Мощность ветрогенератора: Сколько нужно ветрогенераторов для целого города?

Содержание

Как определить мощность ветрогенератора

Мощность ветрогенератора определить достаточно просто, нужно измерить силу тока в проводе от ветрогенератора. Сделать это можно амперметром, в любом мультиметре есть функция измерения тока. Также нужно измерить напряжение в проводе. Нужно одновременно измерить силу тока и напряжение. Далее силу тока нужно умножить на напряжение. В результате умножения получится мощность ветрогенератора в ваттах.

>

К примеру от ветрогенератора идёт ток 6 ампер, напряжение при этом 13 вольт, значит 6*13=78 ватт*ч, или 0.078кВт*ч. Если от ветрогенератора идёт ток 20 ампер, а напряжение 15 вольт, то 20*15=300 ватт*ч, или 0.3кВт*ч. Далее остаётся узнать (измерить анемометром) при каком ветре ветрогенератор выдаёт такую мощность, и можно смело говорить что к примеру мой ветряк при ветре 8м/с выдаёт 300 ватт.

Если ветрогенератор работает на зарядку аккумулятора то тут ещё проще, напряжение аккумулятора мы знаем и оно особо не меняется, можно померить, и напряжение будет примерно 12-13 вольт в зависимости от степени заряженности. Нужно измерять силу тока от ветряка и умножать на напряжение, это и будет мощностью. Также можно рассчитать какая мощность уходит на потребление энергии из аккумулятора, так-же ток умножается на напряжение.

Как узнать мощность генератора

Если вы сделали генератор и хотите узнать какой мощность он получился то тут тоже всё просто, нужно покрутить генератор чем нибудь. Например дрелью или шуруповертом, если генератор слишком мощный то можно на токарном станке покрутить. В качестве нагрузки подключить аккумулятор, и измерять силу тока и напряжение, перемножать и получится мощность. Ну и смотреть на каких оборотах какая мощность получилась.

Бывает так что невозможно покрутить генератор, нет ничего мощного чтобы покрутить генератор на нагрузку, но и так можно вычислить мощность генератора. Но всё равно генератор придётся покрутить, хотя бы рукой. Можно держа в руках секундомер крутить генератор рукой со скорость один оборот в секунду, и измерять при этом напряжение. К примеру у вас получилось 25 вольт при 1 об/с или тоже самое 60 об/м. Так-как напряжение генератора растёт линейно в зависимости от оборотов то при 300 об/м будет 125 вольт, а при 600 об/м будет 250 вольт.

Теперь нужно измерить мультиметром сопротивление обмотки генератора. После соединения звездой у вас выходит три провода на диодный мост, нужно померить сопротивление между любыми двумя проводами из трёх. Теперь когда известно сопротивление то можно рассчитать ток заряда на аккумулятор.

У нас получилось 25 вольт при 60 об/м, нужно от 25 вольт отнять напряжение аккумулятора, ведь пока напряжение не поднимется выше чем напряжение аккумулятора то зарядки аккумулятора не будет. Тогда 25-12=13 вольт. Эти 13 вольт нужно разделить на сопротивление и получится ток заряда АКБ. Ведь напряжение не будет 25 вольт, так-как аккумулятор напряжение понизит до своего, а ток заряда булет зависить от сопротивление обмотки генератора и проводов идущих до генератора. К примеру у нас сопротивление обмотки генератора 2 Ома, значит 13:2=6 ампер. Далее амперы умножаем на вольты и получаем мощность 12*6=24 ватта.

Так можно рассчитать силу тока и мощность при любых оборотах генератора, нужно знать лишь напряжение генератора вхолостую, сопротивление генератора, и напряжение аккумулятора. Но проще купить цифровой ваттметр и мерить им мощность, он также показывает сразу силу тока и напряжение. Ниже видео с показаниями по мощности моего ветрогенератора при среднем ветре 6 м/с.

Что влияет на мощность ветрогенератора

Мощность ветрогенератора конечно зависит от скорости ветра, точно так-же как мощность солнечной батареи зависит от яркости солнечного света, или мощность гидротурбины от скорости потока воды. Но какая зависимость ветрогенератора от скорости ветра нам не понятно, так-как мы не знаем сколько энергии в самом ветре. Энергии в ветре очень много, к примеру на рекламный щит шириной и высотой один метр при скорости ветра 5 м/с оказывается давление мощностью 75 ватт. А если щит будет размером три на три метра то мощность ветра при 5 м/с составит 675 ватт. При этом если скорость ветра снизится в два раза то мощность упадёт в восемь, а если ветер будет дуть с в два раза большей скоростью, то мощность давления на щит увеличится в восемь раз. Зависимость мощности ветра с увеличением скорости кубическая.

Но винт горизонтального ветряка или ротор вертикального ветрогенератора это вращающаяся конструкция, она испытывает то-же давление что и щит, но во вращение не может трансформировать всю энергию ветра. Лучшие горизонтальные ветрогенераторы могут брать от ветра до 47% энергии, а ветряки типа «бочка» до 25%. Обычный средний КПД горизонтального ветряка 0.4, и он не постоянный, так-как лопасти имеют фиксированные аэродинамические формы, которые с максимальным КПД могут работать только при определённой скорости ветра. Тоже самое и вертикальными роторами так-как их лопатки тоже имеют фиксированный размер.

На этом этапе я думаю понятно что мощность ветрогенератора определяет сила ветра или по другому скорость ветрового потока. Также размер винта определяет с какой площади ветрового потока можно брать энергию. Понятно что чем больше винт тем больше он «поймает» ветра, и отнимет у него энергию. Третье это КПД винта, это тоже немаловажный фактор, чем выше КПД тем больше мощности у винта и дешевле сам ветрогенератор.

К примеру винт диаметром 3 метра при ветре 5 м/с имеет мощность примерно 210 ватт, а при 10 м/с его мощность составит 1,8 кВт. Если конечно его КПД будет высокий. Вообще неправильно говорить КПД, нужно говорить коэффициент использования энергии ветра, то есть КИЭВ винта. Винт ветрогенератора это довольно сложная штука, и кроме диаметра винта есть такое понятие как быстроходность винта, это нужно будет чтобы подобрать правильный генератор. Быстроходность это скорость кончиков лопастей относительно скорости ветра, обычно кончики лопастей в рабочем режиме движутся быстрей скорости ветра в 5-7 раз для трехлопастных винтов. Это достаточно сложная наука и вы вначале ничего не поймёте в этом. Ниже таблица мощности винтов в зависимости от диаметра винта и скорости ветра при КИЭВ 0,45.

>

Далее у нас на очереди генератор, средний КПД обычно у генераторов 0.8, но этот КПД зависит от оборотов. Генератор может иметь и максимальный КПД 96%, но только в узком диапазоне оборотов, и это зависит от сопротивления нагрузки на генератор, и сопротивление обмотки генератора. Так-же КПД генератора может быть ниже 50% если он неправильно нагружен, но он не может быть правильно нагружен так-как на разных оборотах ему нужна разная нагрузка, а обороты разные потому что скорость ветра меняется, меняются и обороты винта, а следовательно и генератора.

Это в общем тоже сложно, генератор по мощности должен подходить винту, иметь чуть меньшую мощность чем винт в широком диапазоне оборотов, тогда вся эта цепочка будет работать эффективно.

Мощность ветрогенератора определяет:

  • скорость ветра
  • диаметр ветроколеса (винта или ротора)
  • КИЭВ ветроколеса
  • КПД генератора
  • Расчет выработки энергии ветрогенератором

    Немало статей размещено в интернете, в том числе и на нашем сайте, о том, как рассчитать систему с солнечными батареями для конкретного дома, дачи, офиса или производственного здания. Нельзя не затронуть тему расчета системы содержащей ветрогенератор.

    Тонкости расчета вырабатываемой энергии ветрогенератором

    Ветрогенератор в автономной системе крайне полезен. По большей части тем, что его выработка не имеет ярко выраженной зависимости от сезонов. Солнечные батареи хорошо работают летом и плохо зимой, тогда как ветрогенераторы сохраняют свою эффективность в зимний период. Немало важно то, что сильные ветра, как правило, наблюдаются в пасмурную погоду, поэтому совместное применение ветрогенераторов и солнечных панелей достаточно обоснованно. 

    Основная проблема ветровых турбин заключается в том, что их эффективность мала при низких скоростях ветра. Если внимательно посмотреть на кривую зависимости мощности от скорости ветра, то можно обнаружить следующее: турбина только начнет вращаться при скорости ветра около 3метров в секунду и, более-менее ощутимая, выработка энергии начнется только при 7метрах в секунду.

    Ветрогенераторы достаточно эффективны в прибрежных районах, либо на возвышенностях, где скорости ветра выше и ветра чаще. На большей части территории России средняя скорость ветра составляет 4-5метров в секунду, что создает неблагоприятные условия для применения ветрогенераторов. Но данные усреднены, поэтому следует изучить энерго-потенциал конкретной местности, если существует подозрение, что ветрогенератор  может быть эффективен.

    Для повышения эффективности работы ветровых электростанций применяют различные технические решения:

    • ветрогенератор размещают на высокой мачте. Приведем пример: если увеличить высоту мачты с 5 до 20метров, выработка увеличится в 2 раза;
    • применяют ветрогенераторы с вертикальным расположением лопастей. Вертикальные турбины более эффективны при слабых ветрах, а также менее шумные, тем не менее, их стоимость значительно выше горизонтальных;
    • применяют специальные контроллеры заряда, которые, при низкой скорости, ветра сначала дают лопастям раскрутиться, и только потом подключают нагрузку. В таком режиме ветрогенератор вырабатывает некоторое количество энергии, хоть и небольшое, при слабом ветре.

    On-line калькулятор для расчета энергии «ветряка»

    Перейдем теперь к методам расчета систем с ветряными электростанциями. Покупая устройство, вы будете знать его заявленную номинальную мощность, а также найдете в инструкции график зависимости мощности вырабатываемой «ветряком» от скорости ветра. Имея эти данные довольно сложно оценить количество вырабатываемой энергии, поэтому для дальнейших рассуждений нужно воспользоваться одной из специальных программ, учитывающих метеорологические данные в вашей местности. Мы предлагаем вам воспользоваться удобным сервисом — on-line калькулятор на нашем сайте. Программа учитывает местоположение установки, высоту мачты, а также рельеф местности. Если в электростанции имеются солнечные батареи, в калькуляторе можно произвести расчет для всей системы и получить данные и графики как суммарной, так и раздельной выработки энергии. 

                  

                    

    Рис.1. Расчет суточного потребления (нагрузки).
    Рис.2. Подбор солнечных батарей и ветряка. Индивидуальные графики среднесуточной выработки.
    Рис.3. Выгрузка графика среднесуточной выработки всех источников энергии.

    Не стоит забывать о том, что программа никак не может брать в расчет влияние местных особенностей (предметов, деревьев, заграждающих зданий и т.п.), затеняющих солнечные батареи или вносящих турбулентности в поток воздуха, данные факторы следует учитывать отдельно. 

    Читать еще статьи…

     

    реальная мощность самодельного ветряка и ветроколеса

    Важный нюанс при покупке ветряка

    Прежде чем приобрести или изготовить ветрогенератор, необходимо определиться с его мощностью, собственной потребностью в энергии и прочих параметрах устройства. Это принципиально важно при покупке ветряка, так как цены настолько велики, что приходится покупать устройство, которое пользователь сможет осилить по финансам. В некоторых случаях возможности оказываются настолько низкими, что приобретение уже не имеет смысла.

    Расчет мощности ветрогенератора

    Самостоятельное изготовление ветряка также нуждается в предварительном расчете. Никому не хочется потратить время и материалы на изготовление неведомо чего, хочется иметь представление о возможностях и предполагаемой мощности установки заранее. Практика показывает, что ожидания и реальность между собой соотносятся слабо, установки, созданные на основе приблизительных прикидок или предположений, не подкрепленных точным расчетами, выдают слабые результаты.

    Произвести точный расчет с учетом всех факторов, воздействующих на ветряк, достаточно сложно. Для неподготовленных в теоретическом отношении мастеров такой расчет слишком сложен, он требует обладания множеством данных, недоступных без специальных измерений или расчетов.

    Поэтому обычно используются упрощенные способы расчетов, дающие достаточно близкие к истине результаты и не требующие использования большого количества данных.

    Как произвести?

    Для расчета ветрогенератора надо произвести следующие действия:

    • определить потребность дома в электроэнергии. Для этого необходимо подсчитать суммарную мощность всех приборов, аппаратуры, освещения и прочих потребителей. Полученная сумма покажет величину энергии, необходимой для питания дома
    • полученное значение необходимо увеличить на 15-20 %, чтобы иметь некоторый запас мощности на всякий случай. В том, что этот запас нужен, сомневаться не следует. Наоборот, он может оказаться недостаточным, хотя, чаще всего, энергия будет использоваться не полностью
    • зная необходимую мощность, можно прикинуть, какой генератор может быть использован или изготовлен для решения поставленных задач.  От возможностей генератора зависит конечный результат использования ветряка, если они не удовлетворяют потребностям дома, то придется либо менять устройство, либо строить дополнительный комплект
    • расчет ветроколеса. Собственно, этот момент и является самым сложным и спорным во всей процедуре. Используются формулы определения мощности потока

    Для примера рассмотрим расчет простого варианта. Формула выглядит следующим образом:

    P=k·R·V³·S/2

    Где P — мощность потока.

    K — коэффициент использования энергии ветра (величина, по своей сути близкая к КПД) принимается в пределах 0,2-0,5.

    R — плотность воздуха. Имеет разные значения, для простоты примем равную 1,2 кг/м3.

    V — скорость ветра.

    S — площадь покрытия ветроколеса (покрываемая вращающимися лопастями).

    Считаем: при радиусе ветроколеса 1 м и скорости ветра 4 м/с

    P = 0,3 × 1,2 × 64 × 1,57= 36,2 Вт

    Результат показывает, что мощность потока равняется 36 Вт. Этого очень мало, но и метровая крыльчатка слишком мала. На практике используются ветроколеса с размахом лопастей от 3-4 метров, иначе производительность будет слишком низкой.

    Что нужно учитывать?

    При расчете ветряка следует учитывать особенности конструкции ротора. Существуют крыльчатки с вертикальным и горизонтальным типом вращения, имеющие разную эффективность и производительность. Наиболее эффективными считаются горизонтальные конструкции, но они имеют потребности в высоких точках установки.

    Сооружение мачты может обойтись в большую сумму денег и значительные вложения труда. Кроме того, обслуживание ветряка, расположенного на высоте около 10 м над поверхностью земли чрезвычайно сложно и опасно.

    Не менее важным будет обеспечение достаточной мощности крыльчатки для вращения ротора генератора. Устройства с тугими роторами, позволяющие получать хороший выход энергии, требуют немалой мощности на валу, что может обеспечить только крыльчатка с большой площадью и диаметром лопастей.

    Не менее важным моментом являются параметры источника вращения — ветра. Перед производством расчетов следует как можно подробнее узнать о силе и преобладающих направлениях ветра в данной местности. Учесть возможность ураганов или шквалистых порывов, узнать, с какой частотой они могут возникать. Неожиданное возрастание скорости потока опасно разрушением ветряка и выводом из строя преобразующей электроники.

    Реальная мощность самодельного ветрогенератора

    Особенностью самодельных устройств является использование подручных материалов и устройств. В таких условиях обеспечить полноценное соответствие проектным данным не всегда удается. При этом, разница в расчетных и реальных показателях может оказаться как отрицательной, так и положительной.

    Величины, определяющие возможности комплекта, это мощность ветроколеса и генератора. Насколько они будут соответствовать друг другу, такая и общая мощность ветрогенератора будет получена в результате.

    Например, если генератору для номинальной производительности требуется скорость вращения в 2000 об/мин, то никакое ветроколесо не сможет обеспечить нужные значения.

    Поэтому прежде всего следует подбирать тихоходные образцы генераторов, способные на выработку больших количеств энергии при низких скоростях вращения. Для этого модернизируются готовые устройства (например, устанавливаются неодимовые магниты на ротор автомобильных генераторов), изготавливаются собственные конструкции на базе тех же неодимовых магнитов с заранее подсчитанной мощностью и производительностью.

    Расчет параметров ветроколеса

    Расчет ветроколеса имеет важное значение при создании ветрогенератора. Именно крыльчатка принимает на себя поток ветра, передает его энергию в виде вращательного движения на ротор генератора. Для расчета потребуется, прежде всего, знание параметров генератора — мощность, номинальная скорость вращения ротора и т.д.

    Следует учитывать, что увеличение количества лопастей снижает скорость вращения, но увеличивает мощность вращательного движения. Соответственно, малое число лопастей надо применять на быстроходных генераторах, а большое количество —торах, нуждающихся в большом усилии вращения.

    Формула быстроходности ветроколеса выглядит следующим образом:

    Z = L × W / 60 / V,

    Где Z — искомая величина (быстроходность),

    L — длина окружности, описываемой лопастями.

    W — частота (скорость) вращения крыльчатки.

    V — скорость ветра.

    Специалисты рекомендуют для самостоятельного изготовления выбирать многолопастные образцы с количеством лопастей от 5 штук. Они не требовательны к балансировке, имеют более стабильную аэродинамику и более активно принимают на себя энергию воздушного потока.

    Сколько экономии энергии дает ветряк?

    Величина экономии, полученной от использования ветрогенератора, рассчитывается по собственным данным. Она складывается, с одной стороны из расходов на приобретение и сборку ветряка или его деталей, расходов на обслуживание комплекта. С другой стороны, учитывается стоимость сетевой электроэнергии в данном регионе, либо цена подключения и прочие расходы, связанные с этим.

    Разница полученных величин и будет являться величиной экономии. Необходимо учесть также отсутствие возможности для подключения в некоторых районах, когда ветрогенератор становится единственным доступным вариантом. В таких случаях разговор об экономии становится неуместным.

    Сколько электроэнергии вырабатывает?

    Количество вырабатываемой энергии зависит от параметров крыльчатки и собственно генератора. Максимально возможным количеством следует считать номинальные данные генератора, уменьшенные на величину КИЭВ крыльчатки. На практике показатели намного ниже, так как в получении результата большое значение имеет скорость ветра, которую невозможно заранее предсказать.

    Кроме того, имеются различные тонкие эффекты, в сумме оказывающие заметное влияние на конечную производительность ветряка. Принципиально важными значениями являются диаметр крыльчатки и скорость ветра, от них напрямую зависит количество полученной энергии.

    Минимальная скорость ветра для ветряка

    Минимальная скорость ветра — в данном случае это величина, при которой лопасти ветряка начинают вращаться. Это значение показывает степень чувствительности крыльчатки, но на конечный результат влияет слабо. Генератор имеет собственные потребности, для него само по себе вращение еще не решает все вопросы.

    Требуется определенная скорость и стабильность движения, отсутствие резких рывков. Рассматривать минимальную скорость вращения следует только с позиций общей эффективности рабочего колеса, позволяющей оценивать его способность обеспечить выработку энергии на слабых потоках.

    Рекомендуемые товары

    Как рассчитать мощность ветрогенератора

    От штиля до урагана

    Прежде чем перейти к разговору о том, как сделать точный расчёт ветрогенератора, познакомимся с простейшей схемой определения силы ветра. Выйдите в чистое поле или на опушку леса в тихий солнечный день сентября. Дымок от вашего костра поднимается вертикально, деревья не шелохнутся. И лишь осиновые листья еле вздрагивают, словно испугались вашего взгляда. Воздух затих, словно отдыхает перед предстоящей большой работой. Полный штиль. Теперь – внимание.

