35k
3 года назад · 6 фото · 8519 просмотров · 46 комментариев
Ветрогенераторы: почему у них только три лопасти (6 фото)
Метки: #Система #вертолет #ветрогенератор #ветряк #конструкторы #лопасти #электричество #электроэнергия
Не больше и не меньше - конструкторы остановились именно на таком варианте.
Тут можно провести параллель с вертолётами: у них на несущем винте от двух до восьми лопастей. Это зависит от веса и размера машины - чем она легче, тем меньше лопастей нужно для того, чтобы поднять её в воздух.
К примеру, у “Робинсона 44” две лопасти, а у тяжёлого “Ми-26” - восемь. Чем больше лопастей, тем меньше удельная нагрузка на каждую. Именно на них приходится весь вес вертолёта.
Робинсон 44 и Ми-26
А у ветрогенераторов вес приходится на опору, так что если увеличить количество лопастей, возрастёт и тяжесть всей конструкции. К примеру, вот как выглядела транспортировка одного из самых крупных ветрогенераторов.
Эту махину везли до места установки несколько дней
Хотя лопасти и делают из стекловолокна, это всё равно стоит кучу денег. Инженеры пришли к выводу, что если добавить четвёртую лопасть, то КПД вырастет всего на 3%, а стоимость конструкции - на 12%. Смысла никакого.
Тогда почему бы не сделать “ветряки” с 1-2 лопастями?
Такие ветрогенераторы тоже используют, но их гораздо меньше
Они должны быть дешевле в производстве и обслуживании - значит можно было бы снизить и стоимость электроэнергии. Но на деле всё не так. Если на роторе “ветряка” оставить две лопасти, то как сориентировать его по ветру? При том, что ротор ещё и вращается.
Если лопасти находятся вертикально, то инерция небольшая. А если они в горизонтальном положении, то момент инерции резко возрастает. Механизм ориентации по ветру будет испытывать резкие и постоянные нагрузки с частотой в две секунды.
Хотя конструкции с 1-2 лопастями тоже делали: у них быстро перегревались электродвигатели, ломались редукторы и изнашивались подшипники.
А у системы с тремя лопастями момент инерции неизменен и такой “ветряк” работает годами. Ничего лучше пока не придумали.
Оцените масштабы человека и ветрогенератора
У него тоже есть особенности: гудит как небольшой вертолёт, может покрыться льдом и остановиться, в него периодически бьют молнии, дорогой в обслуживании и ремонте. В этом и причины того, что вся Европа ещё не заставлена ветрогенераторами - несмотря на клятвенные заверения политиков и фанатов зелёной энергетики. Она может и наступит, но до этого ещё далеко.
Метки: #Система #вертолет #ветрогенератор #ветряк #конструкторы #лопасти #электричество #электроэнергия
Концы этих трехлопастных "вентиляторов" при нормальной работе имеют скорость близко к одному Маху.
покажите фото кладбищ лопастей
Что значит не придумали? Давно придумали.
У ветрогенераторов есть другие негативные качества, из за которых их использование ограничено.
1. Нерентабельность. Если в Европе с их большими тарифами, ещё как- то пытаются дотащить генераторы до состояния окупаемости, то у нас это исключено - они не окупаются в принципе. Ветрогенератор ставят от отчаянья - когда других источников электроэнергии нет и не предвидится.
2. Их очень сложно утилизировать. Существуют даже специальные кладбища для лопастей генераторов - этот стеклопластик после демонтажа никому не нужен.
3. Экология. При определённых условиях (сильный ветер, большое количество генераторов рядом) часть гармоник издаваемого ими звука идёт в инфразвуковом диапазоне. Инфразвук действует на человека и животных, вызывая эмоции - от неподконтрольной депрессии до животного мистического ужаса, если мощность звука больше ста двадцати Дб. Мне доводилось видеть, как люди бросали всё и с перекошенными физиономиями, спотыкаясь, бежали от выхлопного патрубка сработавшего предохранительного клапана на пароперегревателе энергетического котла - хоть и прекрасно знали, что это совершенно безопасно.
Ветроэнергетика в Европе существует по одной простой причине:
Китай очень дёшево поставляет комплектующие для производства вентиляторов.
А дешёвые они потому, что Россия поставляет в Китай практически БЕЗ-платную электроэнергию, которую берёт из атомной и гидроэнергетики, сжигании газа, нефти, атома.
Т.е. пока Россия снабжает хялявной энергией, в Европе существует "зелёная" энергетика.
Количество электроэнергии, которую вырабатывает ветряк за период своей эксплуатации не превышает количество энергии необходимое на производство и эксплуатацию. Это уже давно известный факт.
Это давно известный фэйк.
ну да.. известный, особенно когда нужно отбить баблишко на "зелёную энергетику"
Давно подсчитано, что на производство одного ветряка затрачивается столько энергии, которое ветряк просто не успеет выработать и будет утилизирован! Что это, если не идиотизм планетарного масштаба?!
европа как раз таки и заставлена ветряками
Не наусились и не наусятся. Сто бы не слусилось.
Китаися, аднака.
Дык он и так, на биотопливе, варенье, работает. Экологичный.
а ещё зелёные ветрогенераторы изготавливаются из нефти и угля)))) лопасти надо менять раз в 2-3 года(среднестатистически) и их практически невозможно утилизировать, по этому их закапывают в пустыне, писочком засыпали и фсъо
они (ветряки) постоянно на тормозах, что бы не крутились как вентиляторы, из-за чего регулярно горят.
там вообще проблем больше чем прибыли, но ведь на планете повестка: потребление должно увеличиваться в погоне за прибылью, а не улучшать жизнь и развивать долголетие использования чем бы то ни было, и тд и тп.
20 лет. лопасти служат 20 лет. 2 отвала шлаков с ТЭС по площади больше чем все хранилища лопастей в Европе.
Проблема не в прибыли. Прибыль это чисто субъективная величина, она не привязана к объективной реальности. При наличии халявной энергетики из традиционных источников, прибыли сколько хочу, столько и нарисую.
Правильно оперировать энергетическим балансом: сколько вырабатывает энергии ветряк за срок эксплуатации, и сколько потрачено энергии на своё производство и обслуживание.
В России большинство ТЭС давно переведены на газ.
Какие отвалы в газовых ТЭС?
Это кто вам такое рассказал? В Москве если только, то там изначально везде газ был. А как переедете Урал там совсем другая картина!
Вики вам в помощь 75% ТЭС на газе, 10% - на обоих видах топлива, чисто угольных - 15%
https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_тепловых_электростанций_Россииhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Список_тепловых_электростанций_России
К 1030 году на угле останутся только те, которые "стоят на угле", которые переводить нерентабельно.
Все ТЭЦ и ТЭС В западной Сибири ставили на угле, посмотрите на Кузбасс, все города утонули в пыли!!! И газ я думаю им не скоро светит...
Вы что? Разве не слышали о знаменитых газовых отвалах?
Да в любой яме, всяких этих газов...
главная проблема ЛЮБОГО генератора - это работа без нагрузки сети, холостой ход. Генератор делают так, чтобы он при максимальной нагрузке сети работал в нормальном режиме - ветер дает давление, лопасти вращаются, магнитное поле генерирует ток - нагрузка тормозит генератор=система в равновесии. Нет нагрузки - ветер разгонит лопасти так, что подшипники начнут плавиться. Делают искусственные компенсаторы вращения, конструкция становится сложной, требует непрерывного контроля, обслуживания - расходы растут. Если скорость потока воды на ГЭС можно менять, то ветер не успокоишь никак. В свое время фермеры, у которых отняли землю для ветряков однажды ночью в грозу и бурю - отрубили кабель и половину ветряков расхреначило.
Ветрогенератор "успокаивают" изменением угла лопастей. Чем выше скорость ветра, тем "горизонтальнее" поворачивается плоскость лопасти. Так что проблемы которые вы описали, характерны лишь для самых ранних версий установок.
Но всё равно проблем не мало, и ветряки пока что больше потребляют, нежели вырабатывают.
У него тоже есть особенности:ветер должен быть сильным, гудит как вертолёт, может покрыться льдом и остановиться, в него периодически бьют молнии, в жару перегревается и загорается,дорогой в производстве,в установке, в обслуживании и ремонте. Без наличия ТЭЦ или АЭС и поддержки государства неэффективны. Дорогая утилизация отработавших лопастей.
Мест где ветра дуют постоянно не так уж и много,обычно они далеко от потребителей что вынуждает строить новые ЛЭП что так же сказывается на стоимости.
В этом и причины того, что вся Европа ещё не заставлена ветрогенераторами.
дорогая утилизация лопастей? дороже чем ядерные отходы? закопать в землю-дорого? Кстати, ветроэнергетика не рассматривается как вещь сама по себе, а только в совокупности с традиционной энергетикой.
..ветроэнергетика не рассматривается как вещь сама по себе, а только в совокупности с традиционной энергетикой.
Вот золотые слова.
Но тут коррупция вступает в свои права. Если что то дотируется ,то тут же образуются сотни фирм однодневок которые продвигают повестку и получают деньги не за произведенную энергию а за модную тематику.
Тут главное получить дотацию и построить а будут это работать нет или совершенно не важно.
Крыша в правительстве и парламенте отметет любой аудит по причине они против зеленой энергии.
Тоже хотел об этом написать.
Где-то читал, что утилизация одной лопасти стоит порядка 35 тысяч евро, так, что их тупо закапывают ибо нерентабельно.
Экологически чистый дебилизм
Этот участок менее 1 гектара, дурик. откопай фоточки отвалов шлака ТЭС.
с одной лопастью только в Голландии)))) представляю как это рамотает))
Или светодиодную подсветку в нужной форме.
Мигающую.
Что-бы далеко видно было
Вот цензурный прототип:
Бог троицу любит, а Европа - христианский континент. Так что все обьяснимо. Любой батюшка вам это докажет на раз-два.
ъдялб что у тебя в голове?!
>> постоянные нагрузки с частотой в две секунды
с чего тут 2 секунды, еще и не являющиеся единицами частоты.
