миллиардов тонн в 2019 году и, по статистике Всемирной метеорологической организации, 41 процент из всех выбросов — вклад тепловых электростанций.

В 2019 году Евросоюз принял документы, определяющие его «зеленый курс», когда к середине столетия его территория должна была стать безуглеродной. Не будем обсуждать реальность планов — о них и у специалистов противоположные мнения. Важнее о том, что уже сделано.

Результаты впечатляют. В прошлом году ветер впервые «принес» больше электричества, чем дали станции, работающие на самом «грязном» ресурсе — буром угле. Доля ветроэлектростанций (ВЭС) в балансе энергосистем убедительна. Но полное закрытие угольных шахт отнесено на 2038 год.

Несомненные плюсы ветроэнергетики — стопроцентная экологическая безопасность, простота строительства. Родовой порок ее — технологическая и экономическая нерентабельность. Стоимость средней ветроустановки — 1 миллион долларов. А, например, китайская ВЭС «Ганьсу» — это семь тысяч установок. Но все оборудование Китай делает сам, как и собирает установки. Значит, стоимость будет дешевле…

Но готов ли мир потребления к снижению стандартов и уровня жизни ради помощи климату? Исследования нескольких университетов и экспертных центров убедительно доказывают, что ВИЭ не обеспечат существующий уровень цивилизации, достигнутый при традиционной энергетике.

Читать еще:  Что такое двигатели awp

В Германии самый чистый, но и самый дорогой киловатт. Даже при том, что значительную часть затрат на его производство компенсировало государство. У богатой страны возможна чистая энергетика. Но при чистой энергетике экономика и государство никогда не разбогатеют. При тарифах таких, как в Германии, 80 процентов россиян-предпринимателей незамедлительно бы разорились.

Страны Азии — 38,4

Северная Америка — 21,15

Латинская Америка и Карибы — 2,31

Африка и Ближний Восток — 0,68

В одной упряжке

С середины января в единую энергосистему России начала поступать электроэнергия Кочубеевской ВЭС из Ставрополья — так совпало, что отечественная ветроэнергетика к своему 90-летию пополнилась новой и самой мощной (210 МВт) станцией. До нее действовало 23 относительно крупные ВЭС, но общий их потенциал крайне незначителен.

Не надо думать, что мы прозевали рывок западных стран к альтернативной энергетике. Еще в конце 80-х в СССР были утверждены программа «Экологически чистая энергия» и генеральный план ее развития, предусматривающие ввод к 1995 году 57 тысяч ветроэнергоустановок.

К реализации этих планов даже не успели приступить — Советский Союз исчез, а в новой России при реформировании энергетики об этом призабыли.

В январе 2009 года появилось распоряжение Правительства, определившее цели развития альтернативной энергетики. В мае 2013-го кабмин принял еще одно — «О механизме стимулирования использования возобновляемых источников энергии на оптовом рынке электрической энергии и мощности». Но реальный старт запуску госпрограммы по ВИЭ дало выступление Владимира Путина 4 октября 2017 года на форуме «Российская энергетическая неделя». «Мы, безусловно, думаем и в практическом плане будем реализовывать проекты водородной энергетики, имеем возможность развивать энергетику, связанную с ветровой нагрузкой», — заявил глава государства.

Так началось возрождение отечественной альтернативной энергетики. Сейчас идет строительство 23 ВЭС и еще 44 объекта в стадии проработки. Специфика госпрограммы в том, что она стимулирует не приобретение станций, а транзит современных технологий. Компании получают поддержку государства при условии значительной локализации производства оборудования и комплектующих в России (по ВЭС — 65 процентов, по СЭС — 55 процентов). В нескольких университетах открылись новые кафедры, готовящие специалистов для «зеленой» отрасли.

Недавно Минэнерго сообщило, что программа, которая ежегодно обходится государству почти в 400 миллиардов рублей, будет продолжена до 2036 года. Появилось и новое требование — к 2036 году стоимость электроэнергии ВИЭ и традиционной должна сравняться. Господдержка не может быть вечной.

Председатель Комитета Госдумы по энергетике Павел Завальный заявил «РФ сегодня», что объемы производства «зеленого» электричества, предусмотренные госпрограммой и энергостратегией, «несомненно, будут достигнуты и даже, думаю, будут превышены».

«У нас хороший потенциал развития ВИЭ. Все будет зависеть от экономики, от себестоимости электроэнергии на ВИЭ. Если она будет сопоставима с традиционной, то и производство превысит показатели, определенные стратегией. Они — программа-минимум. И хорошо бы ее превзойти», — отметил депутат.

Читайте также:

Наша энергетика в целом низкоуглеродная, напомнил он, но если мы добавим ВИЭ к атомной и гидрогенерации, то будем иметь 40 процентов безуглеродной энергии. Остается еще 12 процентов угольной и почти 50 процентов газовой генерации. Метан, как известно, дает заметно меньшие выбросы парниковых газов, чем уголь, но есть программы, которые помогут значительно уменьшить их, рассказал глава комитета. Достаточно добавить 10 процентов водорода в метан (по массе), и в два раза снизятся выбросы СО2. Так что применение метановодорода намного повышает экологичность энергетики.

«У нас хорошие перспективы развития водородной генерации, — констатировал Павел Завальный. — Мы сможем сами использовать новые технологии и предложить их партнерам в Европе».

Параметры

Nominal mechanical output power — Номинальная выходная мощность
1.5e6 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Номинальная выходная мощность в ваттах (Вт).

Base power of the electrical generator — Номинальная степень электрического генератора связывается с ветряным двигателем
1.5e6/0.9 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Номинальная степень электрического генератора связывается с ветряным двигателем в ВА. Этот параметр используется для расчета выходной крутящий момент в pu номинального крутящего момента генератора.

Base wind speed (m/s) — Базовое значение скорости ветра
12 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Базовое значение скорости ветра, в m/s, используемом в системе на модуль. Основная скорость ветра является средним значением ожидаемой скорости ветра. Эта основная скорость ветра производит механическую энергию, которая обычно ниже, чем турбинная степень номинала.

Maximum power at base wind speed — Максимальная мощность
0.73 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Усиление степени kp на основной скорости ветра в pu номинальной механической энергии. kp меньше чем или равен 1 .

Base rotational speed — Скорость вращения в максимальной мощности для основной скорости ветра
1.2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Скорость вращения в максимальной мощности для основной скорости ветра. Основная скорость вращения находится в pu основной скорости генератора. Для синхронного или асинхронного генератора номинальная скорость является синхронной скоростью. Для генератора постоянного магнита номинальная скорость задана как скорость, производящая номинальное напряжение ни при какой загрузке.

Читать еще:  Давление топливного насоса двигателя д245

Pitch angle beta to display wind turbine power characteristics — Передайте угловую бету
0 (значение по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Угловая бета тангажа, в градусах, раньше отображала характеристики степени. Бета должна быть больше или быть равной нулю.

Display wind turbine power characteristics — Постройте характеристики степени ветряного двигателя
кнопка

Щелкните, чтобы построить турбинные характеристики степени для различных скоростей ветра и для заданной угловой беты тангажа.

Возможности, преимущества и недостатки ветрогенератора

Малые ветрогенераторы только начинают использоваться в частных домах, фермерских хозяйствах. Они обладают определенными преимуществами и недостатками, которые необходимо знать и учитывать.

Преимущества ветрогенераторов очевидны:

  • источник энергии — бесплатный и бесконечный;
  • несмотря на большой размер, ветряк занимает малую площадь на земле;
  • ветрогенератор не наносит вреда окружающей среде;
  • производство энергии в удаленной местности, где нет линий электропередачи;
  • эффективное использование силы ветра, при условии высокой частоты ее проявления;
  • надежность, долговечность.

Недостатки ветрогенераторов:

  • большие финансовые вложения на начальном этапе;
  • большой срок финансовой окупаемости;
  • создает риск для птиц;
  • создает шум;
  • создает помехи телевизионному и радиосигналу;
  • полностью зависит от силы ветра.

Ветрогенератор с размахом лопастей около 3 метров развивает скорость 500 км/ч, или около 500 оборотов в минуту. Даже при стабильной розе ветров вложения в его установку окупятся в течение 10 лет.

Модели с ротором Дарье и Савониуса

Устройства, в основе которых работает ротор Дарье, оборудованы вертикальной осью вращения и двумя-тремя плоскими лопастными системами, не имеющими характерного аэродинамического профиля и находящимися у основания и на верхушке. Принцип работы установки базируется на силе или направлении ветра. К преимуществам такого ветряка относятся:

  1. Максимальная скорость вращения.
  2. Возможность монтажа системы привода непосредственно на земле.
  3. Простота осмотра и обслуживания.

Модели с двумя лопастями вступают во взаимодействие с ветром только при его сильных порывах. Если ветровой поток недостаточно интенсивный или равномерно набегающий, они остаются неподвижными. Из недостатков ветряков с генератором Дарье выделяют уязвимость к динамическим нагрузкам и сравнительно низкий показатель КПД.

Что касается ветряных устройств, оснащенных ротором Савониуса, то они обладают полуцилиндрическими лопастями и обеспечивают высокий крутящий момент даже при недостаточно сильном ветре. Максимальная мощность ветрогенераторов этого типа достигает 5 кВт, поэтому их практически не применяют в качестве самостоятельной рабочей станции. Вместо этого приборы стали использоваться как инструмент для разгона роторных моделей Дарье. Из-за весомых недостатков массовое производство такого оборудования считается неоправданным.

Ветрогенераторы

Выгоден ли ветрогенератор, стоит ли переходить на него в качестве источника энергии? – об этом и говорится в статье.

В России полно мест, где ветра дуют практически постоянно. Так почему же не использовать силу ветра себе во благо? Пусть ветер несет в ваш дом свет и тепло. Тогда никакие перебои с электричеством будут не страшны.

Выгоден ли ветрогенератор

При низкой среднегодовой скорости ветра (3-4 м/с) электроэнергия, добытая с помощью ветрогенератора, встанет потребителю в копеечку. Давайте посчитаем. Например, если среднегодовая скорость ветра составляет 4 м/с, современный ветряк мощностью 1 кВт будет выдавать около 120 кВт*ч/месяц. Этого хватит для питания нескольких ламп, телевизора, холодильника. За год выработка оборудования составит 1440 кВт*ч, а за 20 лет службы — 28 800 кВт*ч. Средняя стоимость ветроустановки «под ключ» приблизительно 160 тыс. руб. При этом стоимость 1 Квт*ч будет равна примерно 5,5 руб. за кВт*ч. Дороговато, при том, что электроэнергия сейчас стоит в среднем 2-2,5 руб.

Теперь о районах, где скорость ветра равна примерно 8 м/с. Тогда удастся получить с киловаттного устройства 580 кВт*ч/мес, и электроэнергия будет обходиться около 1,15 руб./кВт.

Из вышесказанного можно сделать вывод: использование ветроэнергетической установки оправдана в том случае, если сетевой электроэнергии в доме нет и не будет, а стоимость энергии, получаемой от других типов источников (дизельного или бензинового электрогенераторов) превышает 6-7 рублей. Для домов, уже подключенных к электросети, ставить ветряк из соображений экономии тоже не имеет смысла.

А вот если электроэнергия к дому или фермерскому хозяйству еще не подведена, а скорость ветра позволяет установить ветроустановку, то стоит задуматься. Учитывая, что стоимость подключения киловатта в среднем по России достигает 10-20 тыс. руб., речь в этом случае может идти о уже о сотнях тысяч рублей затрат – и это без учета расходов на протяжку линии до ближайшего источника. А это уже соизмеримо с затратами на собственный мощный ветрогенератор. Плюс вы получите энергетическую независимость.

Прибавьте к этому постоянный рост цен на электроэнергию (свыше 10% в год). Согласитесь, что в таком случае выгоднее приобрести ветроэнергетическую установку – это обойдется намного дешевле. Кроме того, если есть возможность сложиться с соседями и купить более мощный ветрогенератор (20 кВт и более), то его установка обойдется еще дешевле.

Как работает

На сегодняшний день производятся ветроэнергетические установки от нескольких десятых киловатт до 10-20 кВт. Располагают ветрогенератор на расстоянии 30-40 м от жилых построек (для того, чтобы шум от лопастей не мешал жильцам). Для наиболее эффективной эксплуатации установки предлагается сооружать мачту такой высоты, чтобы ось ветроколеса была как минимум на 3-4 м выше преград, раположенных на расстоянии менее 200 м (идеально место для размещения ветрогенератора — чистое поле или степь).

Читать еще:  Что такое двигатель gts

Запасы энергии

Электричество, вырабатываемое генератором, используют непосредствоенно для питания нечувствительных к качеству энергии приборов (ламп, обогревателей). Другие приборы от такого питания могут преждевременно выйти из строя вследствие резких перепадов величины и частоты напряжения.

Для гарантированного электроснабжения загородного дома в периоды безветрия необходимо обустроить систему бесперебойного питания. Она позволит запасать энергию впрок и обеспечивать дом энергией в случае длительного безветрия.

В состав системы бесперебойного питания входит комплект аккумуляторных батарей. Для подзарядки аккумуляторных батарей потребуется зарядное устройство, обеспечивающее выпрямление поступающего напряжения и защиту аккумуляторов от перезаряда. В электросеть коттеджа энергия должна подаваться через специальный прибор – инвертор. Он преобразует постоянный ток с аккумуляторных батарей в переменный ток 220В/50Гц, пригодный для питания любых бытовых приборов.

Еще один прибор, который желательно включить в комплект бесперебойного питания – это дизельный или бензиновый электрогенератор. Без такого устройства не обойтись, если среднегодовая скорость ветра в регионе не превышает 4-6 м/с. При длительном безветрии, когда запас энергии в аккумуляторах будет истощен, генератор надо будет включать на несколько часов в сутки для подзарядки. Таким образом будет создана надежная и экономичная система бесперебойного электроснабжения загородного дома.

Kia Seltos: тест-драйв FashionTime.ru

Сегодня у нас на тест-драйве компактный кроссовер KIA Seltos. Корейская новинка стала доступна для покупки с марта прошлого года и уже обрела своих поклонников. Ее разработка началась с концепта SP Concept, который был представлен еще в 2018 году на выставке AutoExpo в Индии. На момент своего выхода автомобиль наделал много шума — все ждали его появления и нарекали наиболее горячей новинкой года на отечественном рынке. Базой для Seltos стало шасси, на котором построен родственный автомобиль другого корейского автопроизводиетля — Hyundai Creta.

Seltos базируется на новом корейском шасси K2, которое легло в основу семейства Hyundai Ceed и паркетника KIA Soul

Экстерьер

Внешний вид выгодно раскрывает новинку с премиальной стороны. О том, что перед вами представитель среднего ценового сегмента, можно поначалу даже не догадаться. Дизайнеры постарались и оснастили Seltos массивной задней стойкой и светодиодной оптикой — атрибутами люксовых машин. Добавим к этому новую облицовку решетки радиатора, напоминабщую оскал хищника, массивные передний и задний бамперы, крышу, будто бы отделенную от задних стоек, и получим красавца со вполне себе спортивным экстерьером.

Техническое оснащение

В базовой комплектации KIA Seltos оснащается атмосферным мотором объемом 1,6 литра и мощностью от 121 до 123 л.с. в зависимости от партнерства с механической коробкой передач или автоматом. Комплектация побогаче включает в себя двигатель 2,0 литра, развивающий 149 л. с. В паре с ним работает вариатор. И топовая версия Seltos: турбированный 1,6-литровый движок мощностью 177 л. с., трудящийся совместно с 7-ступенчатым роботом. Расход топлива составляет от 7 до 8 литров бензина в зависимости от выбранного двигателя.

Интерьер

В салоне автомобиля внимание привлекает широкий обзор и заметная с первых секунд внушительная вместимость. Автомобиль порядком просторнее своего родственника Hyundai Creta, однако, на наш взгляд, стандартный трехместный задний диван с комфортом уместит двух человек, тогда как третий пассажир потеряет в комфорте. Впрочем, такую сноску можно сделать, кажется, 90% всех автомобилей данного класса.

Приятнрой неожиданностью для нас стала возможность регулировки угла наклона задних сидений. Рычаг располагается за плечом и позволяет подобрать наиболее комфортное положение для максимального комфорта во время поездки. У водительского кресла в топовом варианте Seltos присутствует электрорегулировка направления, поясничного упора, а также обогрева и вентиляции.

Объем багажника составляет чуть более 430 литров. Пятая дверь имеет относительно высокий подъем, а электропривод полностью отсутствует.

Уже в базовом исполнении Seltos оснащается подогревом наружных зеркал и форсунок стеклоомывателя, системой ассистента трогания в горку, системой контроля давления в шинах, аудиосистемой, кондиционером и другой полезной начинкой. Опционально доступны подогрев руля, заднего дивана и ветрового стекла, датчик света, задние датчики парковки, климат-контроль, мультимедиасистемой с камерой заднего обзора.

Габариты автомобиля: длина – 4370 мм; ширина – 1800 мм; высота – 1615/1635 (в зависимости от комплектации); колесная база – 2630 мм; клиренс – 185/190 мм (в зависимости от комплектации).

В плане езды мы отметили большое сходство динамики Seltos и Creta, однако мы отметили у новинки более мягкую подвеску, благодаря которой неровности на дороге «сглатывались» почти незаметно, не отвлекая ни водителя, ни его пассажиров от путешествия.

На российском рынке цена кроссовера KIA Seltos стартует с отметки 1 266 900 рублей. За комплектацию Style придется раскошелиться до 1 564 900 рублей. На наш взгляд, это прекрасное сочетание цены и качества.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector