Форум московского региона - Русское Братство - Максим Калашников

Братство - Москва

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » Братство - Москва » Проверка изобретений » Ветроэнергетика


Ветроэнергетика

Сообщений 1 страница 6 из 6

1

Это то что AndreyPr тогда прислал...

Научно-техническая часть проекта

Современная классификация делит основные разновидности ветроагрегатов на две группы: ветродвигатели с горизонтальной осью вращения (крыльчатые) и ветродвигатели с вертикальной осью вращения (карусельные: лопастные и ортогональные). Представленная в проекте диагональная ветротурбина является новым типом ветродвигателей с вертикальной осью вращения.
Преимуществом диагональной ветротурбины (по сравнению с существующими сегодня на мировом рынке ветроустановками) является расширение потребительских качеств изделия: бесшумность в работе, отсутствие вибраций, эксплуатационная безопасность и отсутствие специальных условий и средств (мачты, растяжки, фундаменты и т.п.) для привязки установки к объекту потребления. Всё это позволяет использовать изделие в непосредственной близости к потребителю. Установка предназначена для преобразования энергии ветра в иной вид (электрическая, механическая, тепловая) энергии на стационарных и движущихся объектах с подходящим для ее монтажа основанием. Единственным необходимым и достаточным условием эффективной работы установки является наличие в местах эксплуатации ветрового потенциала, эквивалентного среднегодовой скорости ветра 3…4 м/с.
Проведенные первичные НИОКР и полученные экспериментальные данные подтвердили работоспособность изготовленной экспериментальной установки и возможность эффективного преобразования с ее помощью энергии потока с расширенным диапазоном скоростных и частотных параметров (пульсирующие и рыскающие потоки). Некоторые из полученных данных приведены ниже (испытания проводились в нестационарных условиях в диапазоне скоростей 0…24 м/с):
1. Скорость ветра страгивания с места установки –  менее 1 м/с.
2. Скорость ветра начала работы установки– менее 1,3 м/с.
3. Коэффициент использования ветра – 0,48.
4. Вибрация и НЧ колебания отсутствуют.
5. Низкий уровень динамических нагрузок и бесшумность в работе.
6. Эксплуатационная безопасность.
7. Простота технического обслуживания – не требуется спец. техника.

Характер работы установки позволяет ввести единый технический параметр, с помощью которого можно оценить эффективность, как отдельной установки, так и системы в целом - количество вероятностной выработанной энергии за год в зависимости от среднегодовой скорости ветра в определенном месте.

Достоинства и недостатки «классических» установок и диагональной ветротурбины приведены ниже:
Достоинства:                 крыльчатые      лопастные         ортогон.    диагональная
1. Высокий коэффициент использования ветра   да          нет      нет       да
2. Широкий диапазон рабочих скоростей ветра   нет           да      нет       да
3. Низкая начальная рабочая скорость ветра      нет           да      нет       да
4. Низкий уровень шума (менее 10 дБ)      нет           да      нет       да
5. Простота в эксплуатации          нет           да      нет       да
6. Саморегулирование скорости вращения      нет           да       да       да
7. Возможность использования в      нет           да*       да*       да
непосредственной близости к потребителю
Недостатки:
1. Установка на ветер                        да            нет     нет         частично
2. Проблемы запуска          нет            нет      да    нет
3. Ограничения по верхнему пределу       да            нет     нет     нет
скорости ветра
4. Высокие динамические нагрузки       да            нет*     нет*         частично
5. Высокий уровень вибраций           да             да      да    нет
6. Высокий уровень шума (более 50дБ)       да            нет      да    нет
7. Большая площадь отчуждения земли       да            нет     нет*              нет
8. Срок службы менее 30 лет           да            нет      да    нет
* для установок малой мощности.
Представленная диагональная ветротурбина имеет некоторые недостатки, связанные с конструктивными особенностями. Одним из элементов установки является подвижный самонесущий малоинерционный воздухозаборник, предназначенный для повышения коэффициента использования потока. Этот элемент и является самым нагруженным «слабым звеном конструкции» (п.п. 1 и 4 недостатков). Также для установок предлагаемой конструкции мощностью менее 5 кВт к недостаткам можно отнести повышенную, по сравнению с «классическими», материалоемкость, приводящую к большей стоимости в условиях единичного или мелкосерийного производства. Однако, значительный «перевес» достоинств и обширная ниша  на рынке ветроэнергетики, где «классика» неприменима, определяет необходимость продолжения исследований.
Необходимо отметить, что все «классические» виды ветродвигателей известны с давних пор, теоретическая расчетная база и технология для них отрабатывались десятилетиями. Для предлагаемой ветротурбины нужны дополнительные НИОКР по созданию методов расчета для совершенствования и оптимизации рабочих параметров установки на базе уже имеющегося образца-прототипа (см. рисунок).

