Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Основы ветроэнергетики

Способы передачи ветровой мощности потребителю

Система передачи ветровой мощности представляет собой определенный комплекс различных устройств для передачи мощности от вала ветроколеса к валу соответствующей машины ветроагрегата (потребителя) с повышением или без повышения частоты вращения вала этой машины. В современной ветроэнергетике чаще используют механический способ передачи мощности. Известны также гидравлический, пневматический и аэродинамический способы передачи ветровой мощности потребителю.

механическая передача

Механическая передача мощности от ветродвигателя потребителю (рис. 2.9) является наиболее распространенной, поскольку достаточно проста в конструктивном отношении и обладает среди других способов передачи мощности крупнейшим КПД, равным 0,85 ... 0,95.

Схемы механической передачи: а - электрогенератор в гондоле;  б - электрогенератор на земле.  1 - ветродвигатель;  2 - гондола;  3 - мультипликатор;  4 - электрогенератор;  5 - башня;  6 - вертикальный вал

Рисунок 2.9 - Схемы механической передачи: а - электрогенератор в гондоле; б - электрогенератор на земле. 1 - ветродвигатель; 2 - гондола; 3 - мультипликатор; 4 - электрогенератор; 5 - башня; 6 - вертикальный вал

Недостатком такой передачи является наличие редуктора, повышает передачу (мультипликатора). В случае, если нагрузкой является электрогенератор, величина передаточного числа может находиться в диапазоне 40 ... 70 Другой недостаток заключается в том, что колебания скорости ветрового потока, несмотря на сглаживая инерционность ветроколеса. переругаются на вал потребителя.

Если электрогенератор находится в гондоле (рис. 2.9, аг), то мультипликатор располагается там же, между ним и ветродвигателем. Если электрогенератор или какой-либо другой потребитель находятся на земле (рис. 2.9, б), используются два редуктора: один с коническими шестернями в гондоле, другой - на земле. Между ними находится вертикальный вал.

гидравлическая передача

Схема гидравлической передачи допускает компоновку ветродвигателя и электрогенератора как в гондоле (рис. 2.10, а), так и порознь, с расположением электрогенератора на земле (рис. 2.10, б). Гидропередача может иметь различные конструктивные модификации, чаще всего это соединение механической передачи с небольшим передаточным отношением и гидропередачи.

Схемы гидравлической передачи

Рисунок 2.10 - Схемы гидравлической передачи: а - "© разделена гидропередача, электрогенератор в гондоле б - разделена гидропередача, электрогенератор на земле 1 - ветродвигатель; 2 механическая передача; 3 гидронасос, 4 - гидромагистралей 5 - гондола, 6 - электрогенератор; 7 - гидромотор; в - башня

Известны два типа гидропередачи: гидродинамическая и гидростатическая (объемная). Гидродинамическая передача не нашла применения в ветроэнергетике, так как ее элементы (центробежный насос и радиально-осевая гидротурбина) должны работать при значительных частотах вращения. Кроме того, при изменении частоты вращения КПД такой гидропередачи значительно снижается. Более приемлемая схема с объемной гидравлической передачей, состоящей из гидронасоса и гидромотора (винтового или поршневого типа). За счет изменения рабочего объема гидромотора гидропередача допускает изменение частоты вращения. Гидропередача позволяет обеспечить торможение ветроколеса за счет дросселирования рабочей жидкости с соответствующим выделением теплоты, а также ограничить мощность, развиваемая на выходном валу при росте скорости ветра выше расчетной.

КПД неразделенной гидропередачи находится в диапазоне значений 0,85 ... 0,95; для разделенной КПД меньше и равен 0,75 ... 0,85.

пневматическая передача

Пневматический способ передачи ветровой мощности к потребителю основан на принципе работы разделенной гидропередачи, при этом кинетическая энергия ветрового потока преобразуется ветродвигателем в потенциальную энергию перепада давления воздуха в пневмомагистрали.

Возможны различные конструктивные схемы пневмопередачи, две из них приведены на рис. 2.11, а и 6. Атмосфера является в пневмопередачи "поворотной" магистралью. Преимущество таких схем заключается в том, что электромеханическое оборудование располагается на земле. Это дает возможность для создания новых, нетрадиционных, комбинированных энергоустановок. Кроме того, пневмомагистралей гасит пульсации воздушного потока.

В схеме пневмопередачи по рис. 2.11, а компрессор, находится в гондоле, нагнетает пневмомагистраллю сжатый воздух в наземную воздушную турбину, которая вращает электрогенератор. Одним из преимуществ этой схемы является возможность подачи сжатого воздуха в контур тепловой машины, например газотурбинного двигателя, в результате чего можно в термодинамическом цикле газотурбинной установки исключить затраты мощности на сжатие воздуха.

Схемы пневматического передачи: a-с компрессором в гондоле;  б - с ветродвигателем, что масс полые лопасти;  1 - ветродвигатель;  2 - мультипликатор;  3 - компрессор;  4 - гондола;  5 - пиевмомагистраль;  6 - башня;  7 - воздушная турбина;  8 - электрогенератор;  9 - дополнительный забор воздуха

Рисунок 2.11 - Схемы пневматической передачи: a-с компрессором в гондоле; б - с ветродвигателем, что масс полые лопасти; 1 - ветродвигатель; 2 - мультипликатор; 3 - компрессор; 4 - гондола; 5 - пиевмомагистраль; 6 - башня; 7 - воздушная турбина; 8 - электрогенератор; 9 - дополнительный забор воздуха

В схеме пневмопередачи на рис. 2.11, б (схема Ж.Е. Андро) ветродвигатель масс полые лопасти, лопастная система ветродвигателя выполняет функцию компрессора, прокачивая через себя атмосферу.

В пневмомагистрали создается разрежение, что позволяет работать наземной воздушной турбине. Преимуществами такой схемы есть; отсутствие мультипликатора; возможность более легкого запуска колеса свободно вращается; регулирования ветродвигателя поворотом соплового аппарата воздушной турбины или дополнительным введением воздуха в пневмомагистралей за турбиной.

Негативным фактором, препятствующим широкому внедрению пневмопередачи, является пониженное значение ее КПД - около 0,50. Использование пневмопередачи в различных комбинированных ВЭУ позволяет ослабить влияние этого фактора.

аэродинамическая передача

Аэродинамической передачей в отечественной литературе называют схему, предложенную российским исследователем А. Уфимцев. В таком ветроагрегатов (рис. 2.12) на концах лопастей основного ветроколеса находятся вторичные ветроагрегаты (ветродвигатель и электрогенератор). Ветродвигатели вторичных ветроагрегатов обтикаються набегающим потоком воздуха, что скорость существенно большую, чем скорость атмосферного ветра. В результате вторичные ветроагрегата могут иметь увеличенную частоту вращения, позволяет не использовать мультипликатор. На рис. 2.7 изображены двухколесные вторичные ветродвигатели.

Несмотря на отсутствие электромеханического оборудования в гондоле, значительное конструктивное усложнение ветроколеса тормозит использование этой схемы передачи.

Схема аэродинамической передачи: 1 - электрогенератор;  2 - вторичные ветродвигатели;  3 - основной ветродвигатель;  4 - гондола;  5 - башня

Рисунок 2.12 - Схема аэродинамической передачи: 1 - электрогенератор; 2 - вторичные ветродвигатели; 3 - основной ветродвигатель; 4 - гондола; 5 - башня

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее