Схема работы ветрогенератора: Принцип действия и устройство ветрогенератора (общие понятия)

Принцип действия и устройство ветрогенератора (общие понятия)

В упрощенном виде принцип работы ветрогенератора можно представить следующим образом.

Сила ветра приводит в движение лопасти, которые через специальный привод заставляют вращаться ротор. Благодаря наличию статорной обмотки, механическая энергия превращается в электрический ток. Аэродинамические особенности винтов позволяют быстро крутить турбину генератора.

Принцип работы

Дальше сила вращения преобразуются в электричество, которое аккумулируется в батарее. Чем сильнее поток воздуха, тем быстрее крутятся лопасти, производя больше энергии. Поскольку работа ветрогенератора основана на максимальном использовании альтернативного источника энергии, одна сторона лопастей имеет закругленную форму, вторая – относительно ровная. Когда воздушный поток проходит по закругленной стороне, создается участок вакуума. Это засасывает лопасть, уводя её в сторону. При этом создается энергия, которая и заставляет раскручиваться лопасти.

Схема работы ветрогенератора: показан принцип преобразования энергии ветра и действия внутренних механизмов

Во время своих поворотов винты также вращают ось, соединённую с генераторным ротором. Когда двенадцать магнитиков, закреплённых на роторе, вращаются в статоре, создаётся переменный электрический ток, имеющий такую же частоту, как и в обычных комнатных розетках. Это основной принцип того, как работает ветрогенератор. Переменный ток легко вырабатывать и передавать на большие расстояния, но невозможно аккумулировать.

Принципиальная схема ветрогенератора

Для этого его нужно преобразовать в постоянный ток. Такую работу выполняет электронная цепь внутри турбины. Чтобы получить большое количество электроэнергии, изготавливаются промышленные установки. Ветровой парк обычно состоит из нескольких десятков установок. Благодаря использованию такого устройства дома, можно получить существенное снижение расходов на электроэнергию. Принцип действия ветрогенераторов позволяет применять их в таких вариантах:

• для автономной работы;
• параллельно с резервным аккумулятором;
• вместе с солнечными батареями;
• параллельно с дизельным или бензиновым генератором.

Если поток воздуха движется со скоростью 45 км/час, турбина вырабатывает 400 Вт электроэнергии. Этого хватает для освещения дачного участка. Данную мощность можно накапливать, собирая её в аккумуляторе.

Специальное устройство управляет зарядкой аккумуляторной батареи. По мере уменьшения заряда вращение лопастей замедляется. При полной разрядке батареи лопасти снова начинают вращаться. Таким способом зарядка поддерживается на определённом уровне. Чем сильнее воздушный поток, тем больше электроэнергии может произвести турбина.

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.

Увеличение мощности установки

Конструкцию некоторых ветрогенераторов имеет ветровой датчик. Он собирает данные о направлении и скорости воздушного потока. Генератор ветряка не может выдать больше номинальной мощности, однако, в любое оборудование заложен запас он может составлять от 10-30% от расчетных. На этот «запас» рассчитывать не стоит, так как программно и конструктивно в ветрогенератор заложена защита от перегрузок.

Увеличить мощность ветроустановки можно с помощью системы резервирования электроэнергии на базе аккумуляторных батарей.

Выходная мощность (кВт) ветрогенератора определяется мощностью инвертора. Исходя из выдаваемых киловатт, можно определиться с максимальным количеством подключаемых электроприборов. Чтобы увеличить выходную мощность установки, необходимо параллельно подключить несколько инверторов.

Для трехфазных схемы электропитания необходимо установить по инвертору на каждую фазу.

Если мощности на фазе недостаточно, увеличивают количество инверторов, если это предусмотрено производителем. При отсутствии ветра продолжительность подачи электроэнергии прекращается. Генерации энергии не происходит, поэтому к ветрогенератору подключают накопители энергии, смотрите схему ниже.

Схема увеличения мощности и емкости ветрогенератора

Накопитель энергии состоит из связки инвертор-батарея. О батареях вы можете прочитать в этой рубрике, а о накопителях в этой. Увеличение ёмкости аккумуляторных батарей увеличивает запас хранимой энергии, но и длительность зарядки. Скорость зарядки аккумулятора зависит от мощности генератора и количества инверторов, которые тоже могут пропустить через себя только ту мощность, которая заложена производителем. Соответственно, скорость зарядки аккумуляторов зависит от пропускной способности инвертора и не зависит от мощности ветрогенератора

.

Выбор ветрогенератора

Самые качественные ветряки производят в Германии, Франции и Дании. Эти страны делают ветровые установки для снабжения электричеством жилого частного сектора, фермерских хозяйств, школ, небольших торговых точек. В России из-за низкой стоимости электроэнергии и негласной монополии на продажу электроэнергии ветроустановки, солнечные панели и другие виды альтернативной энергии не сильно распространены.

Мобильный ветрогенератор подойдет для нефтепромышленности или монтажных бригад, которые ведут строительство в полях (прототип)

Но высокая стоимость подключения удаленных объектов от электросетей (есть до сих пор не электрифицированные деревни), хамство чиновников, длительные процедуры хождения и получения ТУ у монопольных компаний вынуждают собственников использовать альтернативную энергию своих объектов.

Прежде все вы должны понимать, что КПД ветровой установки составляет около 60%, есть зависимость от скорости ветра, и потребуется периодически проводить ТО. Если вы все-таки решили сделать выбор в пользу ветрогенератора, следует знать. Выбирать ветрогенератор нужно исходя из конкретных обстоятельств его применения. Существуют новые разработки и модели: с повышенным КПД, вертикальные, горизонтальные, ортогональные, безлопастные.