2

А это он мне уже на ящик прислал.

Сущность предлагаемой разработки и ее конкурентные преимущества.
Основой рассматриваемых в проекте локальных энергетических систем является принципиально новая разработка - ветроустановка диагонального типа, реализованных аналогов которой пока не существует на мировом рынке (рис.1).

Начальный этап испытаний малоразмерной рабочей модели установки подтвердил ее работоспособность в широком диапазоне скоростей ветра (1,36…33 м/с) с практически постоянным для данного диапазона скоростей коэффициентом использования энергии ветра. Доказаны расширенные потребительские качества установки, бесшумность в работе, отсутствие вибраций и эксплуатационная безопасность.

Рис. 2

Характер работы установки позволяет ввести единый технический параметр, с помощью которого можно оценить эффективность как отдельной установки, так и системы в целом - количество вероятностной выработки энергии за год в зависимости от среднегодовой скорости ветра в определенном месте, а также сравнивать между собой все существующие виды ветростанций и определять сроки их окупаемости для конкретных условий эксплуатации.

Перейдем к сравнительной оценке эффективности работы ветроэлектрических станций (ВЭС), имеющих в своем составе совершенно разные по характеру работы силовые установки. На современном этапе развития вся «ветротехника» для ВЭС достигла своих наивысших показателей, поэтому «привязываться» к конкретному производителю нет никакого смысла. Возьмем для примера в составе ВЭС среднестатистические «классические» ветроагрегаты импортного производства номинальной мощностью – 500 кВт•ч…1,5 МВт при расчетной номинальной скорости ветра 14…16 м/с. Это самая распространенная в Европе техника для ВЭС и вся она, без исключения, начинает вырабатывать электроэнергию при скоростях ветра – 4,5…5 м/с.
Среднегодовая скорость ветра для большей части «обжитой» территории России – 4,0 м/с (на флюгерной высоте – H0 = 8 м). На средней высоте размещения рабочей части силовых установок рассматриваемых ВЭС (40 метров от поверхности земли – минимальная высота размещения турбин современных ВЭС) среднегодовая скорость ветра будет 5,6 м/с.
Из кривой интегральной повторяемости скорости ветра, α,% (Рис. 3) для принятых нами условий видно, что «зоны захвата» энергии сильно отличаются для сравниваемых установок (ВЭС).
На основе интегральной повторяемости скорости ветра с помощью программного продукта MatCAD можно вывести более понятный («осязаемый») показатель работы установок - годовая выработка энергии, приходящаяся на 1 м²  характерной площади ветротурбин, в кВт ч/м² в год. Если поставить рассматриваемые ВЭС в равные условия работы и принять коэффициент использования ветра ξ за постоянную величину во всем диапазоне работы ВЭС, то получим зависимость годовой выработки энергии от скорости ветра (Рис. 4) для идеальных условий. Видно, что за счет расширения диапазона рабочих скоростей диагональная ветротурбина вырабатывает больше полезной энергии. По расчетам: выработка горизонтально – осевой турбины – 312,1 кВт, диагональной – 334,5 кВт, что на 7,2% больше.
В реальных условиях на ветротурбину воздействует огромное количество различных факторов, поэтому «расчетная эффективность» (коэффициент ξ) не может равномерно распределяться в пределах всего диапазона рабочих скоростей. И это подтверждается данными эксплуатации ветротурбин в реальных условиях. Например, Датский ветроагрегат Wind Matic номинальной мощностью 150 кВт•ч, установленный на берегу Жигулевского моря в поселке Волжский утес, находится в условиях эксплуатации, подобных рассматриваемым выше. За весь период его работы в условиях, устойчивых по направлению ветров, он вырабатывает около 40% от заявленной паспортной мощности.
То есть, картина «сбора энергии» будет выглядеть немного по-другому (Рис. 5).
Наглядно видно, что расчетная область «номинальной мощности» (Рис. 5, область красного цвета), то есть область, в которой «классическая техника» должна работать «с полной отдачей» и максимальным коэффициентом использования ветра, находится вне области максимального «сбора энергии». Можно сделать вывод, что применение такой техники предпочтительно в местах с очень высоким ветровым потенциалом (среднегодовые скорости – 8…11 м/с).
Для диагональной ветротурбины сегодня нет достаточного количества экспериментальных данных для точного определения ее положения на приведенном рисунке, но на основании уже проведенных исследований, ориентировочно – область штрих-пунктирной линии.
Итак, намечена область исследований и оптимизации разработки, определена основная стратегическая цель – «создание техники, работающей максимально эффективно, а не создание условий для ее эффективной работы». И уже сегодня есть основания полагать, что при реализации «пилотного проекта» показатель выработки энергии за год диагональной турбиной будет выше, чем у ВЭУ, представленных сегодня на рынке, как минимум в 1,5 раза.

