1598005345-121ff4a19eb2c194dd91d68eee15ed06 (Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках. Я.И. Шефтер, И.В. Рождественский, 1957u), страница 23

В. Н. Андриановым и Д. Н. Быстрицким была предложена схема совместной работы ветрового н теплового двигателей на один генератор с использованием двух муфт свободного хода (авторское свидетельство № 104064). Преимущества <механической» параллельной работы заключаются в том, что вместо двух генераторов н двух щитов управления, применяемых при обычной параллельной работе, здесь используются один щит и адин генератор. Распределительный щит станции упрощается, отсутствует необходимость в синхронизации генераторов, что, в конечном счете, исключает возможность значительных перегрузок ветродвигателя в случае неудачной синхронизации. Упрощается также и обслуживание установки. Кроме того, снижаются общие потери в ветротеплоэлектрической станции н уменьшается количество обслуживающего персонала.

К недостаткам рассмотренной схемы следует отнести невозможность использования ее для работы ВЭС с сетью, а также обязательное расположение теплового двигателя рядом с ветродвигателем. 123 Для осуществления механической паралвэс в. д. в о лельнай работы ветродвигателя и локомо- ~~ уй"абрл'"'"' биля на один генератор В.'А. Иельским предложено использовать дифференциал, который включается между ветродвигателем и генераторам (рис. 89). Рис.

89 Встролоноыобильнан установка (предложение В. А. Иельского)г у — Редуктор быстроходного ветродвигетели, и — упругие соединительные муфты, а — муфта свободного ходе. с — шкив — маховик с встроенным лифферекдивлом. а — соединительные диски. б — соединительные болты, 7 — водшинники. а — локомобиль. и — илоскнй ремень, М вЂ” синхронный геиервтор. Данная схема является примерам неправильного решения задачи параллельной работы ветродвигателя и теплового двигателя на один генератор. Действительно, назначение дифференциала в любой машине— осуществлять сложение двух или нескольких движений. В том случае, когда скорости вращения вала ветродвигателя и локомобиля равны, дифференциал работает так, как если бы валы были соединены жестко.

Это будет во всех случаях, когда ветродвигатель регулируется, т. е. когда мощность ветродвигателя больше 124 мошности нагрузки. Но дифференциал в этом случае не нужен. Если скорость ветра мала и ветродвигатель не мажет разт вить нормальную скорость вращения, частота генератора будет падать, ибо скорость вращения вала генератора будет составлять полусумму величин скоростей вращения ветродвигателя и локомобиля. Схема не содержит также муфты свободного хода для отключения локомобиля в том случае, когда ветродвигатель обеспечивает всю нагрузку и частота системы становится выше расчетной, соответствующей нормальному режиму работы локомобиля.

Кроме того, в предлагаемой схеме основным двигателем является локомобиль, а ветрадвигатель только дублирует ега. Та- кое назначение ветродвигателя в схеме совместной работы невер но, так как не дает полною использования энергии ветра. При параллельной работе ВЭС и тепловой станции основную нагрузку несет ВЭС, которая отдает всю ту мощность, которую может развить ветродвигатель. Тепловая же станция только дополняет мощность до величины, соответствующей мощности нагрузки. УП.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО АККУМУЛИРОВАНИЮ ЭНЕРГИИ ВЕТРА Если отсутствует тепловая станция, а мы все же хотим получить от ветроэлектростанции или от ветросиловай установки полное обеспечение потребителей, то должны снабдить установку каким-либо устройством, аккумулирующим энергию ветра в часы сильных ветров и отдающим эту энергию в часы безветрия.

Таким образам, непостоянство энергии ветра вызывает необходимость обязательного наличия аккумуляторов. Вот почему многочисленные предложения изобретателей относятся к различным аккумулирующим устройствам. Только при наличии дешевого и удобного в эксплуатации аккумулятора изолированные вбтроустановки для выработки электроэнергии могут успешна внедряться наравне с тепловыми и гидравлическими станциями. По своему устройству аккумуляторы, которые предлагаются к использованию в ветраустановках, могут быть объединены в следующие группы: 1) механические (грузовые, пружинные и др.); 2) гидравлические; 3) пневматические; 4) электрические; 5) химические и 6) тепловые аккумуляторы.

К установкам с аккумуляторами можно отнести также и те ветроустановки, которые обеспечивают в период сильных ветров 125 переработку какого-либо продукта впрок (например, переработку кормов в запас на животноводческих фермах), либо запасание воды в баках с тем, чтобы обеспечить хозяйство этими продуктами и водой на период безветрия. Механические аккумуляторы, как правило, представляют собой установки, использующие потенциальную энергию поднятого на некоторую высоту тела, потенциальную энергию сжатой пружины или кинетическую энергию быстровращающихся дисков (маховиков).