Подсчитывается активная и резистивная мощность всех потребителей энергии.

Для предприятий или частного дома эти данные могут быть в проекте или счетах за электроэнергию. Если вам необходимо обеспечить электроэнергией дачу выбирается модель ветроустановки на 1-3 кВт, инвертор нужно небольшой мощности и можно обойтись без аккумуляторных батарей. Принцип наличия дачной ветроустановки прост: есть ветер — есть электричество, нет ветра — работаем в огороде или по хозяйству. Простой ветрогенератор можно сделать самому, достаточно собрать необходимые материалы и соединить их вместе.

Для частного дома постоянного проживания, такой принцип не подойдет. При частом отсутствии ветра следует придать особое значение аккумулятору. Здесь нужна большая ёмкость. Однако, чтобы он быстрее заряжался, сам генератор электричества также должен быть большой мощности. То есть отдельные узлы установки тесно взаимосвязаны друг с другом. Более надежная комбинация — симбиоз с дизель-генератором и солнечными панелями. Это 100% гарантия наличия электричества в доме, но и более дорогая.

При наличии скважины вы будете полностью энергонезависимые от внешних сетей.

Сейчас большое распространение получили коммерческие ветровые установки. Получаемая с их помощью электроэнергия продается различным предприятиям, испытывающим недостаток в энергоснабжении. Обычно такие электростанции состоят из нескольких ветрогенераторов различной мощности. Вырабатываемое ими переменное напряжение в 380 вольт подается непосредственно в электросеть предприятия. Кроме того, ветрогенераторы могут использоваться для зарядки большого числа аккумуляторных батарей, с которых потом преобразованная в переменное напряжение энергия также подается в электрическую сеть.

Ветрогенераторы российского производства

В большинстве случаев владельцы предприятий ставят ветроустановки, солнечные панели и дизель-генераторы для нужд собственного производства. Получение разрешение на продажу электричества в России — это, скажем так, отдельная история. После проведения энергоаудита, высвобождаются мощности, например, путем замены ламп освещения на светодиодные. Подсчитывается срок окупаемости, при отсутствии бюджета можно разделить модернизацию на этапы.

Технологии развиваются. Создаются энергонезависимые дома, офисы, станции на земле и воде. Наша команда инженеров поможет вам с выбором, расчетом, проектом и монтажом оборудования. Готовы ответить на ваши вопросы в комментариях или через форму.

Принцип работы ветрогенератора и его комплектующие

Содержание раздела:

1. Компоненты ветроустановки
2. Комплектация наших ветроустановок
3. Подбор ветряка
4. Примеры подбора компонентов установки
5. Схемы работы ветрогенератора

1. Компоненты ветроустановки

К основным компонентам системы, без которых работа ветряка невозможна, относят следующие элементы:

1. Генератор – необходим для заряда аккумуляторных батарей. От его мощности зависит как быстро будут заряжаться ваши аккумуляторы. Генератор необходим для выработки переменного тока. Сила тока и напряжение генератора зависит от скорости и стабильности ветра.
2. Лопасти – приводят в движение вал генератора благодаря кинетической энергии ветра.
3. Мачта – обычно, чем выше мачта, тем стабильнее и сильнее сила ветра. Отсюда следует – чем выше мачта, тем больше выработка генератора. Мачты бывают разных форм и высот.

Список дополнительных необходимых компонентов:

1. Контроллер – управляет многими процессами ветроустановки, такими, как поворот лопастей, заряд аккумуляторов, защитные функции и др. Он преобразовывает переменный ток, который вырабатывается генератором в постоянный для заряда аккумуляторных батарей.
2. Аккумуляторные батареи – накапливают электроэнергию для использования в безветренные часы. Также они выравнивают и стабилизируют выходящее напряжение из генератора. Благодаря им вы получаете стабильное напряжение без перебоев даже при порывистом ветре. Питание вашего объекта идёт от аккумуляторных батарей.
3. Анемоскоп и датчик направления ветра – отвечают за сбор данных о скорости и направлении ветра в установках средней и большой мощности.
4. АВР – автоматический переключатель источника питания. Производит автоматическое переключение между несколькими источниками электропитания за промежуток в 0,5 секунды при исчезновении основного источника. Позволяет объединить ветроустановку, общественную электросеть, дизель-генератор и другие источники питания в единую автоматизированную систему. Внимание: АВР не позволяет работать сети одного объекта одновременно от двух разных источников питания!
5. Инвертор – преобразовывает ток из постоянного, который накапливается в аккумуляторных батареях, в переменный, который потребляет большинство электроприборов.
Инверторы бывают четырёх типов:
1. Модифицированная синусоида – преобразовывает ток в переменный с напряжением 220В с модифицированной синусоидой (ещё одно название: квадратная синусоида). Пригоден только для оборудования, которое не чувствительно к качеству напряжения: освещение, обогрев, заряд устройств и т.п.
2. Чистая синусоида — преобразовывает ток в переменный с напряжением 220В с чистой синусоидой. Пригоден для любого типа электроприборов: электродвигатели, медицинское оборудование и др.
3. Трехфазный – преобразовывает ток в трехфазный с напряжением 380В. Можно использовать для трехфазного оборудования.
4. Сетевой – в отличие от предыдущих типов позволяет системе работать без аккумуляторных батарей, но его можно использовать только для вывода электроэнергии в общественную электросеть. Их стоимость, обычно, в несколько раз превышает стоимость несетевых инверторов. Иногда они стоят дороже, чем все остальные компоненты ветроустановки вместе взятые.

2. Комплектация наших ветроустановок

В комплект наших ветроэнергетических установок входит:

1. Турбина
2. Мачта (не входит в комплект EuroWind 300L)
3. Лопасти
4. Крепления
5. Тросы мачты
6. Поворотный механизм (только с ветрогенераторами EuroWind 3 и старше)
7. Контроллер
8. Анемоскоп и датчик ветра (только с ветрогенераторами EuroWind 3 и старше)
9. Хвост (только с ветрогенераторами EuroWind 2 и младше)

Аккумуляторы, инвертор и дополнительно оборудование подбираются индивидуально и в базовую комплектацию не входят. Независимо от комплектации ветрогенератор всегда автоматически позиционируется по ветру.

Комплектующие ветрогенератора EuroWind 10

3. Подбор ветряка

Первый вопрос, на который вы должны дать ответ и который поможет вам ответить на остальные вопросы: Для чего вам нужен ветрогенератор и какие задачи он должен выполнять?

Ответив на главный вопрос, вы можете без проблем ответить на остальные вопросы и решить какой набор оборудования вам необходим и сколько это будет стоить.

Итак, три основные величины, которые определяют работу всего комплекса:

1. Выходная мощность ветроустановки (кВт), определяется только мощностью преобразователя (инвертора) и не зависит от скорости ветра, емкости аккумуляторов. Ещё её называют «пиковой нагрузкой». Этот параметр определяет максимальное количество электроприборов, которые могут быть одновременно подключены к вашей системе. Вы не сможете одновременно потреблять больше электроэнергии, чем позволяет мощность вашего инвертора. Если вы потребляете электроэнергию редко, но в больших количествах, то обратите внимание на более мощные инверторы. Для увеличения выходной мощности возможно одновременное подключение нескольких инверторов.
2. Время непрерывной работы при отсутствии ветра или при слабом ветре определяется емкостью аккумуляторных батарей (Ач или кВт) и зависит от мощности и длительности потребления. Если вы потребляете электроэнергию редко, но в больших количествах, обратите внимание на аккумуляторы с большой емкостью.
3. Скорость заряда аккумуляторных батарей (кВт/час) зависит от мощности самого генератора. Также этот показатель прямо зависит от скорости ветра, а косвенно от высоты мачты и рельефа местности. Чем мощнее ваше генератор, тем быстрее будут заряжаться аккумуляторные батареи, а это значит, что вы сможете быстрее потреблять электроэнергию из батарей и в больших объемах. Более мощный генератор следует брать в том случае, если ветра в месте установки слабые или вы потребляете электроэнергию постоянно, но в небольших количествах. Для увеличения скорости заряда аккумуляторов возможна установка нескольких генераторов одновременно и подключение их к одной аккумуляторной батарее.

Исходя из перечисленных выше факторов, для подбора ветрогенератора и сопровождающего оборудования вам необходимо ответить на три вопроса:

1. Количество электроэнергии, необходимое вашему объекту ежемесячно (измеряется в киловаттах). Эти данные необходимы для подбора генератора. Их можно взять из коммунальных счетов на оплату электроэнергии или рассчитать самостоятельно, если объект находится в стадии строительства.
2. Желаемое время автономной работы вашей энергосистемы в безветренные периоды или периоды, когда ваше потребление энергии из аккумуляторов будет превышать скорость зарядки аккумуляторных батарей генератором. Данный параметр определяет количество и емкость аккумуляторных батарей.
3. Максимальная нагрузка на вашу сеть в пиковые моменты (измеряется в киловаттах). Необходимо для подбора инвертора переменного тока.

4. Примеры подбора компонентов установки

Рассмотрим несколько общих примеров подбора оборудования ветроустановки. Более точный расчёт может быть произведён нашими специалистами и включает в себя гораздо больше необходимых деталей.

Пример расчёта ветряка №1

Описание:

Частный дом в Киевской области находится в стадии строительства. По предварительным расчётам жильцы дома будут потреблять не больше 300 400 кВт электроэнергии ежемесячно. Затраты электроэнергии не очень высокие, т.к. хозяева будут использовать для отопления и нагрева воды твердотопливный котёл, а ветрогенератор необходим только для полного обеспечения бытовых приборов электроэнергией.

Хозяева проводят основную часть дня на работе, а пик потребления электроэнергии припадает на утренние и вечерние часы. В этот момент могут быть включены электроприборы суммарной мощностью до 4 киловатт.

Дом находится на возвышенности и есть открытое пространство вокруг будущего места установки ветрогенератора.

Общественной электросети нет.

Задача:

Полностью обеспечить 300-400 кВт электроэнергии ежемесячно с пиковыми нагрузками до 4 кВт.

Решение:

Генератор:

Чтобы понять как быстро должны заражаться аккумуляторы при расходе электроэнергии 400 кВт в месяц, мы должны разделить 400 кВт/мес на 30 дней (получим ежедневное потребление), а затем полученное число разделить на 24 часа (400/30/24 = 0,56 кВт/час – среднее ежечасное потребление). Скорость заряда аккумуляторных батарей генератором должна составить как минимум 560 Ватт в час.

В Киевской области низкая среднегодовая скорость ветра, но открытое пространство и возвышение объекта позволит ветрогенератору работать как минимум на 30-40% от номинальной мощности. Для более точных показателей можно произвести замер скорости ветра в месте установки.

Для того, чтобы обеспечить заряд аккумуляторных батарей генератором при этих условиях со скоростью 560 Ватт в час, нужно взять генератор, номинальная мощность которого будет как минимум в три раза больше необходимой, т. к. генератор будет работать всего на 30-35% от номинальной мощности (560Вт/ч*3=1680Вт/ч). Для этих нужд нам подходит генератор EuroWind 2 с номинальной мощностью 2000 Ватт.

Аккумуляторы:

Проводя 8-9 часов на работе в будние дни, хозяева отсутствуют, и энергопотребление их дома сведено к минимуму. В ночное время потребление также сведено к минимуму. Основное потребление происходит утром и вечером. Между этими основными пиками существует интервал в 8-9 часов.

При среднем уровне заряда аккумуляторных батарей 560 Вт/ч за интервал 8-9 часов ветровой генератор сможет выработать около 5000 Ватт. В ветреные дни этот показатель может увеличиться как минимум в два раза, поэтому за тот же период времени может быть выработано 10000 Ватт электроэнергии.

Генератор EuroWind 2 имеет напряжение 120 Вольт, поэтому ему необходимо 10 аккумуляторов с напряжением 12 Вольт (12В*10=120В). Одна аккумуляторная батарея 12В 100Ач способна сохранить до 1,2 кВт электроэнергии. Десять таких батарей могут сохранить до 12 кВт (1200Вт*10=12000Вт). Для запаса 10000 Ватт электроэнергии нам отлично подойдут 10 аккумуляторных батарей 12В с емкостью 100Ач.

Инвертор:

Для максимального потребления электроэнергии в пиковые моменты до 4 кВт, можно установить инвертор 5 кВА. Он сможет обеспечить постоянную нагрузку 4 кВт и пусковые токи до 6 кВт (150% нагрузка). Таблицу совместимости инверторов вы найдёте в разделе Инверторы.

Дополнительное оборудование:

АВР в данном случае не нужен, т.к. нет основной сети, а коммутацию с дизельным генератором (или бензиновым) можно производить посредством перекидного рубильника.

А вот дизельный генератор на 5 кВт в нашем случае не помешает – его можно использовать как резервное питание при полном отсутствии ветра.

ИТОГО:

Для полного энергообеспечения объекта нам необходим генератор EuroWind 2, 10 аккумуляторных батарей 12В с емкостью 100Ач, инвертор 5 кВА, дизельная электростанция на 5 кВт.

Пример расчёта ветряка №2

Описание:

Небольшой отель на 8 номеров вместе с рестораном расположены на трассе в открытом поле. Среднегодовая скорость ветра в месте установки была замерена предварительно и составляет 6,8 м/с. Расходы электроэнергии на бытовые приборы и освещение составляют 60 кВт на один номер в месяц и около 2500 кВт в месяц на ресторан. Ресторан и отель обогреваются, кондиционируются и круглый год обеспечивают себя горячей водой с помощью трехфазного геотермального теплонасоса инверторного типа мощностью 14 кВт. Потребление электроэнергии данного теплонасоса составляет 3,5 кВт/час, а пусковые токи — всего 2,8 кВт.

В ресторане и отеле используются энергосберегающие лампы для освещения. Пиковая нагрузка при использовании электроприборов и освещения объекта составляет около 7,5 кВт (не считая 3,5 кВт теплонасоса).

Есть общественная электросеть, но она не может обеспечить потребности, т.к. выделена линия мощностью только 4 кВт. Большую мощность не может обеспечить местная подстанция.

Задача:

Полное обеспечение объекта независимой электроэнергией, отоплением и резервным питанием от основной сети.

Решение:

Генератор:

Ежемесячный расход электроэнергии на содержание номеров составит 60 кВт * 8 номеров = 480 кВт в месяц. Общий расход электроэнергии на содержание отеля и ресторана без учёта отопления составит 2980 кВт в месяц (480 кВт + 2500 кВт = 2980 кВт). Отсюда следует, что среднее ежечасное потребление на все электроприборы и освещение без учёта обогрева составит 4,14 кВт/час (2980 кВт / 30 дней / 24 часа = 4,14 кВт/час). К этому числу необходимо прибавить 3,5 кВт/час, которые будет потреблять теплонасос. В итоге мы получаем, что генератор должен обеспечивать нас как минимум 7,64 киловаттами электроэнергии ежечасно (4,14 кВт/час + 3,5 кВт/час = 7,64 кВт/час).

Среднегодовая скорость ветра 6,8 м/с позволяет генератору работать как минимум на 40% от номинальной мощности. Отсюда следует, что номинальная мощность генератора должна составлять как минимум 19,1 кВт/час (7,64 кВт/час / 40% = 19,1 кВт/час)

Для этих целей отлично подошёл бы генератор EuroWind 20, но он рассчитан на более высокие средние скорости ветра, как и другие мощные генераторы (EuroWind 15, 20, 30, 50). Поэтому мы отдадим предпочтение двум генераторам EuroWind 10, которые будут работать в одной системе, вместо одного генератора EuroWind 20. Тем более, что свободное место для установки ветрогенератора в данном случае не критично – есть свободная площадь вокруг отеля и ресторана.

Аккумуляторы:

В этом комплексе практически отсутствуют большие перерывы в использовании электроэнергии, а постоянные ветра поддерживают равномерный уровень заряда аккумуляторов.

В этом случае необходимы аккумуляторы, которые будут являться своеобразным «буфером» между генератором и инвертором. Их главная задача будет состоять в стабилизации и выпрямлении напряжения, а не накоплении электроэнергии.

