Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Основы ветроэнергетики

Поливитродвигунни установки

Принципиально возможно создание поливитродвигуннои установки, которая может заменить моновитродвигунну эквивалентной мощности, при возникновении проблем, связанных с изготовлением лопастей достаточно большого размера. На рис. 4.17 представлен один из вариантов поливитродвигуннои установки, состоящей из трех, как правило, одинаковых ВЭУ, расположенных на одной поворотной платформе. В другом (ориентация на ветер, отбор и преобразования энергии и т.п.) работа полей I-тродвигуннои установки практически не отличается от работы систем моно- ВЭУ.

Другим новым направлением создания поливитродвигуннои ВЭУ является вариант размещения ветрогенераторов на лопасти основного ветродвигателя (рис. 4.7, в). Специалисты проектно-конструкторского технологического бюро (ГОСТ) "Конкорд" (Украина, г.. Днепропетровск), имеющих большой опыт в разработке успешно эксплуатируемых отечественных и зарубежных ВЭУ, разработали и изготовили принципиально новую в мировой практике конструкцию ветровой установки мощностью 750 кВт. Главной особенностью этой ВЭУ является расположение генераторов (3 шт.) На лопастях основного ротора, которые снабжены дополнительными ветроколесами (турбинами) установленными непосредственно на валы генераторов. Поскольку линейная скорость вращения генераторов в 3 ... 4 раза выше ско-

Поливитродвигунна установка

Рисунок 4.17 - Поливитродвигунна установка

кости ветрового потока, то диаметр дополнительных ветровых колес в 10-15 раз меньше диаметра основного ротора, а обороты генераторов в 10-15 раз больше оборотов основного ротора.

Основной отличительной особенностью ветровой установки ТГ- 750 (рис. 4.18) является безмультипликаторна турбогенераторный схема преобразования энергии ветра с синхронным индукторным генератором позволяет

• работать при переменной частоте вращения ротора с максимальным КПД без преобразователя частоты электрической энергии;

• применить синхронный индукторный генератор с частотой вращения ротора 600 об / мин, вместо традиционно применяемых асинхронных генераторов с частотой вращения 1000 ... 1500 об / мин;

• исключить нагрузку на корневую часть лопасти и ступицу от крутящего момента благодаря размещению турбогенераторов в центре давления аэродинамических сил;

Общий вид ВЭУ ТГ-750 выполненной по турбогенераторный схеме

Рисунок 4.18 - Общий вид ВЭУ ТГ-750 выполненной по турбогенераторный схеме

• уменьшить нагрузку на лопасти от осевой аэродинамической силы благодаря размещению турбогенераторов в центре давления аэродинамических сил и установления лопастей с углом отмены в сторону гондолы;

• обеспечить стабильность параметров генерируемой электроэнергии в условиях порывистого ветрового потока благодаря более высокому моменту инерции ротора и плавному регулированию частоты вращения основного ротора;

• обеспечить генерирование электроэнергии во всем рабочем диапазоне скоростей ветра от 3,5 до 65 м / с;

• возможность параллельной работы как с промышленной сетью, так и с дизель-генераторной электростанцией.

Турбогенераторный схема ВЭУ в сравнении с отечественными и зарубежными аналогами, выполненными по горизонтально-пропеллерной схеме, имеет следующие основные отличия;

- Для передачи крутящего момента на генераторы вместо механического мультипликатора принят аэродинамический на основе турбогенераторов, установленных в средней части лопастей ротора;

- Благодаря аэродинамической мультипликации ротор вращается с переменной частотой вращения, максимально возможным КПД во всем диапазоне рабочих скоростей ветра и, тем самым, компенсируются дополнительные аэродинамические потери на турбогенераторах. Одновременно обеспечивается постоянная частота вращения турбин и валов турбогенераторов, обусловлена ​​частотой тока в сети, позволяет обойтись без преобразователя частоты генерируемого электрического тока при переменной частоте вращения ротора;

- Запуск, останов и регулирование мощности в процессе генерирования электроэнергии обеспечивается поворотом концевых частей лопастей ротора автономными электромеханическими приводами. Это повышает вероятность выполнения аварийной остановки ротора даже в случае отказа одного из приводов;

- Благодаря аэродинамическому мультипликатору исключен силовой вал и силовая платформа;

- По сравнению с лучшими зарубежными аналогами ΊГ-750 имеет более высокие удельные показатели эффективности;

- Отношение среднегодовой выработки электроэнергии в массы гондолы с ротором (77,0 тыс. КВт • ч / т) превышает значение этого показателя лучших западных аналогов на 30 ... 60%;

- Отношение мощности к массе гондолы с ротором (22,7 кВт / т) превышает значение этого показателя лучших западных аналогов на 30%.