тогда уж проще - 2 раза за один оборот.
Периодичность - 2сек, частота - 0.5Гц. Это обратные величины, но их часто умудряются путать.
И, ещё: у таких ветряков скорость вращения вала - постоянна и синхронна с сетью, ( посмотри на десяток одновременно вращающихся ).
Если ветер слишком слабый, то ветряк просто не включают, ибо он бесполезен, и в сеть отдать ничего не может. ( Не путать с инверторными ).
Если ветер достаточный, ветряк разгоняется до синхрона с сетью, и далее его обороты стабильны. По мере усиления ветра уменьшается угол атаки лопастей, иначе можно выйти из синхронизма и спалить генератор. Если ветер слишком сильный, и угол атаки близок к 5 -10 градусам, то лопасти флюгируют, а ветряк останавливают.
https://acee.princeton.edu/wp-content/uploads/2019/04/AndlingerDistillate_Article6.pdfhttps://acee.princeton.edu/wp-content/uploads/2019/04/AndlingerDistillate_Article6.pdf
Ветряная турбина с редуктором.
За последние несколько десятилетий технологии ветряных турбин заметно продвинулись, что привело к появлению ветряных турбин с регулируемой скоростью и многоступенчатой коробкой передач.
Этот тип турбины имеет редуктор между низкоскоростным ротором и электрическим генератором с более высокой скоростью вращения (обычно это относительно стандартный асинхронный генератор с двойной подачей).
Целью редуктора является увеличение скорости вращения ротора перед его подачей на генератор.
Для этого типа ветряных турбин лопасти вращаются с помощью вала, соединенного через редуктор с генератором.
Например, для выработки электроэнергии в случае ветротурбины мощностью 1 МВт коробка передач увеличивает скорость вращения лопастей с 15 до 20 оборотов в минуту до примерно 1800 оборотов в минуту.
Этот тип ветротурбины представляет собой сложную задачу для проектировщиков из-за нагрузки и условий окружающей среды, необходимых для работы коробки передач.
Мощность генерируется с помощью крутящего момента ротора; однако большие силы также прикладываются ротором турбины к трансмиссии.
Для предотвращения концентрации напряжений и отказов конструкторы должны отрегулировать редуктор так, чтобы он выдерживал нагрузки.
Уплотнения и системы смазки должны работать в широком диапазоне температур; в противном случае грязь и влага будут накапливаться внутри коробки передач.
Тип ветровой турбины с прямым приводом.
Для устранения отказов редукторов и потерь в передаче, производители разработали ветряные турбины без редукторов.
Этот тип ветряных турбин был введен в 1991 году и известен как ветряные турбины с переменной скоростью вращения.
Технология прямого привода является основой для ветряных турбин с прямым приводом; как показано на рисунке ниже, синхронный генератор питается напрямую от ротора.
Скорость генератора ветряной турбины с прямым приводом эквивалентна скорости ротора, потому что ротор подключен непосредственно к генератору.
Поскольку скорость вращения генератора низкая, конструктивное расположение нескольких магнитных полюсов в генераторе позволяет достичь соответствующей высокой выходной частоты.
Существуют две категории ветрогенераторов: генераторы с постоянными магнитами (PMG) и синхронные генераторы (EESG).
В EESG нет постоянных магнитов, изготовляемых из редких материалов, таких как неодим, извлечение которого может нанести вред окружающей среде.
С другой стороны, PMG имеют ряд преимуществ, таких как высокая эффективность с устранением потери поля, в дополнение к тому, что они небольшие и легкие по сравнению с EESG.
PMG обычно используются в небольших ветряных турбинах, но также могут использоваться в крупных мегаваттных установках.
Однако из-за высоких требований к крутящему моменту ветряные турбины с прямым приводом мощностью до 7-10 МВт требуют значительно более массивных и тяжелых генераторов.
В этом случае лучше выбрать одноступенчатую или двухступенчатую коробку передач, так как она намного меньше, легче и обеспечивает те же преимущества, что и генератор с прямым приводом.
Поскольку традиционные генераторы имеют цилиндрическую форму, синхронные генераторы с постоянными магнитами обеспечивают лучшую посадку прямого привода благодаря своей конструкции «пончик».
Однако для достижения требуемого высокого крутящего момента необходимо увеличить эффективное вращательное движение постоянного магнита.
В конечном счете, это означает, что диаметр генератора должен быть достаточно большим.
Прочитал, возник вопрос: Какой толк от коробки передач, если нет момента на валу ( слабый ветер )? А если он достаточный, то менять угол атаки проще и дешевле. Но это моё мнение.
Уменьшать угол атаки - это терять часть энергии ветра. Уже не говоря о том, что сама система довольно сильно усложняется.
Проще коробки передач, а ветер мы в любом случае теряем, ибо мощность генератора у нас не бесконечна, и мы его в конце концов сожжем. Угол уменьшаем как раз в этом случае.
Если используем коробку. Что делаем? Включаем низшую передачу. Как будто выкрутились, но вот беда: генератору хорошо, а вот лопасти вращаются с неприличной скоростью, и могут разнести весь ветряк к эб.еням.