Генератор EuroWind 10 имеет напряжение 240 Вольт, поэтому ему необходимо 20 аккумуляторов с напряжением 12 Вольт (12В*20=240В). Одна аккумуляторная батарея 12В 150Ач способна сохранить до 1,8 кВт электроэнергии. Двадцать таких батарей могут сохранить до 36 кВт (1800Вт*20=36000Вт). Запаса электроэнергии в 36 кВт должно хватить всему комплексу почти на 5 часов непрерывной работы при средней нагрузке при полном отсутствии ветра. Для этого нам подойдут 20 аккумуляторных батарей 12В с емкостью 150Ач.

Инвертор:

Для максимального потребления электроэнергии в пиковые моменты до 7,5 кВт, можно установить инвертор 10 кВА. Он сможет обеспечить постоянную нагрузку 8 кВт и пусковые токи до 12 кВт (150% нагрузка).

А для обеспечения теплонасоса мощностью 3,5 кВт нам необходим трехфазный инвертор, т.к. этот теплонасос требует трехфазный ток с напряжением 380В. В этом случае возьмём ещё один инвертор – трехфазный 5 кВА, который обеспечит нас напряжением 380В и постоянной мощностью 4 кВт.

Дополнительное оборудование:

Можно установить АВР, который будет автоматически переключать питание отеля и ресторана с ветрогенератора на общественную электросеть в случае полного безветрия и разряда аккумуляторных батарей. Среднее потребление отеля и ресторана (4,14 кВт) практически равно мощности общественной линии электропередач, которая была выделена объекту (4 кВт), поэтому резервное питание будет обеспечено.

Для резервного обеспечения теплового насоса можно установить трехфазную бензиновую или дизельную электростанцию мощностью 3,5 4 кВт, т.к. общественная электросеть не сможет обеспечить трехфазный ток для резервного питания теплонасоса.

ИТОГО:

Для полного энергообеспечения этого объекта нам необходимы два генератор EuroWind 10, 20 аккумуляторных батарей 12В с емкостью 150Ач, однофазный инвертор 10 кВА, трехфазный инвертор 5 кВА, АВР, бензиновая или дизельная электростанция на 3,5-4 кВт.

5. Схемы работы ветрогенератора

Приводим несколько популярных схем работы ветрогенераторных систем с потребителем. Это всего лишь некоторые примеры, поэтому возможны и другие схемы работы. В каждом случае составляется индивидуальный проект, который способен решить поставленную перед нами задачу.

Автономное обеспечение объекта (с аккумуляторами).
Объект питается только от ветроэнергетической установки.

Ветрогенератор (с аккумуляторами) и коммутация с сетью.
АВР позволяет переключить питание объекта при отсутствии ветра и полном разряде аккумуляторов на электросеть. Эта же схема может использоваться и наоборот – ветрогенератор, как резервный источник питания. В этом случае АВР переключает вас на аккумуляторные батареи ветрогенератора при потери питания от электросети.

Ветрогенератор (с аккумуляторами) и резервный дизель-(бензо-)генератор.
В случае отсутствия ветра и разряде аккумуляторных батарей происходит автоматический запуск резервного генератора.

Ветрогенератор (без аккумуляторов) и коммутация с сетью.
Общественная электросеть используется вместо аккумуляторных батарей – в неё уходит вся выработанная электроэнергия и из неё потребляется. Вы платите только за разницу между выработанной и потреблённой электроэнергией. Такая схема работы пока-что не разрешена в Украине и во многих других странах.

Гибридная автономная система – солнце-ветер
Возможно подключение солнечных фотомодулей к ветрогенераторной системе через гибридный контроллер или с помощью отдельного контроллера для солнечных систем.

Увеличение производительности системы.
Возможно установить два и более генератора, инвертора и комплекта аккумуляторов для увеличения мощности системы.

Также возможны другие схемы работы и коммутации ветрогенераторов.

Ветрогенераторы. Устройство и виды. Работа и применение

Электричество сегодня считается чем-то обыденным, ведь оно есть в каждом доме. И никто не задумывается, откуда оно берется. Электричество в основной массе вырабатывается электростанциями, работающими на нефти, природном газе, ядерном топливе или угле. Эти традиционные источники представляют определенную опасность для окружающей среды, вследствие чего все большее внимание уделяется альтернативным видам энергии. К последним можно отнести ветрогенераторы, которым для выработки электричества нужен лишь ветер.

Устройство

Конструктивно ветрогенераторы в большинстве случаев предполагают наличие следующих элементов:

• Лопасти турбины (пропеллер).
• Турбина (вращающаяся часть).
• Электрогенератор.
• Ось электрогенератора.
• Инвертор, преобразующий переменный ток в постоянный, для возможности зарядки батареи.
• Механизм вращения лопастей.
• Механизм вращения турбины.
• Аккумулятор.
• Мачта.
• Контроллер вращения(анемометр).
• Демпфер.
• Датчик ветра и анемоскоп.
• Хвостовик анемоскопа.
• Гондола и ряд других элементов.

В зависимости от вида ветрогенератора конструкция и входящие в него элементы могут разниться. К примеру, промышленные устройства также предусматривают наличие системы молниезащиты, силового шкафа, поворотного механизма, надежного фундамента, системы пожаротушения, системы изменения угла атаки лопасти, телекоммуникационной системы для передачи информации о работе ветрогенератора и так далее.

Принцип действия

Ветрогенератор представляет устройство, преобразующее энергии ветра в электрическую энергию. Прародителями современных видов ветрогенераторов являются ветряные мельницы, которые применялись для получения муки из зерен. И принцип их работы изменился ненамного: лопасти вращают вал, который передает необходимую энергию на другие элементы.

