- Details
- Published on 15 August 2014
Ветряной генератор. Второе рождение Энергопростор.
В начале ХХ века на просторах Российской империи располагалось более 250 тыс. ветряных мельниц суммарной мощностью более гигаватта. И хотя к середине двадцатых годов их количество сократилось втрое, руководство страны одной шестой суши в вопросе «ветростроения» по-прежнему лелеяло стремление к гигантизму.
В 1934-м группой Ю. В. Кондратюка разработан проект, согласно которому на горе Ай-Петри в Крыму планировался к постройке 12-мегаваттный ветряной генератор: с высотой башни в 165 м и 2-мя ветровыми колесами по 80 м. Быть реализованным подобному плану не судилось; разве что его расчетами воспользовались при проектировании Останкинской телебашни.
Сегодня же идея сооружения устройств, преобразующих силу ветра в электроэнергию, переживает второе рождение. Существуют два основных типа ветротурбин: карусельные, имеющие вертикальную ось вращения, и крыльчатые, чья ось вращения горизонтальна.
Эффективность работы ветряного генератора всецело зависит от силы ветра - минимальная быстрота для вырабатывания электроэнергии составляет 5-6 м/сек., оптимальной считается - 14-17 м/сек. На суше у поверхности земли ветер с такой интенсивностью дует нечасто, поэтому ветряной генератор стараются размещать повыше.
Крыльчатый ветряной генератор своим внешним видом напоминает ветряк старинной мельницы, только лопастей у него меньше, поскольку с увеличением скорости вращения эффективность в большей степени обусловлена аэродинамическими свойствами лопастей, но не их числом. Основным показателем, влияющим на мощность ветроустановки, является длина лопастей.
В отдельных случаях она достигает более 60 м и имеет ограничение в 120 м. Установление границы обусловлено тем, что при скорости вращения концов лопастей, равной больше трети скорости звука, разновысотные ветры способны разрушить установку. В целях обеспечения наивысшей производительности установки ее положение фиксируется перпендикулярно ветру.
Для небольшого бытового ветряного генератора это условие обеспечивает хвостовой стабилизатор, действующий по типу флюгера. Для промышленной ветроустановки, весящей десятки, а то и сотни тонн, энергии стабилизатора оказывается недостаточно, потому для нее предусмотрена специальная система электронного управления.
Карусельному ветряку для начала работы необходим ветер гораздо меньшей силы, чем крыльчатому; он не обременен зависимостью от направления ветра, и длина его лопастей не ограничена 120 м. Однако при всех приятных особенностях коэффициент полезного использования силы ветра карусельным ветряным генератором ниже, чем крыльчатым.
О стремительности развития ветроэнергетики говорят следующие цифры: если в конце 2007 года обобщенная мощность мировых ВЭС составляла 94 ГВт, то к средине 2012-го данная производительность исчислялась уже 254 ГВт, и тенденция этого роста сохраняется.