Ветровая электростанция: принцип работы и обслуживание

Ветровая электростанция: назначение и принцип работы

Ветровая электростанция – это совокупность ветроэнергетических установок, объединенных в одну систему.

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) – это устройство, преобразующее кинетическую энергию движения ветра в электрический ток.

В конструкцию ВЭУ включаются подвижная часть (лопасти или ротор), энергогенератор, аккумулятор и инвертор.

Под воздействием потоков ветра подвижная часть раскручивается и приводит в движение ротор энергогенератора с магнитами. Его вращение внутри статора с медными катушками стимулирует создание магнитного поля и выработку переменного тока. С помощью электрической цепи переменный ток преобразуется в постоянный и накапливается в аккумуляторе.

Из батареи ток передается потребителю, проходя через инвертор – устройство, придающее потоку стандартные для бытового потребления напряжение и частоту.

Условия эксплуатации и способы увеличения ресурса ветрогенераторов

Любая ветровая электростанция работает в сложных условиях, связанных с высокими скоростями вращения и нагрузкой, сильным трением сопряженных деталей, необходимостью бесперебойного функционирования в течение длительного времени.

Для снижения износа и риска отказов оборудования его механизмы обрабатывают пластичными смазочными материалами. Однако они не могут обеспечить длительную защиту деталей, так как быстро испаряются и выдавливаются из узла.

Более эффективным решением для повышения ресурса ВЭУ является применение инновационных материалов, не нуждающихся в обслуживании – антифрикционных твердосмазочных покрытий MODENGY.

MODENGY 1003 образует на вращающихся валах, подшипниках, планетарных шестернях и других парах металл-металл устойчивый сухой слой, который значительно снижает трение сопряженных деталей, тем самым увеличивая надежность и срок службы оборудования.

Классификация ветроэнергетических установок

Самая распространенная классификация ветрогенераторов – по типу конструкции. Агрегаты делятся на роторные и крыльчатые.

Детали первых вращаются по вертикальной оси, что позволяет им работать даже при малых скоростях ветра. Однако они имеют небольшой КПД и менее распространены, чем устройства с горизонтальными лопастями. Среди преимуществ таких агрегатов, помимо работоспособности в условиях слабого ветра, выделяют низкий уровень шума.

Крыльчатая ветровая электростанция имеет несколько лопастей, которые устанавливаются перпендикулярно направлению движения ветра. От их количества зависит быстроходность установки, чем их меньше, тем больше оборотов они развивают и сильнее шумят. Бывают даже однолопастные установки, оснащенные противовесом.

В зависимости от места функционирования ВЭУ делятся на:

• Наземные – самый распространенный тип ветроэнергетических турбин. Их монтируют на возвышенностях
• Прибрежные – находятся в небольшой удаленности от берега. В движение их приводит бриз, образующийся вследствие неравномерного прогревания водной и береговой поверхности
• Шельфовые – удаляются от берега на расстояние до нескольких десятков километров. Они имеют высокую эффективность, так как морские ветры движутся постоянно и с большой скоростью
• Горные – эффективность данных турбин обусловлена их расположением высоко над уровнем моря

Строительство ветровой станции – очень трудоемкий и затратный процесс. Срок окупаемости таких установок составляет около 20 лет. Повышенный интерес к ним вызван их экологичностью – они работают на возобновляемом источнике энергии и не выделяют вредных веществ.