Основными конкурентными преимуществами продукта можно назвать:
• возможность использования в непосредственной близости к потребителю;
• возможность «утилизации» энергии восходящих потоков;
• неприхотливость к выбору мест для монтажа;
• универсальность в применении.

Проект можно назвать «чистым» для нашей страны, потому что продукция ветроэнергетики в России не сертифицируется!

3

У нас сейчас в первоначальной работе по подбору инвестора находится проект, описанный выше в данной ветке. Проект, как видится, перспективный. Все желающие могут присоединиться к подбору инвестора для развития проекта.

В развитие темы ветроэнергетики прилагаю заметку из сегодняшних Ведомостей (прилагаемая фотография сделана в египетской пустыне):

"К 2011 году в Краснодарском крае будет создан энергокомплекс на базе ветряных электростанций мощностью одна тысяча МВт, говорится в пресс-релизе пресс-службы краевой администрации. Проект реализуют компании Iberdrola Renewables и «Ветроэн-Юг».

«Во вторник инвестиционное соглашение с руководителем испанской компании Iberdrola Renewables Андресом Бартина Пратом подписал первый вице-губернатор края Александр Ремезков. Вместе с российском компанией “Ветроэн-Юг” испанцы реализуют на Кубани проект по созданию альтернативных источников электроэнергии», — говорится в пресс-релизе.

Ветряки появятся в курортных городах Краснодарского края — Анапе, Геленджике, Темрюке, Новороссийске, Туапсе и Сочи. «Краснодарский край заинтересован в том, чтобы на его курортных территориях было построено как можно больше экологически чистых электростанций. А ничего более экологичного, чем энергия ветра, мир еще не придумал», — подчеркивается в пресс-релизе.

Указывается, что Iberdrola Renewables вложит в проект более 3,5 миллиардов рублей, а строительство должно закончиться к 2011 году и окупиться за 7-8 лет".
http://www.vedomosti.ru/newsline/index. … /10/492562

Отредактировано Залекс (10.10.2007 12:24:56)

4

По делу. Я напираю на то, что новая техника это всегда проблемы (геморрррой).  А в 3-й группе ветроагрегатов (что совершенно естественно) никакого выигрыша по съему мощности нет.
Из преимуществ (плюсов) я бы выделил два:
1. Отсутствие низкочастотных звуковых колебаний.
2. Относительная простота.
Но... ведь существующие ветряки хорошо отработаны и выпускаются серийно... и лучшее враг хорошего.

5

yman написал(а):

Отсутствие низкочастотных звуковых колебаний

«Э-то ста-но-вит-ся ин-те-рес-но!..» (с) робот Вертер
То есть возможно создавать и большие установки?

Лично мне нравятся подобный тип:
http://src-vertical.com/i/30kW_anim.gif

Динамических ударов нет, шум минимальный. Срок эксплуатации большой, направление "по-ветру" не требуется. Вроде все путём :)

6

"То есть возможно создавать и большие установки?"
Да. Можно. Мегаватты и более. Хм, тогда получается, что есть и третье преимущество.
Вот что значит инертность мышления - посчитать-то посчитал (на максимум), но как-то не подумал, что это преимущество.

Отредактировано yman (27.03.2008 11:14:11)


Вы здесь » Братство - Москва » Проверка изобретений » Ветроэнергетика