1598005515-d093afe08eb90b4a146980eea5b04540 (811223), страница 48
Текст из файла (страница 48)
ВЭС с ветроагрегатом мощностью 100 квт системы Андро с пневматической передачей (Великобритания) (рис. 6-11 и табл, 6-1, п. 6). Ветроагрегат этой установки системы Андро (Апбгеац), так же как и предыдущий, является моделью более мощного агрегата. Агрегат построн фирмой Энфильд и смонтирован в 1954 г. в Великобритании по заказу Управления электроснабжения, После предварительных испытаний он перевезен для постоянной эксплуатации в Алжир 1Л. 30).
Агрегат имеет двухлопастное цельнометалличсское ветроколесо 0=24,4 м, выполненное из алюминиевых сплавов. Поворотные лопасти имеют поперечный профиль инверсии эллипса с постоянным углом хорды к плоскости вращения ветроколеса. С втулкой лопасти соединяются шарнирами, допускающими при порывах ветра отклонение лопастей по направлению скорости ветра. Агрегат имеет пневматическую передачу от ветроколеса к генератору, принцип которой описан в $ 6-4.
Вертикальная воздушная турбина имеет рабо- ;;-,,;„,...,ч..:д„н,:,. чее колесо диаметром воздуха 23 м'/сек при против ветра производится с помощью электро- привода, управляемого флюгером. Трубчатая башня высотой 30 м и диаметром в нижней ча- сги 2,75 м выполнена из Рис. алц вьтроьгоеьат 0= листовой стали. Она = 24 м, 100 квт (хндро). укреплена 12 растяжками, которым дана предварительная затяжка ао 6 т для уменьшения влияния пульсаций нагрузки. Ограничение скорости вращения ветроколеса производится электро- анемометром, импульсы от которого действуют на изменение угла установки лопастей с помогцью гидропривода.
Расход воздуха, проходящего через турбину, может при болыпих скоростях ветра автоматически ограничиваться путем лропуска части его в обход турбины. Агрегат пускается в ход автоматически при достижении скорости ветра 6,9 м/сек и при 29 м/сея прекращает,работу и останавливается. При испытаниях он развивал мощде' 307 ность до 130 квг. Обращает на себя внимание его большой вес, составляющий 400 кг(гсвг.
4, Датские конструкции ВЭС. В 1957 г. в Ланни вошла в эксплуатацию ВЭС с агрегатом Д=24 м, оптн мальной устаяовленной мощности 200 квт, построенным ' компанией по электроснабжению 5ЕАВ под научным руководством датского Ветроэнергетического комитета (Л. 23 и 31).
Конструкция агрегата была предварительяо исследована в работе на двух меньших образцах. Первая экспериментальная ВЭУ вЂ” модель, сооруженная в 1949 г. (в Вестер-Эгасборге), была оборудована ветроагрегатом с двухлопастным ветроколесом Р=8 м, соединенным цепной передачей с асияхронным генератором мощностью 16 квг, Вторая ВЭУ вЂ” модель, построенная. ЬЕАЯ в 1951 г. в Боге по образцу первой, имеет трехлопастное ветроколесо Р=13 м, соединенное с таким же генератором 45 квт через зубчатый редуктор.
Оба агрегата имеют ветроколеса с жесткозакрепленными лопастями и поворотные части длиной О,И, которые применяются только для остановки агрегатов. Ограничение скорости вращения и мощности происходит путем саморегулирования ветроколеса благодаря подбору профиля лопастей, имеющих соответствующую аэродинамическую характеристику. Ветроколеса работают впереди башен, Величняы установленной мощности и перегрузочного момента генераторов взяты с некоторым запасом против расчетных, что прн саморегулировании является необходимым. Проф, Ю.
Юль считает, что эксплуатация двух ветроустановок — моделей — доказала возможность эффективной работы в энергосистеме ветроагрегатов с жесткими лопастями без регулирования и простой электрической частью при отдаче в энергосистему порядка 50 — 60о1о теоретически возможной для использования энергии - ветра. Работа агрегатов полностью автоматнзирована. На рис. 6-12 приведена схема автоматики агрегата Р=8м.При подаче напряжения сети на шины ВЭС открывается электромагнитный вентиль 8, который впускает сжатый воздух в цилиндр 1 сервопрнвода поворотяых частей лопастей, благодаря чему онн устанавливаются под рабочий угол н прн наличии ветра начинают вращаться, По достижении синхронной скорости вращения генератор включается в сеть с помощью центробежного механизма 11.
Отклю- 308 чение генератора от сети при уменьшении скорости ветра производится с помощью реле направления мощности 12. При оперативном или аварийном снятии напряжения с щи~и сжатый воздух выходит через вентиль 8 из цилиндра 7, вследствие чего концы лопастей поворачиваются в тормозное положение. Одновременно двига- Рис. 642, Схема электромехаиического оборудования дат. ского ветроагрегата 1У = 8 м. à †лопас; у †тормозн честь лопасти; а в вал ветроколеса; а-механический тормоз; а †редукт; б †генерат: У вЂ” воздушггый цилиндр; а — регулирующий «лапан с электромагнитным приводом; 9 — ветровое реле; Гр — электромагнитный контактор; !т — центробежный регулятор; Гу — реле направления мощности; !а-проМежуточное реле. тель затормаживается механическим тормозом и останавливается. Оборудование и автоматика второй ВЭС Р-13 аналогичны описанной, но гидропрнвод поворотных частей лопастей заменен в ней пружинным механизмом, который заводится с помощью электродвигателя.
