1598005519-db2570e1cd069b3f233e2ac13b5f8034 (811225), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Вариации в высоте расположения анемометра и его местополо,кении и быстродействие приборов могут сказаться на значениях. энергии ветра, которая для районов с обычным рельефом местности может различаться в три раза и более. Таким образом,, оценки энергии ветра на основе данных измерений метеостанциями должны использоваться с осторожностью. Обобщенные данные радиозондов, полученные на высоте 150 м от поверхности, пригодны для определения крупномасштабных энергетических характеристик, но в основном они занижают энергию ветра на 30 — 60 %. Оценки, полученные при этом, рассматриваются в основном как заниженные, Над прибрежными водами н районами со сложной топографией могут быть места с хорошими ветровыми условиями, где полная энергия ветра превышает указанную выше более чем на 100 %.
В числе всех районов могут быть несколнко изолированных мест илн площадей со значительна большей (вплоть до 50,'й,) энергией ветра. Анализ показывает, что ряд негористых районов имеет высокую (= 400 Вт/мз) среднегодовую мощность ветра на высоте 50 м. К ним относятся центральная и южная часть Великих равнин„ часть штатов Вайоминг и Монтана, прибрежные воды и побережье. северо-восточной и северо-западной Аляски, Гавайи и юг Техаса Умеренно высокая мощность ветра (~300 Вт/мз) отмечена в северной части Великих равнин и озера Гранд-Лейк, Имеетсж возможность выделить места с хорошимп ветровыми условиями, Показано, что гористые районы имеют несколько гор, холмов нли перевалов с высоким ветроэнергегическим потенциалом.
Исключение составляют районы со сравнительно низкой наибольшеГг энергией ветра (такие, как, например, юго-запад). Энергия ветра весьма изменчива над гористыми районами и зависит от формы: гор, нх ориентации, а также высоты. Сезонные максимумы энергии ветра приходятся преимущественно на зимний период (для большинства горных районов)„ позднюю зиму и раннюю весну — над восточной частью страны и весну — над центральными штатами США и Великой равниной. По данным большинства наземных метеостанций энергия ветра бывает наибольшей после полудня и снижается после. полуночи. Над горными вершинами ветер, как правило, сильнее ночью, Обобщение ветроэнергетнческнх ресурсов США показало, что значения энергии ветра у поверхности земли необходимо оценивать, используя данные не менее чем за 5 — 10-летний период и при постоянной высоте расположения анемометра за этот период.
Должны быть использованы результаты обработки данных ежечасных или трехчасовых измерений, имеющихся в центре ь[СС Это должно исключить ошибки вследствие изменения или неопределенности в высоте расположения анемометра или числа классов скорости ветра. Кроме того, уменьшается число ошибок, вызванных неправильным расположением приборов. Репрезентативность оценок энергии ветра для отдельных станций должна проверятьс более тщательно с учетом ее расположения по отношению щ й местности и шероховатости подстилающей поверхности, .а также расположения анемометра относительно близко находя- щихся препятствий, Должны быть более детально исследованы горизонтальная н вертикальная структуры ветра над прибрежными районами и во- дами.
Большинство пригодных для этого прибрежных р режных станций расположено слишком далеко на материке; имеется также неопре- деленность в использовании данных, полученн енных на судах. Для многочисленных мест на территории США имеются ветро- вые данные, полученные на башнях. Эти обобщения очень по и лез ы Вет овые анн р ц нке местных и общенациональных энергоресур в ' сов ветра. р вые данные, полученные на атомных электростанциях, со- 1браны за последнее время в [[7). Целесообразно накопление дан- ных, полученных на башнях, включая и башни тепловых электро- станций. Прн использовании существующих данных, полученных ,на башнях, зависимость скорости ветра от высоты должна оцени- ваться с учетом шероховатости поверхности, влияния местных особенностей территории, скорости ветра, сезонных и суточных ее изменений, региональных и климатологических характеристик.
Имеющиеся зависимости основываются на измерениях, проведен- ных на ряде башен, разбросанных на большом расстоянии друг от друга по территории страны. Дополнительную информацшо дают особые ветровые р е данные, р и систематизированные университетами, частными и федеральными агентствами. Она необходима для усовершенство- данные в вания анализа энергии ветра, в особенности в местност,, настоящее время недостаточны или сомнительны.
Обзо ях, где рабочих п ог амм р грамм для ветроэнергетических систем средней мощ. ьны. зор ности дается программой использования энергии ветра. Подобные обзоры проводятся для отождествления с другими источниками данных путем обзора литературы, телефонной связи и т. п. Используемая энергия ветра и ее географическое асп еделение должны оцениваться и описываться для выбранных типов ветро- энергетических установок подобно тому, как это сделано в 12.4], с использованием дополнительных данных и усовершенствованной методики анализа.
Необходимо оценивать надежность оценок энергии ветра, получаемых с помощью радиозондов, при сопо- ставлении с оценками, рассчитанными по данным измерений вет а на башнях. О н днако необходимо, чтобы число рассматриваемых р и ветра мест изме е й б ерений было достаточным для таких сравнений. Глава 3 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЕ РАБОТЫ ПО СОЗДАНИЮ ВЕТРОКОЛЕС' 3.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ВЭУ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ЕТ[ОА-й]АЯА Федеральная ветроэнергетическня программа [3.1] включает несколько п ектов по разработке больших ВЭУ с горизонтальна-осевым ветродвигвтел «рыльчатого типа, предназначенных для производства электрической энерг Под общим управлением ВКПА-]ЧАВА Центр 1 е]1С осуществляет руководс проектзмп таких установок и прикладными научными исследованиями и т нологнчсскнми разработками, связанными с нх проектнравэннем. Программа рэзрабаткн больших ВЭУ включает несколько проектов: установка мощностью 100 кВт с встроколесом диаметром 38 м, которая была обозначена Мод-0; онн была пущена в эксплуатацию 4 сентября 1975 гз две ВЭУ с ветроколесом диаметром 38 м мощностью 125 и 200 кВт.
Оии подобны ВЭУ Мод-0 и обознччены Мощой; ВЭУ мощностью 1500 кВт с ветрокалесом диаметром 61 м. Они обозначены Мод-1; ВЭУ мощностью от 1000 до 2000 кВт с ветроколесом диаметром 91,5 м, абазнвчениой Мод-2 и рассчитанной нэ работу при скоростях ветра более низких. чем другие ВЭУ. ВЭУ Мой-2 должна быть пущена в эксплугтацию к концу 1979 г. 3.1.1, ВЭУ МОП-0 МОЩНОСТЬЮ 100 кВт Проект ВЭУ мощностью 100 кВт опнсвн в нескольких ранних отчетах [3.2 — 3.5].
Цель проекта состоит в том, чтобы по возможности в короткий срок обеспечить получение технической информации для ее использования прн выполнении других разделов ветрознергетнческой программы, з сама ВЭУ рассматривается в качестве испытательного стенда для отработки отдельных узлов н систем. С этой целью ВЭУ спроектирована с ориентацией на применение существующей технологии и, по возможности, унифицированных деталей и узлов. Информация, использованная при предварительном проектировании больших двухлопастных ветродвнгателей, взята нз [3.6, 3.9].
Проектирование, изготовление и мантвж ВЭУ Мод-0 осуществлены примерно за 18 мес. ВЭУ имеет двухлопастное ветраколеса днвмстром 38 м, приводящее во вращение через повышающий редуктор сняхронный генератор мощностью !00 кит. Ветрокалссо располагается зв башней и врн~ггается с постоянной частотой 40 об/мин. Трехфазный генератор имеет номинальную частоту вращения 1800 аб/мин и вырэбзтываст напряжение частотой 60 Гц. Компоновка механизмов системы передачи врзшающега момента ог ветраколесз к генератору и ориснтадия ветракатссз па направлению ветра показаны на рве. 3.!.
Ветроколесо начинает вращаться при скорости ветра 2,2 м/с и достигает частоты врапгення 40 об/мин; напевная энергия начинает вырабатываться при скорости ветра 4,2 м[с [рис. 3.2). Оборудование поворотной головки ВЭУ было смонтировано в Центре ЬеРС и испытано до ее окончательного монтажа на строительной площадке в течение об ч, чтобы убедиться в удовлетворительной работе узлов и систем. За.
тем головка была соединена с механизмами ориептзции и на ней были смонтированы втулка ветроколеса и лопасти. В такам наложении были проверены все ' Материал этой главы основан на отчетах Центра Ьетч]э цезеагсь Сеп1ег ([-еПС), Лаборатории Мзгип Мэг!еца ЬаЬога1ог]ез, центра Ппцеб Тесьпо1оп]ез ВезеагсЬ Сеп]ег (1.1ТПС), Пристанского университета и различных докладах, представленных нв Второи симпозиум по системам преобразования энергии мегри. 85 42 йтт /28 удб гзр ЗДП У" РкВ /ОО АР /б Км/е /м У, м/'е системы, за исключением тех, которые требовали вращения лона ".
3 . и отсосдинены и система транспортирована на строительную пло-1 стей. атем щадку для окончательной отладки и монтажа. Поворотная го. б . новлена на и пь на на испытательном стенде вблизи основания башни. После отладки всех механизмов 4 сентября 1975 г. в собранном виде головку установили на Рис. 3.1. Попо отная гол р я головка и механизм ориентации ВЭУ мощностью 100 кВтг / — клннрремэяяэя перелечь; 2 — реаукто; 3 †'вт лкэ, — клин , — р; †'втулка, 4 — лопэстя; З вЂ” бяак упряэлэяя» ~ы~р~юр, — блок упряелэия» гяйреьяя гэскэп Рис. 3.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
