Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Техніка arrow Основи вітроенергетики
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Способи передачі вітрової потужності споживачу

Система передачі вітрової потужності являє собою певний комплекс різних пристроїв для передачі потужності від вала вітроколеса до валу відповідної машини вітроагрегату (споживача) з підвищенням або без підвищення частоти обертання вала цієї машини. У сучасній вітроенергетиці найчастіше використовують механічний спосіб передачі потужності. Відомі також гідравлічний, пневматичний та аеродинамічний способи передачі вітрової потужності споживачу.

Механічна передача

Механічна передача потужності від вітродвигуна споживачу (рис. 2.9) є найбільш поширеною, оскільки досить проста у конструктивному відношенні і володіє серед інших способів передачі потужності найбільшим ККД, рівним 0,85 ... 0,95.

Схеми механічної передачі: а – електрогенератор в гондолі; б – електрогенератор на землі. 1 – вітродвигун; 2 – гондола; 3 – мультиплікатор; 4 – електрогенератор; 5 – башта; 6 – вертикальний вал

Рисунок 2.9 – Схеми механічної передачі: а – електрогенератор в гондолі; б – електрогенератор на землі. 1 – вітродвигун; 2 – гондола; 3 – мультиплікатор; 4 – електрогенератор; 5 – башта; 6 – вертикальний вал

Недоліком такої передачі є наявність редуктора, що підвищує передачу (мультиплікатора). У разі, якщо навантаженням є електрогенератор, величина передаточного числа може знаходитися в діапазоні 40 ... 70. Інший недолік полягає в тому, що коливання швидкості вітрового потоку, незважаючи на згладжуючу інерційність вітроколеса. перелаються на вал споживача.

Якщо електрогенератор знаходиться в гондолі (рис. 2.9, аг), то мультиплікатор розташовується там же, між ним і вітродвигуном. Якщо електрогенератор або який-небудь інший споживач знаходяться на землі (рис. 2.9, б), використовуються два редуктора: один з конічними шестернями в гондолі, інший – на землі. Між ними знаходиться вертикальний вал.

Гідравлічна передача

Схема гідравлічної передачі допускає компоновку вітродвигуна і електрогенератора як в гондолі (рис. 2.10, а), так і нарізно, з розташуванням електрогенератора на землі (рис. 2.10, б). Гідропередача може мати різні конструктивні модифікації, найчастіше це з'єднання механічної передачі з невеликим передавальним відношенням і гідропередачі.

Схеми гідравлічної передачі: а –

Рисунок 2.10 – Схеми гідравлічної передачі: а – "©розділена гідропередача, електрогенератор в гондолі; б – розділена гідропередача, електрогенератор на землі; 1 – вітродвигун; 2- механічна передача; 3- гідронасос; 4 – гідромагістраль; 5 – гондола; 6 – електрогенератор; 7 – гідромотор; в – башта

Відомі два типи гідропередачі: гідродинамічна та гідростатична (об'ємна). Гідродинамічна передача не знайшла застосування у вітроенергетиці, так як її елементи (відцентровий насос і радіально-осьова гідротурбіна) повинні працювати при значних частотах обертання. Крім того, при зміні частоти обертання ККД такої гідропередачі значно знижується. Більш прийнятна схема з об'ємною гідравлічною передачею, що складається з гідронасоса і гідромотора (гвинтового або поршневого типу). За рахунок зміни робочого об'єму гідромотора гідропередача допускає зміну частоти обертання. Гідропередача дозволяє забезпечити гальмування вітроколеса за рахунок дроселювання робочої рідини з відповідним виділенням теплоти, а також обмежити потужність, що розвивається на вихідному валу при зростанні швидкості вітру вище розрахункової.

ККД нерозділеної гідропередачі знаходиться в діапазоні значень 0,85...0,95; для розділеної ККД менше і дорівнює 0,75...0,85.

Пневматична передача

Пневматичний спосіб передачі вітрової потужності до споживача заснований на принципі роботи розділеної гідропередачі, при цьому кінетична енергія вітрового потоку перетвориться вітродвигуном у потенційну енергію перепаду тиску повітря в пневмомагістралі.

Можливі різні конструктивні схеми пневмопередачі, дві з них наведені на рис. 2.11, а і 6. Атмосфера є в пневмопередачі "поворотною" магістраллю. Перевага таких схем полягає в тому, що електромеханічне обладнання розташовується на землі. Це надає можливість для створення нових, нетрадиційних, комбінованих енергоустановок. Крім того, пневмомагістраль гасить пульсації повітряного потоку.

У схемі пневмопередачі по рис. 2.11, а компресор, що знаходиться в гондолі, нагнітає пневмомагістраллю стиснене повітря в наземну повітряну турбіну, яка обертає електрогенератор. Однією з переваг цієї схеми є можливість подачі стисненого повітря в контур теплової машини, наприклад газотурбінного двигуна, в результаті чого можна в термодинамічному циклі газотурбінної установки виключити витрати потужності на стиснення повітря.

Схеми пневматичної передачі: a-з компресором у гондолі; б – з вітродвигуном, що мас порожнисті лопаті; 1 – вітродвигун; 2 – мультиплікатор; 3 – компресор; 4 – гондола; 5 – пиевмомагістраль; 6 – башта; 7 – повітряна турбіна; 8 – електрогенератор; 9 – додатковий забір повітря

Рисунок 2.11 – Схеми пневматичної передачі: a-з компресором у гондолі; б – з вітродвигуном, що мас порожнисті лопаті; 1 – вітродвигун; 2 – мультиплікатор; 3 – компресор; 4 – гондола; 5 – пиевмомагістраль; 6 – башта; 7 – повітряна турбіна; 8 – електрогенератор; 9 – додатковий забір повітря

У схемі пневмопередачі на рис. 2.11, б (схема Ж.Е. Андро) вітродвигун мас порожнисті лопаті, лопатева система вітродвигуна виконує функцію компресора, прокачуючи через себе атмосферне повітря.

У пневмомагістралі створюється розрідження, що дає можливість працювати наземній повітряній турбіні. Перевагами такої схеми є; відсутність мультиплікатора; можливість більш легкого запуску колеса, що вільно обертається; регулювання вітродвигуна поворотом соплового апарату повітряної турбіни або додатковим введенням повітря у пневмомагістраль за турбіною.

Негативним фактором, що перешкоджає широкому впровадженню пневмопередачі, є знижене значення її ККД – близько 0,50. Використання пневмопередачі в різних комбінованих ВЕУ дозволяє послабити вплив цього чинника.

Аеродинамічна передача

Аеродинамічною передачею у вітчизняній літературі називають схему, запропоновану російським дослідником А.Г. Уфімцевим. У такому вітроагрегаті (рис. 2.12) на кінцях лопатей основного вітроколеса перебувають вторинні вітроагрегати (вітродвигун і електрогенератор). Вітродвигуни вторинних вітроагрегатів обтікаються набігаючим потоком повітря, що має швидкість суттєво більшу, ніж швидкість атмосферного вітру. В результаті вторинні вітроагрегати можуть мати збільшену частоту обертання, що дозволяє не використовувати мультиплікатор. На рис. 2.7 зображені двоколісні вторинні вітродвигуни.

Незважаючи на відсутність електромеханічного обладнання в гондолі, значне конструктивне ускладнення вітроколеса гальмує використовування цієї схеми передачі.

Схема аеродинамічної передачі: 1 – електрогенератор; 2 - вторинні вітродвигуни; 3 – основний вітродвигун; 4 - гондола; 5 – башта

Рисунок 2.12 – Схема аеродинамічної передачі: 1 – електрогенератор; 2 - вторинні вітродвигуни; 3 – основний вітродвигун; 4 - гондола; 5 – башта

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси