Специфические требования к выходным параметрам ВЭУ

Требования к ВЭУ в зависимости от потребителей

Производство электроэнергии с помощью ВЭУ

Наиболее эффективным способом производства на ВЭУ является производство электроэнергии (должны быть требования соблюдаются к частоте и напряжению).

Особенности ВЭУ, которые учитывают при проектировании:

1) противоречия системы ветровое колесо - электрогенератор. Для максимальной эффективности работы колеса, необходимо изменять частоту его вращения при изменении скорости ветра, таким образом, для максимальной эффективности работы электрогенератора необходима постоянная частота вращения.

2) механические системы управления частотой вращения ВК достаточно сложны и дороги, гораздо эффективней и дешевле управлять ВК, изменяя электрическую нагрузку электрогенератора (подключая или отключая потребителей);

3) оптимальная частота вращения ВК тем меньше, чем больше его радиус, поэтому только очень малые ВК с радиусом меньше 2 м можно соединять с генератором напрямую без редуктора. При больших диаметрах ВК применяют повышающий редуктор, что усложняет и удорожает ВЭУ;

4) в конструкции ВЭУ предусматривают возможность отключения генератора от колеса и вращения его от химического или механического аккумулятора, поэтому систему управления генератора не связывают с управлением колеса. Но все равно необходимы демпфирующие устройства, чтобы предотвращать механические удары, устранение вибрации и т.д.

а) наиболее благоприятные ветровые условия существуют, как правило, в малонаселенных районах (в горах, на море);

б) из потребителей в отдаленных районах требуется 5-10% качества энергии, требования по частоте и другим параметрам (двигатели, электронные устройства). Целесообразно строить систему электроснабжения так, чтобы она могла обеспечить потребителя, как дешевой энергией без стабилизации (для отопления), так и дорогого со стабилизированными параметрами (для электродвигателей);

в) в сельской местности сети маломощные, низковольтные 33 кВ и будет много потерь, поэтому не рационально подключать к сетям, и делать автономными;

г) так как периоды безветрия неизбежны, поэтому параллельно с ВЭУ нужно ставить ДЭС, мини ТЭЦ.

В зависимости от мощности ВЭУ разделяются на 3 класса в зависимости от относительной мощности установки и полной мощности системы, куда она могут подключаться.

Классы ВЭУ

Класс	Мощность	Степень автономности ВЭУ	Способы управления
А	Р ≥ РG	Автономная	а) шагом ВК; б) нагрузкой
Б	Р ≈ РG	Ветродизельная	а) раздельная работа ВЭУ и ДЭС; б) совместная работа ВЭУ с ДЭС
В	Р < РG	Подключенная к мощной системе	а) параметрами генератора постоянного тока; б) преобразование постоянного тока в переменный; в) изменение коэффициента скольжения

Автономные установки отдельно стоящих ВЭУ, не подключаются ни к какой системе, мощность их до 5 кВт, но если используются для отопления, то мощность достигает 20 кВт.

Эффективность работы такой установки, ее стоимость определяется правильным управлением генератора. Может быть, при минимальном управлении на выходе и напряжение и частота не стабильны в зависимости от скорости ветра (можно выпрямлять и делать энергию стабильной).

а)

б)

8

~

в)

а) 1 – нестабилизированная частота или напряжение;

2 – нагревательный элемент (калорифер);

3 – выпрямляя заряжать аккумуляторную батарею 3;

4, 5 – преобразователь постоянного напряжения в переменное, а также стабилизированное напряжение и частота переменного тока (5 – потребитель, телевизор и т.д.).

В некоторых случаях эффективней (желательно) стабилизировать всю вырабатываемую ВЭУ электроэнергию. Для этого существует два различных способа:

б) механическое управление лопастями ВК с целью стабилизации электроэнергии.

6 – регулятор;

7 – стабилизированный постоянный ток;

8 – обратная связь.

Идет обратная связь на лопасти колеса, и они поворачиваются. Но есть недостатки, это сложность, большие потери энергии ветрового потока и невысокая надежность.

в) когда стоит электронное управление (генератор). При электронном управлении: постоянство частоты вращения ВК и генератора обеспечиваются изменением электрической нагрузки на выходе генератора. При таком способе частота стабилизации энергии ветра используется достаточно эффективно, так как лопасти ВК работают в оптимальном режиме (z = const).

Использование современного электронного оборудования делают более дешевым и надежным по сравнению с механическим управлением.

9 – приоритетная нагрузка, которая работает всегда;

10 – другие нагрузки, которые могут отключаться.

Дата добавления: 2014-01-05