Общим недостатком, присущим механическим аккумуляторам, рассчитанным на длительное запасание энергии ветра (часы, сутки), является их громоздкость, большая металлоемкость и низкий к. п. д, Для запасаиия энергии даже на несколько минут некоторые из подобных аккумуляторов получаются весьма громоздкими н экономически невыгодными. Например, И. А.

Позинич предлагает устройство для аккумулирования энергии ветра, состоящее из нескольких зубчатых пар и двух цепных передач, передающих вращение от вала ветродвигателя к двум барабанам. На барабаны, при их вращении от ветродвигателя, наматываются тросы, к концам которых прикреплены грузы. Вращение барабанов от ветродвигателя и подъем грузов осуществляются поочередно, т. е. когда один барабан вращается от ветродвигателя и наматывает трос, другой барабан соединен с генератором и вращается за счет энергии опускающегося груза. Для того чтобы оберпечить равномерное вращение генератора, барабаны снабжены тормозными устройствами, препятствующими равиоускоренному движению груза. Конечно, такой аккумулятор ие может обеспечить аккумулирования энергии ветра иа длительное время работы ветроустаьовки, так как для этого потребовалось бы иметь очень большие грузы, поднимаемые на значительную высоту. Кроме того, конструкция аккумулятора весьма сложная.

Другим примером использования механического аккумулятора может служить «Ветросиловая электростанция с механическим аккумуляторам» (предложение Ф. М. Фисун, авторская заявка № 12238). Автором предлагается ветроэлектрический агрегат мощностью 10 тыс. квт с механическим аккумулированием энергии ветра путем поднятия с помощью транспортера сыпучего балласта из специальной шахты, имеющейся под ветродвигателем. Песок поднимается в бункер, встроенный в опорную ферму ветродвигателя, и используется в специальном механическом двигателе с ковшевым колесом, вращающимся под действием балласта, падающего на ковш.

Посмотрим, какое же количество песка нужно поднять, чтобы обеспечить непрерывную работу ветроустановки с ветродвигателем Д-18, мощностью 25 квт, при одиосменной работе в течение года. ]26 Такая ветроустановка в течение года может выработать около 60 тыс. квтч энергии, т. е. поднять до 220 тыс. т. балласта на высажу 20 м. При этом нами принят к. п. д. транспортера, равный 0,5. Для полного обеспечения потребителей энергией в течение года при односменной работе и мощности установки 25 квт потребуется также около 50 тыс. квтч энергии.

Таким образом, если учесть, что к. п. д. подобного механического аккумулятора будет не более 0,25, то получим, что необходимо в течение года поднять около 1 млн. т. песка с глубины 20 м и опустить его с помощью ковшевого двигателя.

Отсюда видно, что для полной обеспеченности потребителей, мощность которых составляет 25 квт, необходимо установить четыре ветроустановки типа Д-18 с огромными бункерами и транспортерами. Мы при этом совершенно не рассматривали того, как и за счет какой энергии будет производиться погрузка балласта на транспортер и подача балласта на ковши механического двигателя. Из описанного ясна бесперспективность устройства подобных аккумуляторов.

К механическим аккумуляторам относится и описанный ранее инерционный аккумулятор системы А. Г. Уфимцева. Такой аккумулятор, как правило, достаточно удобен в эксплуатации и экономичен для выравнивания кратковременных колебаний мощности ветроустановки, вызванных пульсациями скорости ветра. Однако он приобрел бы совершенно противоположные качества, если рекомендовать его для запасания энергии па длительное время.

Повышение емкости аккумулятора за счет увеличения его размеров и скорости вращения с тем, чтобы он обеспечивал отдачу энергии потребителю на периоды длительных затиший, приведет к тому, что к. п. д. ветроустановки сильно упадет, устаиовка станет чрезвычайно громоздкой и практически непригодной для использования. Механические аккумуляторы, несмотря на свою кажущуюся простоту, могут быть применены в тех случаях, когда нужно выравнять энергию ветра при ее кратковременных пульсациях.

Таким образом, они могут быть использованы как буферные аккумуляторы и совершенно непригодны для аккумулирования энергии ветра на длительное время, т. е. как емкостные аккумуляторы. Такие аккумуляторы представляют собой установки, которые обеспечивают аккумулирование энергии ветра в поднятой воде. Хотя гидравлические аккумуляторы чрезвычайно редки в предложениях изобретателей, мы кратко остановимся на их описании, так как такие типы аккумуляторов, на наш взгляд, в ряде случаев могут быть весьма перспективными, тно. Ветроустановки с гидроаккумулированием могут быть выполнены по следующим схемам: 1.