Нормальное функционирование ВЭУ обеспечивается рядом систем, состав которых приведен на рис. 4.19. Система управления ВЭУ автоматически обеспечивает запуск и поддержку рабочих параметров ВЭУ в заданных пределах во всех режимах работы, а также остановку при наличии признаков аварийной ситуации.

Структурный состав систем и устройств, обеспечивающих функционирование ВЭУ ТГ-750

Рисунок 4.19 - структурный состав систем и устройств, обеспечивающих функционирование ВЭУ ТГ-750

С целью повышения уровня эксплуатационных характеристик (управляемости и надежности) система управления ВЭУ структурно и функционально разделена на ряд частных систем: микропроцессорная автоматического управления ВЭУ, управления ротором, управление ориентацией гондолы, технической диагностики и измерения параметров режима работы ВЭУ.

ВЭУ ТГ-750 имеет следующие основные конструктивно-компоновочные решения:

Опора - чотирисекцийна, для удобства транспортировки и монтажа. В верхней секции есть откидной люк с выдвижным площадкой для обслуживания турбогенераторов и узлов поворота лопастей.

Гондола имеет Т-образную форму, выполненную из труб, является силовой конструкцией и не требует дополнительного аэродинамического обтекателя.

Ротор состоит из трех лопастей, ступицы, подшипникового узла и обтекателя. Каждая лопасть - составная с стационарной корневой части, турбогенератора, шарнирного узла и поворотной конечной части.

Корневые части выполнены на основе трубчатого стального лонжерона, поперечного силового набора и профилированной стеклопластиковой оболочки.

Турбогенератор (рис. 4.20) состоит из генератора с несущим корпусом и турбины с четырьмя стационарными лопастями. Для повышения К КД. ВЭУ турбогенераторы установлены под определенным углом к плоскости вращения ротора в сторону основного (природного) воздушного потока.

Турбогенератор: 1 - генератор;  2 - лопасти турбогенератора;  3 - обтекатель;  4 - турбина;  5 - узел поворота конечной части лопасти;  6 - электромеханический привод поворота конечной части лопасти;  7 - тормоз;  8 - датчик частоты вращения

Рисунок 4.20 - Турбогенератор: 1 - генератор; 2 - лопасти турбогенератора; 3 - обтекатель; 4 - турбина; 5 - узел поворота конечной части лопасти; 6 - электромеханический привод поворота конечной части лопасти; 7 - тормоз; 8 - датчик частоты вращения

Шарнирный узел выполнен на основе ролико- и шарикоподшипников общемашиностроительного применения и обеспечивает поворот конечной части лопасти на угол 94 °. Поворот конечных частей лопастей обеспечивается электромеханическими приводами.

Ступица ротора - сварная, специальной конструкции. Для компенсации аэродинамического момента, действующего на лопасти ротора, патрубки ступицы и лопасти отклонены от плоскости вращения. Ротор крепится к корпусу гондолы с помощью подшипникового узла, выполненного на базе 2-х радиально-упорных подшипников большого диаметра. Что позволяет исключить центральный силовой вал и обеспечить доступ персонала в полость ступицы для крепления лопастей с внутренней стороны.

Система генерирования электроэнергии состоит из трех синхронных индукторных генераторов мощностью по 250 кВт, входящих в состав турбогенераторов, контактного устройства (токосъемника), силового шкафа, шкафа управления и кабельной сети.

Датчики скорости и направления ветра, используемых системой управления, расположенные на выносной штанге в лобовой части обтекателя ротора. Штанга неподвижно закреплена относительно корпуса гондолы. Это позволяет получать более достоверную информацию о параметрах ветра.

Для выполнения требований безопасности и безаварийности ВЭУ снабжена рядом тормозных устройств:

- Основным тормозом аэродинамического типа;

- Двумя аварийными тормозами;

- Электромеханическими тормозами турбин (3 шт.);

- Механическими тормозами и фиксаторами ротора, турбин и гондолы от вращения при техническом обслуживании.

Специалисты ПКТБ "Конкорд" (Украина, г.. Днепропетровск) на основе турбогенераторной ВЭУ ТГ-750 разработали конструкторскую документацию на установки мощностью 1000 кВт ( ТГ-1000 ) и мощностью 2500 кВт (ТГ-2500)

 
< 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