    1. Через несколько минут дымок заметно начал отклоняться в сторону, вы ощутили мимолётно-нежное прикосновение воздуха к вашему лицу. Ветром такое явление назвать ещё трудно, но движение явно началось. Знайте – скорость в данный момент составляет от 30 сантиметров до одного метра в секунду. Английский адмирал Бофорт назвал такое движение тихим ветерком.
    2. Прошло ещё полчаса и зашелестели листья, закачалась трава, лицо ощутило еле уловимую прохладу воздуха. Скорость его движения составила уже до 3 метров в секунду – это лёгкий ветер по знаменитой шкале Бофорта.
    3. Заколыхались тонкие веточки деревьев, затрепетали листочки, всё ниже пригибается степной ковыль, ваш костёр уже заметно раздувается и ярче горит, дым стелется к земле. Скорость уже доходит до 5 метров – слабый ветер начал резвиться у вас на глазах.
    4. А вот и верхушки деревьев ожили, зашептались громче ветви, начала подниматься пыль на степной дороге. Скорость доходит до 8 метров. Уже на угнаться за движением воздуха даже босиком. Сдержанно набрал свою силу и пока сохраняет её до определённого времени умеренный ветер.
    5. Терпению его приходит конец и начинают сильнее колебаться ветки, закачались стволы деревьев, ветер достигает скорости почти 11 метров в секунду и превращается в свежий.
    6. Сдержанно загудел лес, начали посвистывать провода на столбах, закачались толстые ветки и стволы. Ветер успевает преодолеть расстояние 14 метров в секунду и приобретает характеристику сильного.
    7. Дружно закачались под напором воздуха все стволы деревьев, лес заглушает голоса, идти против ветра уже затруднительно. Знайте – скорость достигла 17 метров и ветер приобрёл крепкий характер.
    8. Раскачались все деревья с такой силой, что начали ломаться небольшие ветки, ходить почти невозможно, хочется приникнуть к земле и ползти в укрытие. Значит скорость достигла 20 метров и ветер уже имеет очень крепкий характер.
    9. За короткое время передвижение воздуха набирает силу. На улицах города находиться опасно: летят предметы, сносит старые крыши. В лесу с треском ломаются и летят толстые ветки, волна в море поднимает и опускает корабли на 3-4 метра вниз-вверх, скорость ветра достигла 24 метров в секунду. По определению адмирала Бофорта это уже начался шторм.
    10. Деревья не выдерживают натиска, с оглушительным треском ломаются, многие вырываются с корнем, рушатся старые здания, летят крыши как огромные птицы смерти, ветер преодолевает за секунду 28 метров – сильный шторм.
    11. Начались массовые разрушения сооружений, колобками катятся автомашины, ветер сметает всё на своём пути, волна на море достигает высоты более пяти метров и корабль бросает, как щепку, в десятиметровую пропасть и снова выносит на поверхность, прижимая матросов к палубе с неимоверной силой. Ветер превышает скорость 30 метров в секунду. Вступил в свои права жестокий шторм.
    12. И, наконец, (не дай Бог никому его испытать ни на море, ни на суше), — ураган, когда разрушительный ветер превышает 33 метра в секунду. Всё сметается с лица земли, море свирепеет и треплет корабль, как голодный волк ягнёнка.

    Вот мы и познакомились с характеристиками движения воздуха от штиля до урагана, которые названы в честь автора шкалой Бофорта. Это 12-балльная шкала скорости ветров. Теперь мы можем визуально определять скорость ветра и брать его за основу, когда надо сделать расчет мощности ветрогенератора.

    При расчете ветряка основным параметром выступает скорость ветра. Для каждого ветрогенератора этот параметр индивидуален. В большинстве установок лопасти приводятся в движение при воздействии на них ветра от 2 м/с. И только при 7-11 м/с (с учетом самой установки) КПД ветряка будет максимальным. Первая скорость – начальная, вторая – номинальная. Оба этих параметра указываются производителем на упаковке каждой модели ветряка.

    Альтернативная энергия своими руками – это вполне реально. Так, чтобы делать расчет мощности ветрогенератора, сначала придется проанализировать скорость ветра в вашем регионе. Для этого придется потратить не один месяц. Максимально вероятные параметры скорости ветра не вычислить за 1-2 раза. Потребуется сделать десятки замеров. Если времени на такие исследования нет, то можно запросить данные у местной метеостанции.

    Чтобы электроэнергия вырабатывалась постоянно, при расчете необходимо учитывать среднюю скорость ветра в конкретном регионе. Ее можно узнать даже из прогноза погоды или изучив карту ветров. Номинальную скорость рекомендуется измерять специальными приборами прямо на участке, где будет располагаться ветряк. Это важно, поскольку дом может находиться на возвышении или, наоборот, в низине, где ветра практически нет.

    Расчет мощности ветряка

    Перед тем как своими руками сделать ветрогенератор, необходимо рассчитать его мощность. Ее приравнивают к мощности ветрового потока, который «гуляет» по конкретной местности. Для этого используют такую формулу:

    P = r · V3 · S/2,

    где r – показатель плотности воздуха (1,225 кг/м3), V – значение, отражающее с какой скоростью движется поток (м/с), S – площадь потока (м2).

    Чтобы рассчитать ветрогенератор, можно для примера взять площадь винта в 3 м2, а скорость ветра – 10 м/с. Тогда получится следующее значение: 1,225 · 103 · 3/2 = 1837,5 Вт. Что касается винтов, то для небольшого дома их радиус должен быть хотя бы 3-4 м. Тогда диаметр ограничивается значениями в 6-8 м. Такие параметры используются, если ветряк должен обеспечивать электроэнергией весь дом, т. е. его применяют в качестве основного, а не дополнительного источника.

    В рассчитанной мощности ветрового потока не были учтены потери. Конечное значение будет еще несколько ниже. Для получения точного результата его умножают на коэффициент, равный:

    • 35-45% – для ветрогенераторов с 3 горизонтальными лопастями;
    • 15-25% – для ветряков типа Савониус с вертикальными лопастями.

    С учетом коэффициента использования энергии ветра мощность ветрогенератора может составить 1837,5 · 40% = 735 Вт (для горизонтальной установки) и 1837,5 · 20% = 367,5 Вт.

    На следующем шаге расчета должен быть учтен еще КПД самого генератора, равный:

    • 80% – для установок, в основе работы которых лежат магниты;
    • 60% – для генератора с электровозбуждением.