• Ветер вращает лопасти, передавая крутящий момент через редуктор на вал генератора.
• При вращении ротора образуется трехфазный переменный ток.
• Полученный ток направляется на аккумуляторную батарею через контроллер. Аккумуляторы применяют для создания стабильности работы ветрогенератора. Генератор заряжает аккумуляторы при наличии ветра. При его отсутствии всегда можно взять энергию с аккумулятора, чтобы потребитель не прекращал получать электричество.
• С целью защиты от ураганов в ветрогенераторах применяется система с уводом ветроколеса от ветра при помощи складывания хвоста, либо торможения ветроколеса электротормозом.
• Для зарядки аккумуляторов ставится контроллер между ветряком и АКБ. Он отслеживает зарядку АКБ, чтобы не испортить аккумуляторы. При необходимости он может сбрасывать лишнюю энергию на определенный балласт, к примеру, большой резистор или тэны для отопления.
• В аккумуляторах имеется лишь постоянное низкое напряжение рядностью 12/24/48 вольт. Однако потребителю нужно напряжение в 220 вольт, именно поэтому ставится инвертор. Это устройство преобразует постоянное напряжение в переменное, создавая напряжение в 220 вольт. Естественно, что можно обойтись и без инвентора, но придется использовать электрические приборы, специально рассчитанные на низкое напряжение.
• Преобразованный ток направляется потребителю, чтобы питать отопительные батареи, освещение, телевизор и иные устройства.

В промышленных ветряках могут применяться и другие элементы, которые обеспечивают автономную работу устройства.

Типы и виды ветрогенераторов

Классифицировать ветряки можно по материалам, количеству лопастей, шагу винта и оси вращения.

Выделяют два основных типа ветрогенераторов по оси вращения:

1. С горизонтальной осью круглого вращения, то есть крыльчатые.
2. С вертикальной осью вращения, то есть «лопастные» ортогональные, «карусельные».

Горизонтальные классические ветрогенераторы имеют пропеллер (в большинстве случаев трехлопастной), а вертикальные ветряки обладают ветроколесом, которое вращается вертикально.

По количеству лопастей ветряки могут быть:

• Трехлопастные и двухлопастные.
• Многолопастные.

Вращение многолопастных ветряков начинается при слабом ветре, тогда как для двухлопастных и трехлопастных устройств требуется более сильный ветер. Однако каждая
дополнительная лопасть создает дополнительное
сопротивление ветроколеса, вследствие чего достигнуть рабочих оборотов генератора становится сложнее.

По материалам лопастей ветряки могут быть:

• Парусные генераторы.
• Жесткие лопасти ветрогенератора.

Парусные лопасти дешевле и проще в изготовлении, однако, когда необходима стабильная и надежная работа для автономного электроснабжения они не подойдут.

По шагу винта:

• Изменяемый шаг винта.
• Фиксированный шаг винта.

Изменяемый шаг винта дает возможность повысить диапазон эффективных скоростей работы. В то же время данный механизм неизбежно:

• Усложняет конструкции лопасти.
• Снижает общую надежность ветрогенератора.
• Утяжеляет ветроколесо и требует дополнительного усиления конструкции.

Применение

Устройства могут использоваться в различных местах. В большинстве случаев в открытые пространства, где большой потенциал ветров:

• Горы.
• Мелководье.
• Острова.
• Поля.

В то же время ветрогенераторы современных конструкций дают возможность задействовать энергию даже слабых ветров – от 4 м/с. Благодаря им можно решать задачи электроснабжения и энергосбережения объектов любой мощности.

• Стационарные ветряные электростанции в виде альтернативных источников энергии способны полностью обеспечить электрической энергией небольшой производственный объект или жилой дом. В периоды отсутствия ветра необходимый запас электроэнергии будет выбираться из аккумуляторных батарей. Они отлично могут сочетаться с фотоэлектрическими батареями, газовым или дизельным генератором.
• Ветрогенераторы могут использоваться и для экономии при наличии центральной электросети.
• Ветроустановки средней и малой мощности часто используются владельцами фермерских хозяйств и домов, удаленных от централизованных электросетей, в качестве автономного источника.

Достоинства и недостатки

К преимуществам можно отнести:

• Энергия ветра является возобновляемой энергией. Ветер создается бесплатно и постоянно, без ущерба окружающей среде. Энергия ветра доступна в любом месте на планете.
• Энергия ветра является достаточно дешевой.
• Ветряные турбины находятся на мачтах, им требуется минимум места. Благодаря этому их можно устанавливать совместно с иными объектами и строениями.
• Ветрогенераторы в процессе эксплуатации не производят вредных выбросов.
• Энергия ветра в особенности требуется в удаленных местах, куда затруднена доставка электричества иными привычными способами.

К недостаткам можно отнести:

• Сила ветра очень переменчива и непредсказуема, вследствие чего требуется дополнительный буфер для накапливания электроэнергии, либо дублирования источника.
• Высокая начальная стоимость создания и установки ветрогенераторов.
• Ветряные турбины создают шум, который сравним с шумом автомобиля, перемещающегося со скоростью 70 км/ч. Это отпугивает животных и создает определенный дискомфорт для людей.
• Вращающиеся лопасти представляют потенциальную опасность для птиц.

Похожие темы:

Схема ветрогенератора и его конструкции

Как показывает практика, не все понимают принцип работы ветряка и саму схему ветрогенератора. В данной новости мы постараемся объяснить что есть ветрогенератор, а что ветрогенераторная установка.

