Ветрогенераторы солнечные батареи дизель–генераторы мини–ГЭС ИБП автономный энергокомплекс на базе возобновляемых, альтернативных источников электроэнергии

Ветрогенераторы + солнечные батареи + дизель–генераторы + мини–ГЭС + ИБП = автономный энергокомплекс на базе возобновляемых, альтернативных источников электроэнергии

При наличии ветра основным источником электроэнергии является ветрогенератор. При отсутствии ветра накопление энергии в ИБП осуществляется за счет солнечных батарей или мини-ГЭС. В экстренном случае автоматика комбинированной электростанции запускает дизель-генератор. Таким образом, электроэнергия в сети будет всегда!

Энергоэффективные автономные электростанции «РЕЗЕРВ» и «ГАРАНТ», включающие в себя ветрогенераторы, солнечные батареи, дизель–генератор, ИБП и мини–ГЭС разработаны в России. Автономный энергокомплекс «РЕЗЕРВ», объединяет разнородные возобновляемые источники электроэнергии, работающие одновременно на общую нагрузку.

Разработка инновационного, энергоэффективного комплекса «РЕЗЕРВ» выполнена по заданию Пограничной службы ФСБ России и является результатом соответствующей опытно–конструкторской работы (ОКР).

Опытный образец энергокомплекса «РЕЗЕРВ» на базе альтернативных источников энергии прошел все виды испытаний, принят в эксплуатацию актом Государственной комиссии и рекомендован к серийному производству.

Ветроэнергетические установки

В монографии представлены сведения об общем состоянии отечественной и зарубежной ветроэнергетике. Проанализированы системы и ветроэнергетические установки автономного электроснабжения на соответствие требованиям: надежности, себестоимости, КПД, качества получаемой электроэнергии.

Рассказано о методике стабилизации выходных электротехнических характеристик (амплитуда, частота, ток, синусоидальность) асинхронного генератора, ветроэнергетической установки. Приведены примеры расчета ветроэнергетического потенциала, изучены энергетические характеристики ветра за последние десятилетия с оценкой ветровых потоков.

Определены оптимальные параметры системы автономного электроснабжения, разработаны структура и алгоритм их работы, рассмотрены математическая модель установки и схема управления. Выполнена проверка автоматизированной системы на устойчивость и приведены результаты математического моделирования и экспериментальных исследований.

Для инженерно-технических работников, специалистов научно-исследовательских и проектных организаций, разрабатывающих и эксплуатирующих ветроэнергетические установки, а также аспирантов и студентов, изучающих альтернативные источники энергии.

Содержание

Глава 1. Тенденции развития ветроэнергетики

1.1. Направления и перспективы использования нетрадиционных источников энергии 8
1.2. Проблемы становления ветроэнергетики в России 14
1.3. Концепции развития ветроэнергетики в мире 21
1.4. Ветроэнергетические установки в составе автономных систем электроснабжения 25
1.5. Типовые схемы стабилизации выходных параметров асинхронных генераторов 35

Глава 2. Система автономного электроснабжения е применением ветроустановок

2.1. Методика расчета ветроэнергетических характеристик 43
Анализ энергетических характеристик ветра на территории Ставропольского края 49
Оценка ветроэнергетического потенциала и определение конструктивных параметров ветродвигателя для фермерского хозяйства 58
2.2. Целевая функция и возможные варианты электроснабжения удаленных потребителей 64
2.3. Структура и алгоритм работы системы автономного электроснабжения с электромагнитными муфтами 69
2.4. Математическая модель автоматизированной системы электроснабжения 80
2.5. Электрические и структурные схемы автономной ветроэлсктростанции 93
2.6. Передаточные функции элементов ВЭС и проверка на устойчивость 100
2.7. Результаты математического моделирования ВЭУ 109

Глава 3. Экспериментальные исследования системы автономного электроснабжения с ветродвигателем

3.1. Алгоритм экспериментальных исследований 114
3.2. Программа проведения физического эксперимента 114
3.3. Апробация различных режимов работы ВЭУ 115
3.4. Результаты экспериментальных исследований 123
Заключение 136
Библиографический список 138

Зелёная энергетика для базовых станций и всего до 2 КВт — трёхлетний опыт с ветряками, солнечной генераций + геозондом

Монтаж ветрогенератора

Ветрогенератор, контейнер с батареями, геозонд и базовая станция в Самаре

Примерно 3 года назад мы начали эксперимент по обеспечению базовых станций энергией из источников на месте. Уже через полгода стало понятно, что геозонд для базовых станций — очень полезная вещь в средней полосе, солнечные батареи зеленоградского завода замечательно себя показывают, но главная проблема — не в получении энергии, а в её преобразованиях и накоплении.

Расскажу про сломанные ветряки и то, что мы поняли за три года, и уникальный геозонд для охлаждения стойки с оборудованием связи.

Эксперимент

Тестовые базовые станции располагаются в Самаре и Мурманске. В Самаре базовая станция работает от альтернативной энергии и подстраховывается обычным промышленным вводом от «города». В случае прекращения питания от нашей установки базовая станция переключается на городскую сеть и продолжает работу. Второй объект на побережье Баренцева моря сразу делался автономным, городской сети там не было. На случай прекращения питания была установлена ДГУ с суточным запасом топлива и контроллер, позволяющий запускать её удалённо.

В Самаре также мы пробурились на 25 метров вниз и поставили геозонд, позволяющий получать хорошую разницу температур с поверхностью.

По итогам трёх лет можно сказать, что работает всё достаточно стабильно, но, чтобы выйти на эту стабильность, потребовалось много-много граблей, опыта и доработок. Сразу скажу про окупаемость — в Самаре система выходит в плюс через пять лет в сравнении с работой от ДГУ, в Мурманске куда быстрее — за 3 года.

Оборудование

Напомню, мы поставили на объектах датчики и собирали данные, плюс пользовались статистикой. Полученные результаты немного разошлись с последующей практикой, но некритично. Получилось вот что: в Самаре среднесуточное потребление 19,2 кВт*ч, среднегодовая скорость ветра 5,2 м/с, приход солнечной радиации 4,5 кВт*ч на квадратный метр в день. В Мурманке среднесуточное потребление 26,4 кВт*ч, среднегодовая скорость ветра 6,5 м/с, приход солнечной радиации 3 кВт*ч на квадратный метр в день.

В Самаре мы установили ветрогенератор на 4 кВт и 6 солнечных панелей по 200 Вт. Базовая станция была на холме, ветра по региону в среднем неплохие. Первая проблема была с израильским ветряком, который, видимо, был рассчитан на особый израильский ветер. В общем, он был очень умным и функциональным, но не выдавал заявленные характеристики. Зато голландский ветряк был прост и надёжен как автомат Калашникова (и с примерно сопоставимым количеством автоматики, «флюгер» с пассивной системой ориентации на ветер), зато выдавал ровно то, что обещано. Всё время, пока одну из лопастей буквально недавно не вырвало нетипичным для региона почти ураганом. Такие же ветряки используют в Африке, и там-то они себя отлично зарекомендовали даже в условиях массы абразивов в воздухе.

В Самаре горизонтально-осевой ветродвигатель, расчетная скорость ветра – 12 м/с, номинальная мощность – 4 кВт, диаметр ротора – 4,2 м, рабочий диапазон до 55 м/с, КПД 43%, среднесуточная выработка до 12,5 кВт*ч.

Равнина, мы на возвышении

В Мурманске тоже горизонтально-осевой ветродвигатель, расчётная 12 м/с, номинал 4 кВт, диаметр ротора больше – 5 м, рабочий диапазон скоростей до 60 м/с, КПД 45%, среднесуточная выработка целых 38,6 кВт*ч.

Побережье моря в Мурманске, место монтажа

В Мурманске ветер, в Самаре — солнце. Ветряк начинает давать достаточный ток только тогда, когда ветер сильный. Там почти кубическая зависимость от скорости ветра, поэтому реально хорош он только в пасмурные дни, когда солнца нет, а ветер ого-го какой. Но без этого никак — в такие дни иначе не подзарядишься.

Сама базовая станция потребляет около 500 Вт, в среднем столько же забирает система охлаждения. Внизу, на глубине примерно между 30 и 50 метрами, тепло и прельстиво: там вне зависимости от времени года держится температура от +4 до +8. Если копать на километр, можно встретить и совсем горячие места, но такие геозонды делают для ЦОДов в Исландии, например. У нас же система обратная — мы опускаем воду вниз, дожидаемся, пока она станет примерно +10, потом поднимаем вверх охлаждать оборудование. Вместо 500 Вт на кондиционер мы получили 15 Вт на насос. Мощность охлаждения – 2600 Вт, потребление электроэнергии – 35 Вт (вместе с дополнительными системами), скважина 25 метров.

Вода от геозонда

В Мурманке с геозондом не воткнуться — грунт каменистый, и в серию такое решение точно не войдёт. Даже в Самаре у нас два бура застряло, пока всё сделали. В Мурманске такой хороший ветер на побережье, что погнуло мачту одного из тестовых ветрогенераторов ещё в самом начале проекта.

Зато много хороших опор для мачты генератора

Вот крепление

Оптимизация системы

Во-первых, оборудование базовой станции потребляет 48 В. На первой стадии мы врезались до ввода в контейнер базовой станции. Получилось так: мы отдаём постоянный ток, его надо преобразовать на 220 для стандартного интерфейса ввода БС (рассчитанного на городскую сеть), а затем снова получить 48 для питания оборудования. Лезть в типовую конфигурацию базовой станции всё-таки пришлось — на этих лишних преобразованиях мы сэкономили примерно 9%. Правда, 220В на БС всё равно нужно — это оборудование мониторинга и другие вспомогательные вещи, но они потребляют мало. Чтобы так работать, нужно монтировать оборудование в одном контейнере (термобоксе) с самой БС — изначально конкретно на той БС наш контейнер был отдельным.

Во-вторых, нужно было сбрасывать излишки энергии в определённых обстоятельствах. Мы смонтировали небольшие ТЭНы снаружи контейнера, чтобы греть окружающий воздух в случае, когда не нужно перезаряжать батарею.

Мурманск, доставка оборудования, видно контейнер БС

В-третьих, оказалось, что нужен ещё один ТЭН внутри контейнера. Дело в том, что однажды температура внутри опустилась до +5. Телеком-стойке хорошо, а вот батареям (нашей и ИБП БС) — не очень. Но это лучше, чем нагрев до +35, когда аккумуляторы стареют на глазах, и с каждым новым градусом прямо плывёт срок службы. Так вот, тратить энергию на нагрев термобокса эффективнее, чем терять ёмкость из-за холода.

Щит автоматики, контроллер солнечных панелей и инвертор

В-четвёртых, мы поставили первые солнечные батареи из расчёта «сколько влезет на контейнер». Сейчас в серийные проекты войдёт не 6, а 12 штук — они не очень дорогие, а профит очень и очень хороший от такого удвоения. Кстати, сами батареи из Зеленограда показали себя отлично — нареканий к ним нет с первого дня, ток на выходе стабильный и не падает уже 3 года.

Опытный монтаж

В-пятых, очень важной оказалась работа с контроллером заряда. Более сложный алгоритм вычисления оптимального тока заряда и оптимального использования энергии с ветряка и батарей в разных режимах позволил чётко находить оптимальную точку по кривой характеристики заряда. Мы постоянно корректировали его на основе собираемых данных, и теперь у нас есть очень хорошая эвристика, которая применима в любом регионе кроме крайнего севера (но там дело месяца-двух получить нужные данные).

Ответвительная коробка расключения параллельной балластной нагрузки

В-пятых, наше узкое место — аккумуляторная батарея. Она самая дорогая, в частности, потому то требует регулярной замены раз в несколько лет. Первая солевая батарея повышенной ёмкости с солевым расплавом внутри была идеальной, но фантастически дорогой. В серию войдут обычные свинцовые элементы. И здесь есть ещё важный момент — на БС и так стоят батареи, это блоки ИБП, которых хватает на несколько часов вещания станции. Наша АКБ на 800 ампер-часов, имеющийся на БС массив — 500 ампер-часов. На одной из БС оператор предложил объединить наши АКБ и их, чтобы получить массив большей ёмкости. Так обычно с разными типами батарей не делают (это снижает срок эксплуатации), но и оператору, и нам было важно получить экспериментальные данные от увеличения ёмкости. Соединили. В серию будем вводить такие батареи, чтобы аккумуляторный банк был общим. После выпрямителей стоят наши контроллеры — они делают отбор мощности на наши аккумуляторы и аккумуляторы БС. Это также дало оптимизацию в том случае, если всё-таки из-за непогоды пришлось заводить ДГУ.

Щит оператора связи

В-шестых, мы сразу сделали хороший мониторинг. Он потребовал незначительных доработок, что было важно — поставить новый контактор управления ДГУ, чтобы переводить дизель в ручной режим, запускать и останавливать. Поначалу часто приходилось менять пороги запуска дизеля при низком напряжении аккумулятора, потом, опять же, набрали нужный опыт. В итоге датчики стоят на всех источниках и потребителях, мы видим, сколько идёт с солнечных батарей, какая выработка с ветрогенератора, напряжение на всех участках цепи, потребление. Стоят погодные датчики (температура-ветер), две камеры для наружного и внутреннего наблюдения (удобно смотреть на стойку через камеру).

Тот же щит оператора связи

В-седьмых, в Мурманске вместо геозонда был система фрикулинга. С ней возникла сложность. Проблема в том, что клапан для горячего воздуха был в стене контейнера на противоположной стороне от холодного забора. Так вот, при сильных ветрах этот клапан (выглядящий как шторка) просто выгибало и открывало в обратную сторону. Не было у иностранцев такого опыта. А наш отечественный производитель пообещал уже другой хитрый клапан, который так себя вести не будет, сейчас как раз монтируем.

Контроллер ветрогенератора

Сейчас на подходе замена аккумуляторной батареи, попробуем ещё вариант.

Серия

Итого для серии мы видим такую схему:
— Ветроэнергетический комплекс с мачтой, для ряда регионов – это ветряк голландского производства с пассивной ориентацией;
— Солнечный энергетический комплекс на 12 панелей;
— Система геотермального охлаждения, если позволяет грунт;
— Система естественного охлаждения;
— Распределение электроэнергии и управление;
— Система аккумулирования энергии 800 ампер-часов минимум;
— Блок-контейнер;
— Система видеонаблюдения;
— Система мониторинга;
— Система диспетчеризации SCADA.

Регламентные работы:
— Два раза в год визуальный осмотр, удаление пыли и проверка натяжения растяжек мачты.
— Раз в год опускание мачты ветрогенератора, протяжка резьбовых соединений, раскрутка кабеля ветрогенератора, проверка аккумуляторных батарей.

БС в Мурманке, подъём мачты ветрогенератора

Результаты

Наши решения очень понравились службе эксплуатации сети. Дело в том, что количество выездов сократилось в 10–12 раз. Раньше ездили на заправку ДГУ как на дежурство. В среднем 90–95% времени в нашем питании, 5–10% от дизеля можно получить на почти любой БС. Соответственно, техобслуживание дизеля тоже делается реже — у него ТТО по моточасам. Кстати, особенно понравилось эксплуатационщикам, что когда рядом упала ЛЭП, «наша» БС не сошла с сети.

Последний год тестов после оптимизации, результаты. Самара: снижение потребления БС на 30%, коэффициент автономии – 81%, коэффициент использования альтернативных источников – 60%. Мурманск: снижение потребления БС на 15%, коэффициент автономии – 100% (повезло с погодой, могло быть около 97%), коэффициент использования от альтернативных источников – 100%.

Определение наилучшего источника энергии

Выбор альтернативного источника энергии для автономного электрообеспечения жилого дома – очень важный и ответственный момент, требующий серьезного подхода.

К самым популярным и наиболее распространенным вариантам относятся:

• генераторы, работающие на дизельном топливе или бензине;
• солнечные батареи;
• аккумуляторы большого объема и мощности;
• гидроэлектросистемы;
• преобразователи ветряной энергии.

Каждый источник имеет собственные уникальные характеристики и особенности. Владельцам следует заранее с ними ознакомиться и на основании этой информации определить оптимальный вариант системы, способной удовлетворить все электрические нужды частного жилого дома.

Система торможения вращения лопастей

Чтобы установка не вышла из строя при сильном напоре воздуха, она снабжена специальной системой торможения. Если раньше движущиеся магниты индуцировали ток в обмотках, то теперь данная сила используется для остановки вращающихся магнитов. Для этого создается короткое замыкание, при котором замедляется движение ротора. Возникающее противодействие замедляет вращение магнитов.

Конструкция ветрогенератора и узлов

При ветре больше 50 км/час тормоза автоматически замедляют вращение ротора. Если скорость движения воздуха доходит до 80 км/час, тормозная система полностью останавливает лопасти. Все части турбины сконструированы так, чтобы максимально использовалась воздушная энергия. Когда ветер дует, лопасти вращаются, и генератор преобразует их движение в электричество. Совершая двойное преобразование энергии, турбина производит электричество из обычного перемещения воздушных масс.

Внешне ветрогенератор напоминает флюгер — направлен в ту сторону, откуда дует ветер

Данное устройство весьма полезно не только в каких-то экстремальных условиях, но и в обычной повседневной жизни. Довольно часто системы ветрогенераторов применяются на дачах или в тех населенных пунктах, где регулярно бывают перебои с подачей электроэнергии. Самостоятельно сделанный автономный источник электричества имеет такие преимущества:

• установка экологически чистая;
• отсутствует потребность её заправки топливом;
• не накапливаются какие-либо отходы;
• устройство работает очень тихо;
• имеет большой срок эксплуатации.

Все ветрогенераторы работают по одинаковой схеме. Сначала полученное от давления ветра переменное напряжение преобразуется в постоянный ток. Благодаря этому заряжается аккумулятор. Затем инвертором снова производится переменный ток. Это нужно для того, чтобы светились лампочки; работал холодильник, телевизор и т. д. Благодаря аккумуляторной батарее, можно пользоваться электроприборами в безветренную погоду. Кроме того, во время сильных порывов ветра напряжение в сети остаётся стабильным.

Фонд развития ветроэнергетики

Фонд развития ветроэнергетики создан на паритетной основе ПАО «Фортум» и Группой «РОСНАНО» с целью инвестирования в ветроэнергетику на территории России. Управление Фондом осуществляет УК «Ветроэнергетика», принадлежащая ПАО «Фортум» и ООО «УК «РОСНАНО» в равных долях. В 2017–2018 годах Фонд получил право на строительство почти 2 ГВт мощностей. Партнеры на паритетной основе собираются инвестировать совокупно до 30 млрд рублей в проекты ветрогенерации

Портфель Фонда составляет 55 % от суммарного объема вводов ВЭС в России.

В декабре 2020 года «Фортум» и Российский фонд прямых инвестиций (РФПИ, суверенный фонд Российской Федерации) объявили о создании совместного предприятия для инвестиций в сектор возобновляемой энергетики России и об инвестировании в приобретение полностью готовых и введенных в эксплуатацию ветроэлектростанций в Ульяновской и Ростовской областях суммарной мощностью более 350 МВт. В июне 2021 «Фортум» и РФПИ объявили о расширении портфеля совместного предприятия в области возобновляемой энергетики и инвестициях в приобретение Салынской ВЭС и Целинской ВЭС в Республике Калмыкии суммарной мощностью 200 МВт.

Партнеры продолжают активную работу над совместными проектами в ветроэнергетике и солнечной энергетике с целью создания крупного игрока в РФ в сфере возобновляемой энергетики.

Ветроэнергетические установки в системах автономного электроснабжения

Научно-технический прогресс в своем революционном развитии за последние несколько десятилетий привел к системному поглощению и, как следствие, тотальному опустошению запасов природных энергетических ресурсов. Для производства потребляемой энергии, средний КПД которой составляет лишь 33%, в мире ежегодно сжигается более 10 млрд. тонн условного топлива. Его подавляющую часть составляют невозобновляемые природные запасы, которые после использования возвращаются в атмосферу планеты в виде 1 миллиарда тонн выбросов вредных веществ.

Осознание факта близости энергетического кризиса ввиду исчерпаемости природных ресурсов вместе с возможным риском экологической катастрофы поставили перед человечеством задачу поиска альтернативных, а значит, надежных, безопасных и, самое главное, возобновляемых источников энергии. Наряду с этим постоянное удорожание традиционных энергоносителей, почти монопольная зависимость потребителя от централизованных энергосистем все более усиливают интерес к использованию альтернативных источников энергии.

В ряду возобновляемых источников энергии наибольший интерес вызывают ветроэнергетические проекты. Первый ветрогенератор был установлен в конце 70-х годов 19-го века в США. Он вырабатывал электроэнергию мощностью 1,2 кВт, успешно прослужив своему хозяину более 20 лет.

Государственные энергетические программы многих стран Западной Европы, США и Австралии определяют сегодня главной задачей поэтапный переход от традиционных к альтернативным, в первую очередь, ветрогенерирующим источникам энергии как в промышленных масштабах, так и в бытовом потреблении.

Ветрогенераторы ВЭУ 1/5 кВт 2А/2В/3А – эффективные инновации для комфорта

Свой практический опыт реализации ветроэнергетических проектов в Украине предлагает компания Power Group. Вниманию сторонников потребления альтернативных источников энергии мы представляем ветрогенератор украинской сборки, вырабатывающий электроэнергию мощностью от 100 ватт до 5 киловатт, бесшумный, вертикально ориентированный, инерционный. Ветроэнергетическая установка ВЭУ 1/5 кВт 2А/2В/3А предназначена для эффективного производства электроэнергии и автономного снабжения всех энергопотребляющих систем жизнеобеспечения человека.

Наличие ветра – важнейшее условие успешной работы ВЭУ. Наиболее эффективное использование ветрогенератора возможно в районах, где среднегодовая сила воздушных потоков расположена в шкале границ от 0,5 до 7 м/с.

Основные преимущества ветроэнергостанции ВЭУ 1/5 кВт 2А/2В/3А

В основу действия ветроэнергетической установки ВЭУ 1/5 кВт заложен принцип магнитной левитации, при котором лопасти крыльев ветрогенератора удерживаются на магнитной подушке. Это позволило обеспечить не только легкость старта, но и в силу отсутствия трения рабочих поверхностей деталей существенно увеличить срок эксплуатации ВЭУ. В ходе практических испытаний старт вращения лопастей ветрогенератора был обеспечен при скорости ветра всего 1,7 м/с.

Вместе с тем, применение вертикально-ориентированных синхронных генераторов с постоянными магнитами наряду с возникающей инерцией вращения самого генератора, обеспечили выход на номинальную мощность при скорости воздушного потока лишь 3 м/с.

Одним из основных преимуществ вертикально ориентированного ветрогенератора является его независимое «наведение» на направление ветра. Оптимальный профиль лопасти ветроколеса позволяет достичь КПД крыла близкий к идеальному, независимо от направления ветра. При этом скорость вращения ротора ограничена лишь силой воздушного потока.

Ветрогенератор вертикального исполнения не требует регламентного обслуживания и ремонта. Конструкция не содержит деталей с трущимися поверхностями за исключением упорного подшипника ветрокрыла, имеющего трехсоткратный запас прочности.

Контроллерно-преобразующая система, совмещенная с редуктором, позволяет заряжать аккумуляторную батарею при самых малых оборотах генератора. Это обеспечивает возможность потребления ранее выработанной энергии в период безветрия.

Ветроэнергетическая станция вертикально-ориентированная требует минимум пространства для размещения, абсолютно безвредна ввиду отсутствия излучения, вибрации и шумовой нагрузки.

Ветроэнергетическая станция: доступное в недоступном

Главным преимуществом ВЭУ является ее независимость от магистральных энергетических сетей, автономность производства и потребления электроэнергии. Относительная сложность устройства, универсальность оборудования, доступность транспортировки и монтажа позволяют возводить ветроэнергетические станции в самых недоступных, отдаленных от энергоснабжения районах.

Принципиальное устройство вертикально-ориентированной ВЭУ включает следующие основные узлы и агрегаты:

— генератор тихоходный, синхронный с постоянными магнитами щелевого расположения;
— трехлопастное ветроколесо на мачте с фланцами;
— контроллер бустерного типа, совмещенный с редуктором;
— инвертор;
— электрический кабель и аккумуляторная батарея (АКБ);

Генератор

На всех ветрогенераторных станциях вертикального типа установлен синхронный тихоходный инерционный с постоянными магнитами щелевого расположения генератор. Данный тип генератора относится к безредукторным, что существенно увеличивает КПД преобразования энергии и повышает его надежность. Вместе с тем, такой генератор способен выдавать кратковременный импульс тока, в 3-4 раза превышающий номинальный, который рекомендуется для питания пусковых энергопотребителей (электродвигатели, электроинструменты, компрессоры и другие электроагрегаты).

Внешний вид генератора 2-5 кВт.

Трехлопастное ветроколесо

Ветроколесо (ротор) представляет собой сборную конструкцию, состоящую из нижних и верхних траверсов, которые при помощи фланцевых соединений удерживают крылья лопасти на мачте.

КПД крыла профиль Жуковского максимально приближен к идеальному и составляет 36,5%. Стандартная величина лопастей ветроколеса в зависимости от мощности генератора составляет 4, 6 и 8 метров.

Крыло профиль Жуковского

Контроллер бустерного типа, совмещенный с редуктором

Редукторный контроллер в сочетании с инерционным эффектом самого генератора позволяет накапливать заряд в аккумуляторной батарее при скорости ветра, соответствующей стартовой. К устройству одновременно можно подключать до четырех АКБ 12В – 100 А/ч. Рекомендованный режим эксплуатации устройства в помещении с температурой от 0 до 20 градусов Цельсия.

АКБ выполняет две основные функции:

— накопление энергии для потребления в период кратковременного утихания ветра;
— стабилизация напряжения.

Основные параметры аккумуляторной батареи – номинальное напряжение и емкость. Произведение этих двух величин определяет запасаемую батареей энергию. Для ВЭУ рекомендованы свинцово-кислотные или железоникилиевые АКБ. При выборе батареи следует исходить из максимального зарядного тока и напряжения (по паспорту).

Преобразует энергию постоянного тока, накопленную в АКБ в синусоидальное (переменное) напряжение стандартного потребления (220В/50Гц). При выборе инвертора следует руководствоваться показателем максимальной мощности потребления. Продолжительность работы инвертора – до полной разрядки АКБ.

Современные инверторы допускают возможность перегрузки в работе. Перегрузка от нескольких секунд до получаса не оказывает на систему негативного воздействия.

Для того чтобы минимизировать потери напряжения в промежутке между АКБ и инвертором следует исходить из того, что сечение кабеля должно быть обратно пропорциональным его длине. Исходными данными для расчета сечения кабеля следует принимать мощность инвертора и длину кабеля. Расчет сечения кабеля длиной 2 метра приведен в таблице 1.