    Тогда для ветряка с горизонтальными лопастями требуемая мощность составит 735 · 80% = 588 Вт. Еще 20% из этого значения вычитаются на потери в контроллерах, проводах и диодном мосту. Тогда от изначального значения в 1837,5 Вт остается 588 – 20% = 470,4 Вт.

    Так, при расчете мощности ветрогенератора для дома и дачи ожидаемое значение можно смело делить пополам. Лучше сразу проектировать установку в 2 раза мощнее, чем требуется по расчетам. Так вы компенсируете все недостатки, включая те или иные свойства используемых материалов и нюансы сборки в домашних условиях. Такой ветрогенератор будет обеспечивать ваше жилище необходимой электроэнергией без перебоев.

    Расчет ветрогенератора. Расчет мощности ветрогенератора. Расчет ветряка.

    В связи с ростом цен на энергоносители, все больше владельцев частных домов обращаются к возобновляемых и нетрадиционных источников энергии (ВНИЭ), таких как ветровая, солнечная, гидроэнергия и геотермальная. Здесь расскажем, как рядовому гражданину нашей страны рационально и доступно, с финансовой точки зрения, можно воспользоваться энергией ветра.

    Перед тем как будет продемонстрирован пример выбора ветроэлектростанции (ВЭС), следует узнать, каким образом поток воздуха трансформируется в электрическую энергию и сколько такой энергии можно будет получить на своем участке. По приведенной формуле можно рассчитать энергию, которая «гуляет» вашим участком:

    P = V3 • ρ • S

    Например, на площадь, равной 3 кв.м дует воздушный поток обычной плотности со скоростью 5 м/с. При таких условиях получим:

    P = V3 • ρ • S = 53 • 1,25 • 12,5 = 1953,125

    Где,
    V — скорость ветра, единица измерения — м/с
    ρ — плотность воздуха, единица измерения — кг/м3
    S — площадь, на которую дует (пожимает) воздушный поток, единица измерения — м2

    Почти 2 кВт, в идеале, если не учитывать ту часть потока, которая пойдет на завихрения, обтекание объекта и т.д. В реальных условиях максимально мы можем получить 30-40% от потенциальной энергии воздушного потока. Это ограничение связано с технологическим и физическим выполнением ветрогенератора. Более точный расчет можно сделать по следующей формуле:

    P = ξ • π • R2 • 0,5 • V3 • ρ • ηред • ηген

    Где,
    ξ — коэффициент использования энергии ветра (в номинальном режиме для быстроходных ветряков достигает максимум ξmax = 0,4 ÷ 0,5), безмерная величина
    R — радиус ротора, единица измерения — м
    V — скорость воздушного потока, единица измерения — м / с
    ρ — плотность воздуха, единица измерения — кг/м3
    ηред — КПД редуктора, единица измерения — проценты
    ηген — КПД генератора, единица измерения — проценты

    Для следующих данных:
    ξ = 0,45
    R = 2 м
    V = 5 м / с
    ρ = 1,25 кг/м3
    ηред = 0,9
    ηген = 0,85

    Рассчитываем:

    P = ξ • π • R2 • 0,5 • V3 • ρ • ηред • ηген = 0,45 • π • 22 • 0,5 • 53 • 1,25 • 0,9 • 0,85

    Не так много выходит… почему тогда использование ВЭС выгодно? Лучшим подтверждением в данном случае послужит «живой» пример. Для этого, как пример, приведем характеристики установки одной из украинских компаний, которая вежливо согласилась предоставить расчетные данные из собственных продуктов. Смотрите также: Калькулятор для расчета ветрогенератора

    Ветроэнергетика на практике

    Рассматриваемые модель имеет номинальную мощность 5кВт и следующие важные для нас технические параметры:

    Технические характеристики ветроэлектростанции WE3000
    Номинальная мощность генератора, кВт 3
    Максимальная мощность генератора, кВт 5,1
    Диаметр ротора, м 4,5
    Стартовая скорость ветра, м/с 2,0
    Номинальная скорость ветра, м/с 10
    Высота мачты не менее, м 12

    По данным инженерного центра компании WindElectric модель WE3000 имеет следующую характеристику (мощность в зависимости от скорости ветра): При скорости ветра 10 метров в секунду такая установка будет генерировать более 3кВт ч, такого количества энергии полностью хватит для маленького коттеджа, но стоит помнить, что в нашей стране далеко не всегда ветренно.

    Пришло время выяснить важнейший вопрос, сколько же это будет стоить и через какое время окупится? Стоимость электроэнергии приближенно можно определить по следующей схеме:

    Где,
    В — полная стоимость ВЭС, единица измерения — грн, рубли, $ и т.д.
    ЕВ — эксплуатационные расходы за год, единица измерения — (грн / год, рубли / год, $ / год)
    Р — количество произведенной энергии за год, единица измерения — кВт • время
    Т — срок службы ветрогенератора в годах (считается Т = 20 лет)

    Среднегодовая скорость ветра, м/с

    Выработка энергии за год,

    кВт•год

    Срок окупаемости,

    лет

    ВЭС WE3000
    3 1445  
    4 3048  
    5 5913  
    6 8935  
    7 12864  

    Ориентирование в потребностях

    Совершая покупку, мы не всегда точно знаем, что с ней делать и насколько она нам необходима. В случае с ветроэлектростанцией это следует непременно выяснить. Вариант первый: Я хочу частично обеспечить свою квартиру независимым источником энергии (мой дом подключен к внешней сети. В таком случае мощность установки будет зависеть от количества энергии, которую вы хотите получать не из сети, а генерировать самостоятельно. Вариант второй: Я хочу обеспечить свою квартиру независимым источником энергии, поэтому выбираю вариант ВЭС (мой дом не подключен к внешней сети. В этом случае нужно точно знать свои потребности в электроэнергии. В чем отличие этих двух вариантов? В обоих случаях требуется ВЭС, но необходимо знать, в какой мере она будет использоваться, следовательно, какой мощности установка будет нам нужна. Подготовка к выбору ВЭС… правильнее будет написать подготовка к разговору с компанией-специалистом, кто же еще сможет предоставить услуги по установке, настройке и гарантийного обслуживания? Прежде чем сделать вам предложения, компания должна иметь некоторые сведения. Попробуем узнать о них. Это заинтересует и вас. Для двух приведенных выше вариантов подготовка имеет несколько общих пунктов: 1. Потребности. Если вы решили купить сок, то сначала оцениваете силу жажды, которую чувствуете. После этого покупаете бутылку сока соответствующего объема. Для установки ВЭС нужно знать свои «аппетиты». Под «аппетитами» в нашем случае следует иметь в виду количество потребляемой электроэнергии за сутки, месяц, время года. Необходимо также установить границу верхней нагрузки (к примеру, в праздничные дни в вашем доме работают одновременно два телевизора, музыкальный центр, компьютер, освещение в нескольких комнатах, микроволновая печь и т.д.), т.е. верхний предел нагрузки — это максимальное энергопотребление вашего жилища. Необходимо также знать продолжительность этой максимальной нагрузки. Установить общее энергопотребление очень просто, однако это потребует от вас изрядной тщательности. Ваша задача — выяснить мощность каждого электроприбора в помещении и время его работы, а после внести сведения в таблицу. 2. Размещение. Следующим подготовительным этапом будет ориентировочный (!) выбор места расположения ВЭС. Ориентировочный, поскольку только специалисты смогут определить наилучший вариант для Вашего индивидуального случая. Однако есть несколько пунктов, которые позволяют лучше представить возможное расположение ВЭС. Следует помнить 3 золотых правила:
    * Турбулентность. Ветротурбина должна размещаться на 10 метров выше наивысшиего объекта в радиусе 100 метров (включая ЛЭП).
    * По возможностью, ВЭС должны размещаться на открытых участках (берегах рек, морей, озер).
    * Орография местности. Следует учитывать, что в природных ущельях, каньонах поток воздуха имеет свойство сжиматься и, как следствие, увеличивается его скорость. Подобную ситуацию можно наблюдать на пригорках. 3. В случае, если ваш загородный дом не планируется подключать к общей сети, то следует рассмотреть вариант комбинированных систем:
    * ВЭС + Солнечные батареи
    * ВЭС + Дизель Комбинированные варианты помогут решить проблемы в регионах, где ветер переменчивый или зависит от времени года, а также данный вариант является актуальным для солнечных батарей.

    Контроллер КЭВ Dominator 1-1,5кВт 200В

    Ветряной контроллер КЭВ Dominator MPPT

     

    Контроллер энергии ветра (КЭВ) Dominator состоит из 3 блоков: контроллер КЭС, блок №2 и блока нагрузки (ТЭН) обеспечивает более оптимальную работу при слабом ветре, для чего в меню в меню КЭВ доступны для редактирования параметры для ВГ:

    1) «Обороты включения» — Обороты ВГ, при которых начинается отбор мощности;

    2) «Обороты выключения»- Обороты ИГ, при которых прекращается отбор мощности.

    Задание интервала оборотов ветрогенератора, приводит к тому, что при слабом ветре, контроллер отключает ветрогенератор от нагрузки. Без нагрузки ветряк, даже при слабом ветре, легко набирает оптимальные высокие обороты на которые и рассчитаны профиль и угол атаки его лопастей. После набора оптимальных оборотов, контроллер подключает ветряк к АКБ и снимает энергию. Ветряк затормаживается и снова отключается контроллером и т.д. Таким образом, при слабом ветре, энергия собирается порциями, но в итоге сумма получается больше, чем у обычного контроллера, т.к. сбор энергии ведётся при оптимальных оборотах ветрогенератора.

    Примечание: этого выигрыша не будет, если установлен редкий и дорогой ветрогенератор, у которого лопасти автоматически поворачиваются в зависимости от скорости ветра (меняется угол атаки лопастей при разных скоростях ветра).

    Применение датчиков тока ДТ 325 А (опционально) позволяет контроллеру учитывать дополнительные внешние зарядные\разрядные токи от инвертора и/или солнечного контроллера, что позволяет автоматически уменьшить ток заряда, если он будет идти одновременно от ветрогенератора и от солнечных панелей и будет превышать максимально допустимый для АКБ. Также применение ВДТ№2 для контроля зарядно/разрядных токов от инвертора, позволяет мгновенно, при необходимости, добавить необходимый ток от ветрогенератора, который требуется инвертору (для нагрузки), даже если АКБ заряжены и контроллер вышел на маленький зарядный ток (большой ток заряда в конце заряда недопустим). Или возможно использование для тех же целей связи по шине I2C, при использовании приборов от компании Микроарт (инвертор МАП и др.)

    Ключевые преимущества

     

    • • Высокое быстродействие, а, следовательно, эффективность выше по сравнению с обычными ветряными контроллерами.
    •  
    • • Допустимое напряжение на входе контроллера до 200 В.
    •  
    • • Два датчика тока на основе датчика «Холла» (что намного лучше измерительного шунта) для контроля заряда/разряда от другого устройства (например, от солнечного контроллера и/или от инвертора) – опционально. Или возможно использование для тех же целей связи по шине I2C, при использовании приборов от компании Микроарт (инвертор МАП и др.).
    •  
    • • Благодаря датчикам токов, имеется возможность работать в паре с гибридным инвертором на промышленную сеть 220 В (мгновенное добавление по необходимости тока, в том числе больше чем разрешено для заряда АКБ, минуя АКБ – хотя минимальные аккумуляторы поставить, всё же, необходимо). Последнее очень важно — энергия может идти транзитом, АКБ не расходуются, а значит, служат десятилетиями.
    •  
    • • Наличие собственного трансформаторного источника питания от энергии ветрогенератора, что позволяет питать контроллер вне зависимости от состояния АКБ. (Работа возможна даже при полностью разряженной АКБ).
    •  
    • • Счетчик входящих А*ч/Вт*ч.
    •  
    • • Возможность обновления встроенного программного обеспечения.
    •  
    • • Контроллер, кроме напряжений АКБ 12/24/48/96 В позволяет вручную установить любые нестандартные напряжения для работы с АКБ. Важно для работы с нестандартными щелочными АКБ, или с нестандартным количеством банок АКБ.
    •  
    • • Возможность подключения литий-железо-фосфатных (LiFePO4) аккумуляторных батарей с BMS Микроарт.
    • Контроллер сам управляет BMS или, при необходимости, автоматически передаёт управление ими инвертору МАП (контроллер соединяется дополнительным кабелем с МАП, а в последнем, тоже обеспечена возможность управления BMS).

    Основные преимущества ветряного контроллера КЭВ Dominator MPPT по сравнению с обычными PWM (ШИМ) контроллерами.

     

    • • Высокий КПД/эффективность;
    •  
    • • Использование более высокого входного напряжения, позволяет уменьшить сечение кабелей, а также позволяет увеличить дистанцию от панелей до контроллера;
    •  
    • • Обеспечивает более оптимальную работу при слабом ветре, для чего в меню КЭВ доступны для редактирования параметры для ВГ:

    • «Обороты включения» — Обороты ВГ, при которых начинается отбор мощности;
      «Обороты выключения» — Обороты ИГ, при которых прекращается отбор мощности.

    • Задание интервала оборотов ветрогенератора, приводит к тому, что при слабом ветре, контроллер отключает ветрогенератор от нагрузки. Без нагрузки ветряк, даже при слабом ветре, легко набирает оптимальные высокие обороты на которые и рассчитаны профиль и угол атаки его лопастей. После набора оптимальных оборотов, контроллер подключает ветряк к АКБ и забирает энергию. Ветряк затормаживается и снова отключается контроллером. Таким образом, при слабом ветре, энергия собирается порциями, но в итоге собираемость поучается выше, чем у обычного контроллера, т.к. сбор энергии ведётся при оптимальных оборотах.
      Примечание: этого выигрыша не будет, если установлен редкий и дорогой ветрогенератор, у которого лопасти автоматически поворачиваются в зависимости от скорости ветра (меняется угол атаки лопастей при разных скоростях ветра).
    •  
    •  
    • Дополнительная техническая информация:
    •  
    • 1) Паспорт прибора.
    • 2) Таблица выбор модели КЭВ:

     

      Максимальная мощность ветрогенератора, кВт
    Напряжение ветрогенератора, В 1.5 2.5 4 6
    12 200В\60А
    24 200В\60А 200В\100А 200В\100А
    48 200В\60А 200В\60А 200В\100А 200В\100А
      2 ТЭН 3 ТЭН 4 ТЭН 6 ТЭН

    Стоимость комплекта КЭВ указанная выше, составляется из элементов (КЭС 200/60, Блока №2 и необходимого количества ТЭН-ов).

    Если Вы хотите увеличить мощность комплекта, заменив в нем КЭС на более мощный (КЭС 200/100), то и цена всего комплекта возрастет. В нашем каталоге представлены возможные мощности комплектов.

    3) Подробную информацию по ветряным электростанциям и ветрогенераторам можно посмотреть на нашем сайте, посвященном энергии ветра: http://www.vetrogenerator.ru/

    Производитель оставляет за собой право изменять форм-фактор и внешний вид производимой продукции без уведомления покупателя, если иное не оговорено перед заказом.

    Сколько ветра нужно ветряной турбине?

    Более 2300 ветряных турбин вращаются и производят энергию у берегов 11 европейских стран. Большое количество этих турбин расположено в Северном и Ирландском морях. Одна из причин этого заключается в том, что ветры, дующие над этими водоемами, не только сильны, но и устойчивы.

    По той же причине ветроэнергетические компании рассматривают побережье Северной Каролины как возможное место для ветряных электростанций. Но возникает вопрос: сколько ветра нужно ветровой электростанции или, по крайней мере, ветряной турбине?

    Вас не должно удивлять, что, как и ветер постоянно меняется, ветряные турбины рассчитаны на работу в широком диапазоне характеристик ветра, поэтому ответ может быть разным.

    Вертикальные турбины обращены к ветру, а направленные вниз турбины обращены в сторону. Некоторые ветряные турбины нового поколения могут работать при более низких скоростях ветра, обычно около пяти миль в час. Однако эти турбины, как правило, меньше по размеру, не производят столько энергии и не рассчитаны на более сильные ветры.

    Большая часть того, что вы бы назвали крупными ветряными турбинами, обычно начинает вращаться при скорости ветра от семи до девяти миль в час. Их максимальная скорость составляет около 50-55 миль в час, что является их верхним пределом безопасности.Крупномасштабные ветряные турбины обычно имеют тормозную систему, которая срабатывает на скорости около 55 миль в час, чтобы предотвратить повреждение лопастей.

    По иронии судьбы, многие ветряные турбины промышленного масштаба требуют электрического «пускового механизма», чтобы начать вращение. Это то, что преодолевает инерцию, связанную с тем, что лопасти начинают вращаться.

    Вы можете подумать, что когда лопасти вращаются, вырабатывается электричество.

    Но это не совсем так, потому что лезвия вращаются недостаточно быстро.

    Лопасти соединены с валом, который вращается со скоростью от 30 до 60 оборотов в минуту.Затем вал соединяется с коробкой передач, которая увеличивает скорость вращения с 1000 до 1800 оборотов в минуту, что является скоростью, необходимой большинству генераторов для производства электроэнергии.

    Конечно, количество электроэнергии, вырабатываемой ветряной турбиной, зависит от размера турбины, также известной как номинальная мощность, и от того, насколько быстро ветер движется в месте расположения турбины. Ветряные турбины обычно имеют номинальную мощность от 250 Вт (достаточно для зарядки аккумулятора) до 10 киловатт (достаточно для питания дома) до шести мегаватт (достаточно для питания более 1600 домов).

    — Фрэнк Графф

    Фрэнк Графф — продюсер/репортер UNC-TV, специализирующийся на North Carolina Science Now, еженедельном научном сериале, который выходит в эфир по средам, начиная с августа 2013 года, в рамках программы North Carolina Now на UNC-TV. . В дополнение к созданию этих специальных сегментов Фрэнк будет предоставлять дополнительную информацию, связанную с его историями, в этом блоге репортера North Carolina Science Now!

    Связанные ресурсы:

    Сколько энергии ветряка я могу создать

    Текст всплывающей подсказкиЕсли вы имеете в виду энергию (то, что вы продаете), посетите страницу Сколько энергии я могу получить от ветряной турбины на ферме? Если вы имеете в виду энергию ветряных турбин, читайте дальше.

    Мощность – скорость производства энергии. Мощность измеряется в киловаттах (кВт) или мегаваттах (МВт). Энергия используется для выполнения работы и измеряется в киловатт-часах (кВтч) или мегаватт-часах (МВтч).

    Выходная мощность ветряной турбины в любой момент определяется скоростью ветра в этот момент, хотя максимальная выходная мощность будет зависеть от номинальной мощности генератора ветряной турбины, которая тесно связана с площадью лопастей. Например, ветряная турбина с диаметром ротора 52 метра обычно имеет максимальную выходную мощность 800 кВт, а турбина с диаметром ротора 82 метра будет иметь максимальную выходную мощность 2.от 5 до 3 МВт.

    Для наземных ветряных турбин самые большие из них обычно имеют мощность около 3 МВт, хотя самым большим из доступных является Enercon E126 (диаметр ротора 126 метров!) с максимальной выходной мощностью 7,5 МВт. В таблице ниже показаны общедоступные средние и большие ветряные турбины, а также диаметр ротора, высота башни и максимальная выходная мощность ветряной турбины.

    Диаметр ротора Максимальная выходная мощность Типовая высота ступицы Пример турбины
    24 метра 100 кВт 24.от 5 до 36,0 метров Норвенто НЭД 100
    от 47 до 54 метров 1 МВт от 35 до 76 метров EWT DW52, 54, 61, Enercon E53 и E48
    от 70 до 101 метра от 2 до 3 МВт от 57 до 138 метров Энеркон Е70, Е82, Е92, Е101
    101 метр+ от 2,4 до 7,5 МВт от 91 до 140 метров Нордекс Н117, Энеркон Е126
    Примечания:
    1. Часто имеется ряд турбин с роторами разного диаметра для заданной максимальной выходной мощности.Это связано с ветровым классом турбины, где допустимо использовать роторы большего размера на участках с более низкими среднегодовыми скоростями ветра.

    При расчете размера ветряных турбин на участке необходимо учитывать множество факторов, в том числе соображения согласия на планирование (близость к соседям, визуальное воздействие, экологическая чувствительность, авиационные ограничения и т. д.), доступность участка для доставки и монтаж турбины, мощность местной распределительной сети и бюджет проекта владельца объекта.Все это будет подробно рассмотрено при определении выходной мощности ветроустановки на этапе ТЭО ветроэнергетики.

    Помните, что количество энергии, которую вы производите, более важно, чем общая выходная мощность, и это зависит от того, насколько ветрено на вашем участке.

    Назад в Учебный центр ветроэнергетики

    Интерактив: ветряные турбины становятся более мощными по мере снижения «удельной мощности»

    Энергия ветра продолжает быстро расти в Соединенных Штатах из-за налоговых льгот на производство, различных политик на уровне штатов и повышения стоимости и производительности технологий ветроэнергетики.Падающая стоимость ветровой энергии была привлекательной для коммунальных, корпоративных и других покупателей электроэнергии.

    В новом отчете о рынке ветровых технологий за 2017 год , подготовленном Berkeley Lab и опубликованном Министерством энергетики США, отражены тенденции в стоимости, производительности, ценах и выборе технологий для ветроэнергетики.

    Одним из изменений в технологии стало увеличение размеров ветряных турбин: средняя мощность ветряной турбины, установленной в прошлом году, более чем в три раза больше, чем двадцать лет назад.Более крупные машины — более крупные генераторы, более высокие башни и более длинные лопасти — являются важным фактором снижения стоимости электроэнергии и повышения эффективности проектов в области ветроэнергетики. Ожидается, что размер ветряных турбин будет продолжать расти. Министерство энергетики изучает способы преодоления проектных и логистических препятствий на пути к роторам еще большего размера.

    Но в то время как переход к более крупным турбинам хорошо известен, одной важной тенденции уделяется меньше внимания, а именно падению «удельной мощности».

    Удельная мощность измеряет отношение размера генератора к размеру ротора.Генераторы измеряются в ваттах (Вт) паспортной мощности. В этом случае роторы измеряются по площади, которую они охватывают («охватываемая площадь»), измеряемой в квадратных метрах (м²). Машины с низкой удельной мощностью имеют больший размер ротора по сравнению с размером генератора, поэтому меньше ватт на квадратный метр (Вт/м²).

    Поскольку большие роторы улавливают больше ветра, они передают больше энергии генератору. Ветроустановки малой удельной мощности не всегда оптимальны. При особенно сильном и турбулентном ветре такие турбины могут испытывать большие нагрузки, а роторы большего размера обходятся дорого.

    Такие турбины лучше работают при более низких скоростях ветра. Фактически, турбины с низкой удельной мощностью изначально были разработаны для улавливания бризов в местах с более низкой скоростью ветра, будь то части Великих озер, Средней Атлантики или юго-востока Соединенных Штатов. Но в соответствии с продолжающейся, но заметной тенденцией разработчики ветроэнергетики устанавливают их по всей стране, даже в местах с относительно высокими скоростями ветра.

    Почему?

    Наиболее важной причиной на данный момент является то, что такие турбины обеспечивают большую отдачу от вложенных средств, чем стандартные турбины.

    Более высокий доход от производства электроэнергии и налоговых льгот более чем компенсирует более высокие авансовые капитальные затраты и больший износ. Турбины с низкой удельной мощностью помогли снизить стоимость энергии ветра, что важно на рынке, который в настоящее время переполнен недорогой электроэнергией, будь то газ, уголь, солнечная энергия или ветер.

    Понимание переменных выходных характеристик ветровой энергии: изменчивость и предсказуемость

    Анализ данных, доступных с действующих ветряных электростанций, и метеорологических измерений в типичных местах расположения ветряных электростанций позволяет нам количественно оценить изменения чистой выработки ветровой энергии, которые можно ожидать в течение заданного периода времени (в течение минуты или часа или в течение несколько часов).Различие между этими конкретными шкалами времени сделано, поскольку этот тип информации соответствует различным типам силовых установок для балансировки. Результаты анализа показывают, что энергосистема хорошо справляется с этой кратковременной изменчивостью. Системным операторам нужно иметь дело только с чистой выработкой больших групп ветряных электростанций, а изменчивость ветровой энергии рассматривается в связи с уровнем и изменением спроса на электроэнергию.

    Изменения в течение минуты

    Быстрые колебания (от секунд до минут) суммарной выработки ветровой энергии (как следствие турбулентности или переходных процессов) довольно малы из-за объединения ветряных турбин и ветряных электростанций и практически не влияют на систему.

    Изменения в течение часа

    Колебания в течение часа гораздо более значимы для системы. Однако их всегда следует рассматривать в связи с колебаниями спроса. Местные различия в основном равны географическому разнообразию и, как правило, остаются в пределах ±5% от установленной мощности ветровой энергии на региональном уровне.

    Наиболее значительные колебания возникают при прохождении грозовых фронтов, когда ветряные турбины достигают своего штормового предела (отключаемой скорости ветра) и быстро отключаются от полной до нулевой мощности.Однако из-за эффекта усреднения по ветряной электростанции общая выходная мощность снижается до нуля за несколько минут. И в целом это имеет значение только в относительно небольших географических районах, поскольку в более крупных районах требуется несколько часов, чтобы мощность ветра прекратилась во время шторма. Например, в Дании — небольшом географическом районе — 8 января 2005 г., во время одного из самых сильных штормов за последние десятилетия, установленная мощность ветра в районе Западной Дании снизилась с 2000 МВт до 200 МВт (5 МВт). /минута).Прохождение штормового фронта можно предсказать, и имеются технические решения для уменьшения крутого уклона, такие как установка ветряных турбин с защитой от шторма.

    Эти внутричасовые колебания будут проблемой для резервов энергосистемы, используемых для балансировки, когда проникновение ветровой энергии достигает точки, в которой колебания в предложении равны изменениям в спросе (когда 5-10 процентов годового спроса на электроэнергию производится за счет ветровая энергия).

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.