Ветряной генератор: конструкция и принцип работы

Ветряной генератор представляет собой конструкцию, превращающую энергию потоков ветра в электрический ток.

Такие устройства используются для автономного энергоснабжения как отдельных зданий, так и крупных промышленных комплексов. Они различаются по мощности, размерам и количеству установок в пределах одной станции.

Высота промышленных ветроэнергетических аппаратов составляет более ста метров, длина одной лопасти – около 50 метров. Они имеют мощность от 500 КВт. Компактные бытовые агрегаты производят до 10 КВт.

Форма лопасти турбины в разрезе
Основными компонентами ветряной турбины являются винты (устройства с лопастями, закрепленными перпендикулярно потоку ветра) и электрогенератор (установка, преобразующая вращательные движения винта в энергию).

Для улучшения аэродинамических свойств лопастей их изготавливают в форме капли – нижний край деталей закругленный, а верхний – плоский.

Поток рабочего тела приводит в движение лопасти турбины, которые соединены с ротором энергогенератора. На роторе располагаются мощные магниты, которые крутятся внутри статора, состоящего из медных катушек. Этот процесс приводит к созданию магнитного поля и переменного тока. Он преобразуется в постоянный с помощью электронной цепи, аккумулируется в батареях, приобретает стандартное напряжение и частоту в инверторе и передается потребителю.


Ветряные генераторы оснащаются дополнительным оборудованием, повышающим безопасность и КПД их работы. К таким устройствам относят тормоз, анемометр, громоотвод, охлаждающие системы.

Обслуживание ветроэнергетических установок

Функционирование всех ветряных генераторов происходит в сложных условиях: высокие скорости вращения и нагрузки, пыльная среда, перепады температур, частая смена погоды и другие негативные факторы приводят к преждевременному износу механизмов.

Для их защиты применяют пластичные и жидкие смазки, однако они быстро испаряются и выдавливаются при высоких нагрузках. Трение в условиях дефицита смазки приводит к быстрому выходу деталей из строя.

Специалисты, занимающиеся повышением надежности и ресурса ветряных турбин, начинают использовать для обслуживания высоконагруженных узлов инновационные материалы – антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY.

MODENGY 1003 образует на поверхности деталей устойчивый сухой слой, который препятствует прямому контакту металлических элементов и снижает их износ. Благодаря этому части ветроэнергетических аппаратов защищаются от истирания, коррозии и фреттинг-коррозии, воздействия агрессивной окружающей среды.


Подшипник скольжения ветроэнергетической установки с покрытием MODENGY 1003


Покрытие не нуждается в обновлении, что значительно снижает временные и финансовые затраты на обслуживание установок.

Преимущества применения энергии ветра

Самым главным плюсом применения ветровых электростанций является их экологичность, которая до недавнего времени не ставилась под сомнение. Однако сейчас обращается внимание на то, что лопасти агрегатов изготавливаются из полимерного композитного материала и не подлежат переработке. Специалисты ищут способы вторичного использования поврежденных деталей.


Ветряная турбина


Также среди преимуществ ветряных турбин выделяют:

  • Возобновляемость источника энергии
  • Снижение стоимости производства одного КВт
  • Автономное и бесперебойное энергоснабжение
  • Возможность применения для обогрева домов и получения горячей воды
  • Минимальная необходимость в обслуживании

Однако есть немало негативных моментов в применении энергии ветра. Во-первых, это высокая стоимость строительства станций и длительный период их окупаемости – около 25 лет. Во-вторых, производительность ветряного генератора зависит от скорости ветра, на которую человек повлиять не может. В-третьих, не исключается вероятность обледенения лопастей или повреждений вследствие ударов молнии. В-четвертых, высокий уровень шума при работе доставляет дискомфорт жителям близлежащих поселений.