Конструкция генератора ветряка

1.	Вал генератора	9.	Задний статор	17.	Посадочная шайба
2.	Обтекатель вала генератора	10.	Силовое кольцо	18.	Мачтовая труба
3.	Мах лопасти	11.	Рама силового кольца	19.	Нижняя центровочная полиуретановая втулка
4.	Передний обтекатель генератора	12.	Силовая ось генератора	20.	Амортизатор отклонения генератора
5.	Передние подшипники	13.	Кронштейн крепления к мачтовой трубе	21.	Хомут крепления хвостового узла
6.	Задний подшипник	14.	Упор	22.	Задний обтекатель генератора
7.	Передний статор	15.	Упорный подшипник
8.	Диск ротора с магнитами	16.	Верхняя полиуретановая втулка

Cхема и общий принцип работы ветряка

При ветре около 3м/с лопасть ветрогенератора начинает вращаться и вырабатывать энергию, которая поступает на блок обработки электроэнергии (Контроллер), а далее на аккумуляторы.

Аккумуляторные батареи нужны для того, чтобы у Вас всегда в доме было электричество и в безветренное время.

С помощью инвертора энергия с аккумуляторов преобразуется в 220В, что дает возможность использовать электроприроборы в доме.

Как видите, схема не такая уж и сложная, как кажется на первый взгляд.

Иногда нам задают вопрос: «Можно ли использовать схему без аккумуляторных батарей?»

Да, это возможно. Но тогда нужно учитывать, что Вы будете получать только то количество электроэнергии, которое вырабатывает в данный момент ветрогенератор.

Пример:

Если у Вас стоит на участке наш ветрогенератор Energy Wind 5 кВт и скорость ветра в данный момент у Вас 11 м/с, то на Ваш ТЭН будет поступать 5 кВт. Допустим необходимая мощность для питания вашей электротехники — 1,5 кВт. В такой ситуации все хорошо — все электроприборы работают. Но если ветер в этот момент дует к примеру со скоростью 6м/с, то ветрогенератор сможет вырабатывать только 1 кВт.  А Вам требуется 1,5 кВт. Вот тут начинается проблема. В таких ситуациях и подключаются аккумуляторы.

И чуть реже задают вопрос: «Инвертор стоит немалых денег, можно ли как то без него?»

Да, такой вариант тоже возможен. Но на выходе у Вас будет 12В, 24В либо 48В постоянного тока — в зависимости от контроллера ветрогенератора.

принцип работы необычного ветряка будущего

Ветроэнергетика прочно заняла свою нишу среди других способов производства электроэнергии. Доля произведенного промышленными ветрогенераторами электротока от общего количества потребляемой энергии, например, в Дании, составляет 36%. Возможности этого метода еще не изучены полностью, а обилие новых разработок, постоянно появляющихся и демонстрируемых конструкторами, говорит о перспективности этого направления.

Слишком заманчиво производить энергию из ветра, который достается совершенно бесплатно и в неограниченном количестве. Энергия есть, ее много, надо только суметь получить.

Ветряки необычных конструкций

Согласно расчетным данным, максимально возможный КПД ветрогенератора составляет 59,3%. Причина этого кроется в особенностях конструкции ветряков и в большом количестве потерь на трение, передачу вращения и прочих тонких эффектах, в сумме отбирающих половину (а то и больше) эффективности устройств. Ограниченные возможности существующих ныне ветрогенераторов стали причиной активного поиска более удачных конструкций, работающих на иных принципах и способных к более интенсивному приему энергии ветра.

Наиболее привлекательна идея отказаться от привычных лопастей и пойти по пути использования более простых конструкций. Это позволит снизить расходы на производство и обслуживание, увеличит срок службы, снизит уровень шума и опасность для птиц и животных. Разработки, уже имеющиеся в этом направлении, сулят большие перспективы в случае их широкого распространения.

Ветрогенератор без лопастей

Безлопастные ветрогенераторы разрабатываются уже довольно давно, но дальше предложенных проектов пока дело не заходило. Наконец, испанская компания Vortex представила полноценную рабочую конструкцию ветротурбины, полностью лишенной лопастей.

Вариант, предложенный Vortex, вызвал немалый интерес среди представителей научных и деловых кругов. Учитывая скептицизм, который принято испытывать по отношению к различным «непонятным» конструкциям, подобное отношение наглядно демонстрирует наличие проблемы и существование серьезной заинтересованности в ее решении.

Существуют и другие безлопастные конструкции, например, парусные ветряки, не имеющие вращающихся частей, а использующие силу давления ветра на сплошное полотно. Поток, взаимодействующий с парусом, используется полностью, но велики потери при передаче энергии на систему поршней, от которых приводится во вращение генератор. Кроме того, сильный порыв ветра создает большую нагрузку на полотно, что создает угрозу разрушения или опрокидывания мачты с ветряком.

Все имеющиеся до сего времени варианты конструкции безлопастных ветрогенераторов имели общий недостаток — они использовали для производства энергии обычные тихоходные генераторы, нуждающиеся во вращении. Поэтому любая разработка имела один и тот же проблемный узел — участок преобразования полученной энергии во вращательное движение.

Специалисты Vortex, похоже, нащупали способ решения проблемы, отказавшись от традиционных генераторов.

Как устроены безлопастные ветряки?

Конструкция, которую вынесли на суд общественности инженеры Vortex, по их заверениям, имеет большую эффективность, экономичность, экологическую чистоту. Внешне устройство выглядит необычно и несколько футуристически — ветряк представляет собой вытянутый конус, установленный на вершину.

Определить на вид предназначение такого сооружения невозможно, если заранее не иметь о нем никакого представления. При работе никакого вращения нет, устройство лишь слегка раскачивается под действием ветра. Компания планирует начинать массовое производство с небольших моделей, имеющих вес 10 кг, высоту 3 м и развивающих мощность 100 Вт. Параллельно разработана более солидная установка на 4 кВт, имеющая 13 м высоты и вес 100 кг.