ВЭС с агрегатом Р=24 м мощностью 200 маг сооружена в Гедзере (на юге острова Фальстер). Основные данные агрегата приведены в табл, 6-1, п. 8. Конструкция ветроагрегата Р=24 м (рнс. 6-13) в части ветроколеса, электрической части и автоматики аналогична агрегату Р=13 м, описанному выше. Генератор асннхрон- 309 ный, 380 в, 750 об!мин. Отличием является конструкция башни, выполненная из предварительно-на|пряженного железобетона. Агрегат включается в сеть при и=б м/сек и отдает номинальную мощность при и =15 м/сек. б Ожидаемая выработка агрегата — 600 000 квт ч1год.' При предварительных испытаниях он отдавал в сеть !70 квт при скорости ветра в=!1,5 м/сек, что близко к расчетным данным.
Рнс. 633. ВЭС ЕЕА3 с агрегатом )) = 24 м, 200 кагн (Данна). 5. ВЭС с агрегатом Р-30 мощностью 600 квт (Франция). Энергетическое управление Франции (Ь'Е1ес1г(с((е бе Ргапсе) соорудило в Ножан-ле-Руа опытную ВЭС с ветроагрегатом Р=ЗО м французской конструкции (Л. 33). Предварительно был построен меньший агрегат Р=21,2 м мощностью 132 квт (табл, 6-1, и.
10). Основные данные агрегата приведены в табл. 6-1, и. 9. Трехлопастное ветроколесо соединено двухступенчатьам редуктором с синхронным генератором мощностью 640 квт, 3 кв, 1000 об(мин. Головка агрегата опирается на цельнометаллическую трехногую башню с верхней трубчатой частью. Поворотом головки агрегата на ветер управляет флюгер, установленный на отдельной 3!0 мачте высотой 60 аи ВЭС присоединяется к сети 15 кв. Данные испытаний пока отсутствуют. 6. В ФРГвШтетене (табл. 6-1, п.11) построена опытная ВЭС с двухлопастным ветродвигателем Р=34 м, а."=10 и синхронным генератором 100 квт, которая испытывается. 7. Проекты мощных ветроагрегатов, сооружение которых намечено в бяижайгиее время. В В е л и к о б р и т а н и и предполагается строительство ветроагрегата мощностью 250 квт по образцу работающего агрегата Р = 15 м, 100 квт, и ведется проектирование ветроагрегата Р=68,5 м, 3,76 Мвт (табл. 6-1, и.
7). Ветроколвсо этого агрегата запроектировано с двумя ,поворотными лопастями со стабилизаторами. Передача редуктором. Генератор асинхронный. Ветроколесо располагается сзади башни. Башня имеет форму несимметричной треноги, которая поворачивается при изменении направления ветра вместе с головкой агрегата вокруг основания одной из ног, в то время как две другие ноги передвигаются по окружности яа тележках. Поворот агрегата на ветер производится виндрозами с механической передачей на колеса тележек. В ветровых условиях района Коста-Хэд этот агрегат сможет работать при 3500 ч использования установленной мощности.
В США разработано несколько проектов мощных ветроустановок, которые до сих пор не осуществлены (в том числе табл. 6-1, п. 4). 6-6. ВОПРОСЫ ЭКОНОМИКИ ПРИ64ЕНЕНИЯ ВЭУ Вопросам экономики в зарубежной литературе по ветроиспользованию уделяется исключительное внимание. Одним из них является перспективность применения ВЭУ в новых условиях при развитии атомной энергетики. Считают, что через 100 лет атомные электростанции смогут удовлетворить не более 60то мировой потребности в электроэнергии. В местной энергетике останется необходимость использования местных источников энергии, особенно в районах с малой плотностЬю нагрузки.
Следующим вопросом является эффективность применения ВЭС при работе совместно с тепловыми электростанциями с целью экономии топлива последними и с гидростанциями при наличии доста- точного регулирования стока. Эффективность такой работы зависит от себестоимости энергии, которая может быть получена от ВЭС. Возможные стоимости энергии от мощных ветроагрегатов при разных ветровых условиях, а также стоимость их сооружения приведены в табл.
6-2, составленной Е. Гольдингом [Л, 22). Данные этой таблицы относятся к ветроагрегату Р=Б4 м, параметры которого 'при о, = 10 — 1! м/сек английские ветроэнергетики считают оптимальными, Стоимость сооружения агрегата Р=64 м подсчитана для серийной постройки с учетом опыта сооружения американского ветроагрегата Р=53 м и эксплуатации датских агрегатов.
При подсчете себестоимости энергии все годовые расходы приняты в размере 8,5% от стоимости сооружения, Они включают отчисления на амортизацию установки в течение 40 лет с учетом производства за этот срок пяти капитальных ремонтов агрегата с пятикратной заменой ветроколеса, расходы на текущий ремонт и содержание установки, в том числе заработную плату одмого дежурного в смену на пять агрегатов и 3,5% отчислений на затраченный капитал.
Стоимость 1 квт установленной мощности ВЭС при оптимальных расчетных скоростях ветра от 11,2 до 15,6 м/сек и оптимальной установленной мощности 3,22 — 1,16 Мвт в зависимости от средней многолегней скорости .ветра составляет от 40 до 90 фунтов стерлингов (или от 62 до 150 долларов по курсу 1955 г.). Себестоимость энергии при среднегодовой скорости ветра от 4,5 до 11,2 м/сек изменяется от 1,53 до 0,24 пенса/квт ч (1 — 0,16 цента/квт ч), Работа ВЭС в мощной энергосистеме для экономии топлива на тепловых установках будет эффективной, если себестоимость энергии ВЭС окажется меньше топливной слагающей стоимости энергии ТЭС. Средняя величина топливной слагающей стоимости энергии от тепловых станций Управления по электроснабжению Великобритании составляла в 1954 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
