Вітрові турбіни великої потужності
Не зважаючи на розповсюджене упередження, щодо вітряної енергії вона може використовуватися не лише для невеличких домашніх установок, а й для забезпечення електроенергією великих промислових об’єктів і навіть цілих міст. Для цього використовують вітрогенератори великої потужності (від 500кВт і вище). Інколи їх ще називають промисловими вітряними турбінами. Це досить дорогі, але в той же час і високоефективні установки здатні забезпечити дешевою, невичерпною і екологічно чистою енергією гігантські об’єкти. Здебільшого промислові вітрові турбіни будують одразу по декілька штук на одній ділянці і об’єднують в одну мережу, отримуючи таким чином вітряну електростанцію. Єдиною необхідною умовою для ефективності такої установки є наявність необхідної середньорічної швидкості вітру (3-4 м/c мінімально).
Існує три основні види потужних вітряних турбін:
1) З вертикальною віссю обертання карусельні на основі «ротору Савоніуса».
2) З вертикальною віссю обертання ортогональні на основі ротору Дарьє.
3) Крилаті з горизонтальною віссю обертання.
Останнім часом для потужних вітряних електростанцій використовують переважно останній вид вітряних турбін. Це зумовлено в першу чергу їхнім високим коефіцієнтом корисної дії. Так, основним показником у вітряній енергетиці вважається коефіцієнт використання вітряного потоку. Майже у будь-якої моделі з горизонтальною віссю обертання він становить понад 30%. В той же час, навіть найновітніші варіації вітряних турбін з вертикальною віссю обертання ледь дотягують у цьому показнику до 20%.
Саме тому використання крилатих вітряних турбін з горизонтальною віссю обертання вважається більш економічно обґрунтованим.
Промислова вітряна турбіна зазвичай складається з:
1) Фундаменту.
2) Потужної щогли. Гондоли промислових вітрогенераторів монтуються на висоті понад 50 метрів і мають значну масу. Тому для безпечної роботи установки вам знадобиться потужна стальна конічна щогла та важка підйомна техніка с вильотом стріли понад 50 метрів.
3) Силової шафи. Вона обов’язково має мати в собі контактори та ланцюги керування.
4) Автоматизованого поворотного механізму. Забезпечує поворот гондоли в сторону вітру і таким чином оптимізує роботу установки.
5) Гондоли.
6) Електричного генератора.
7) Демпера.
8) Анемометра і хвостовик анемометра (або проще кажучи, системи слідкування за швидкістю і направленням вітру).
9) Тормозної системи. Вона необхідна для надзвичайних ситуацій та в моменти перевищення допустимої сили вітру. Зазвичай вона становить 25 м/с. Якщо ж швидкість більша вітроустановка має автоматично зупинятися. Зазвичай складається з механічного дискового гальма і зубчатого зціплення.
10) Лопаті. В промислових вітрових установка діаметр одної лопаті зазвичай понад 36 м.
11) Двигун обертання гондоли.
12) Механізм обертання лопатей.
13) Системи зміни кута атаки лопаті. Необхідна для оптимізації роботи установки і підстроювання системи під напрям і силу вітру.
14) Телекомунікаційна система. Вона має збирати і сортувати усі дані пов’язані з роботою вітрогенератора.
15) Системи захисту від блискавок і автоматичного гасіння пожеж.
Саме ці дві загрози найнебезпечніші для вітрогенераторів. Тертя лопатей може призводити до пожеж на установці, а специфіка розташування робить її дуже привабливою для блискавок. Тому конструкція обов’язково має бути обладнана надійними системами захисту.
Також важливо враховувати той факт, що підготовка до встановлення вітрогенераторів великої потужності має починатися заздалегідь. Вам потрібно буде провести дослідження сили і швидкості вітру в районі вітру. Воно має тривати не менше року. Тільки так можна розрахувати ефективність використання вітряної електростанції в регіоні та її економічну доцільність. Також не забувайте, що встановлення вітрогенераторів великої потужності має бути погоджене з державою. Отримання дозвільних документів для такого будівництва займає близько одного року.
