Ветроэлектрическая установка ВЭУ-4

Нациoнальная Академия Наук Украины
Опытнoе прoизвoдcтвo Инcтитута прoблем машинocтрoения им. А.Н. Пoдгoрнoгo

Предназначена для oбеcпечения электрoэнергией фермерcких хoзяйcтв, чаcтных кoттеджей, жизнеoбеcпечения небoльших автoнoмных техничных комплекcов

В ветроэнергетике принято, что номинальная (раcчетная) cкороcть ветра не должна более чем в 2 раза превышать cреднегодовую. В Украине cреднегодовая cкороcть ветра около 4 м/c, cледовательно номинальная должна быть не более 8 м/c. При такой cкорости ветра установка развивает номинальную мощность 4 кВт и может работать с Киум=0,3

За год ВЭУ способна выработать Qгод= 8760 Nh Киум= 8760*4*0,3=10521 кВт/час

В месяц, соответственно 877 кВт часов, в день 30 кВт часов.

-8760- количество часов в году.

-Nh=4кВт, номинальная мощность.

-Киум- коэффициент использования установленной мощности т.е. это время работы установки с полной мощностью.

В установке ВЭУ-4 предусмотрены два потока энергии:

- кондиционная, для критичных к качеству потребителей (циркуляционные насосы, холодильники, освещение и т.д.);

- некондиционная, для питания активных нагрузок (нагрев воды, отопление).

При этом не исключается возможность использования какого-либо потока энергии на 100%.

Собственно такая мощность выбиралась для совмещения работы с тепловым насосом, позволяющему 1 кВт/час. затраченной энергии трансформировать в энергию тепловую от 2 до 5 кВт/часов и что очень важно, правильно расходовать накопленную энергию аккумуляторов. Регулировка скорости вращения ветродвигателя, выполняется изменением угла установки лопасти при помощи механического центробежного регулятора.

ВЭУ-4 эффективно поддерживает скорость вращения на заданном уровне до скорости ветра в 40м/с.

Согласно требования правил сертификации GERMANISCHERLLOYD ВЭУ-4 оборудована двумя энергонезависимыми системами защиты

- одна - центробежный регулятор угловой скорости; - вторая – механический тормоз.

Предусмотрена возможность установки электронной системы защиты по желанию заказчика.

В ветроустановке реализован принцип расширения рабочего диапазона скоростей ветра. Дело в том, что используемые в ВЭУ такой мощности генераторы, как правило, синхронные с возбуждением от постоянных магнитов. Для них характерна линейная зависимость напряжения от оборотов.

Поэтому, чтобы захватить больший диапазон рабочих скоростей ветра необходимо чтобы электрооборудование использовало и энергию с напряжением не только 220В, но и 100 В, которое выдает генератор на оборотах в 2,2 раза меньше номинальных.

А эти обороты ВЭУ-4 развивает при более низких скоростях ветра, (3,64м/с)

Предлагаемая ВЭУ с более низкой номинальной скоростью ветра вырабатывает в год больше энергии, чем например, ВЭУ китайского производства, у которой номинальная скорость 12м/с. Из графика видно, что в наиболее вероятном диапазоне скоростей ветра и с более низкой скоростью ветра наша ВЭУ вырабатывает в год энергии больше чем например VERGNET GEV5/5 китайского производства. Пока иная установка ждет ветра, наша выходит на номинал.

Часть электроэнергии, генерируемой ветроустановкой, можно использовать для отопления и горячего водоснабжения здания.

В настоящее время в развитых странах мира для нужд отопления и водоснабжения широко используется прогрессивная энергосберегающая технология тепловых насосов. С помощью теплового насоса например 3 кВт генерируемой электроэнергии можно обратить в 10 кВт тепловой энергии.

Полученного тепла достаточно для отопления помещения площадью приблизительно 150 м2, и помимо этого возможно каждый час получать до 50 литров горячей воды с температурой 45 °С

Тепловой насос- это универсальный прибор, сочетающий в себе отопительный котел, источник горячего водоснабжения и кондиционер. Основное отличие теплового насоса от всех остальных генераторов тепла заключается в исключительной возможности использовать возобновляемую низкотемпературную энергию окружающей среды на нужды отопления и нагрева воды. При производстве теплоты тепловой насос до 80 % энергии получает из окружающей среды. Источником теплоты низкого потенциала для тепловых насосов могут служить окружающий воздух, вытяжной вентиляционный воздух, вода озер, рек, теплота технологических и подземных вод, промышленных стоков теплоты грунта.