В ближайшее время предстоит тестовый запуск станции из 100 столбов, которые будут обеспечивать электроэнергией 300 частных домов в Шотландии. В планах компании проект создания мегаваттной установки, способной обеспечивать энергией серьезные количества потребителей в масштабе больших городов, крупных промышленных предприятий. Проект получил широкую поддержку экологических организаций и общественных движений.

Принцип работы

Действие генератора основано на образовании воздушных завихрений, которые создаются при обтекании потоками ветра цилиндрических препятствий. Конусообразная форма устройства способствует раскачиванию, чувствительность к нарушению равновесия является важным показателем работы ветряка.

Образующиеся вихри создают достаточно сильную вибрацию, приводящую в движение всю конструкцию столба, на изменение положения реагируют чувствительные магниты, создающие сильное поле. Эффект образования завихрений, создающих цепочки возмущений потока, известен уже более 100 лет. Он впервые описан и рассчитан Теодором фон Карманом в 1912 году, но на пользу его никто не пытался обратить.

Воздушные завихрения, использованные в основе конструкции, до сих пор считались вредными паразитными проявлениями. Их влияние способно к серьезным воздействиям на конструкцию, что наглядно продемонстрировал мост Такома-Нарроуз в Америке, который разрушился из-за таких колебаний. Подобных примеров, приведших к сильной раскачке мостовых конструкций, можно привести достаточно много. Ветрогенератор, предложенный компанией Vortex, является первой попыткой направить эти силы на пользу.

Испытания, проведенные специалистами, показали, что наилучшие показатели достигаются при использовании нескольких установок, расположенных неподалеку друг от друга. Колебания, инициированные первым столбом, улавливаются второй конструкцией, усиливаются и направляются дальше — нарастающей. Такая способность натолкнула конструкторов на мысль о необходимости использовать не отдельные устройства, а комплекты, дающие сильный эффект, производящие большее количество энергии.

Ветрогенераторы будущего

Усиленные исследования в области безлопастных конструкций дают основания предполагать рост производства подобных изделий. Существующие уже сегодня разработки сулят большие перспективы этому направлению, поскольку экономичность и эффективность таких моделей даже на стадии макетирования намного превышают показатели сегодняшних промышленных образцов.

Исследователи, конструкторы не хотят мириться с недоступностью дармовой, неисчерпаемой энергии ветра, использование которой позволяет отказаться от опасных или вредных для окружающей природы атомных или гидроэлектростанций.

Возможности ветрогенераторов пока не могут полностью решить проблему, но, по мере появления более успешных разработок, неминуемо начнут понемногу занимать место отработавших свой срок службы нынешних энергетических гигантов. Такой процесс будет плавным, резкого перехода не будет, поэтому каких-либо неудобств или потерь никто не почувствует.

Создание бесшумных, не имеющих вращающихся частей установок значительно снизит их себестоимость, что отразится на цене конечного продукта — электроэнергии, увеличит ее доступность, позволит всем без исключения пользоваться энергией ветра.

Рекомендуемые товары

Ветрогенераторы бытовые

Принцип работы бытовой ветряной электростанции прост: воздушный поток вращает лопасти ротора, насаженного на вал генератора и создает в его обмотках переменный ток. Полученное электричество запасается в аккумуляторах и по мере необходимости расходуется бытовыми приборами. Конечно, это упрощенная схема работы домашнего ветряка. В практическом плане он дополняется устройствами, выполняющими преобразование электричества.

Сразу за генератором в энергоцепочке стоит контроллер. Он преобразует трехфазный переменный ток в постоянный и направляет его на зарядку аккумуляторов. Большинство бытовых приборов не может работать от постоянного тока, поэтому за аккумуляторами ставится другое инвертор для преобразования в переменный ток. Он выполняет обратную операцию: превращает постоянный ток в бытовой переменный напряжением 220 Вольт. Понятно, что эти преобразования не проходят бесследно и забирают от исходной энергии довольно приличную часть (15-20%). Если ветряк работает в паре с солнечной батареей или другим генератором электричества (бензиновым, дизельным), то схема дополняется автоматическим выключателем (АВР). При отключении основного источника тока, он активирует резервный.

Для получения максимальной мощности ветряной генератор должен располагаться вдоль ветрового потока. В простых системах реализуется принцип флюгера. Для этого на противоположном конце генератора закрепляется вертикальная лопасть, разворачивающая его навстречу ветру. В более мощных установках стоит поворотный электромотор, управляемый датчиком направления.

Существует две разновидности ветрогенераторов:

• С горизонтальным расположением ротора.
• С вертикальным ротором.

Первый тип – самый распространенный. Он характеризуется высоким КПД (40-50%), но имеет повышенный уровень шума и вибрации. Кроме этого, для его установки требуется большое свободное пространство (100 метров) или высокая мачта (от 6 метров).

Генераторы с вертикальным ротором энергетически менее эффективны (КПД почти в 3 раза ниже, чем у горизонтальных).

К их преимуществам можно отнести простой монтаж и надежность конструкции. Низкая шумность позволяет ставить вертикальные генераторы на крышах домов и даже на уровне земли. Эти установки не боятся обледенения и ураганов. Они запускаются от слабого ветра (от 1,0-2,0 м/с) в то время, как горизонтальному ветряку нужен воздушный поток средней силы (3,5 м/с и выше). По форме рабочего колеса (ротора) вертикальные ветрогенераторы весьма разнообразны.

Роторные колеса вертикальных ветряков

Благодаря малой частоте вращения ротора (до 200 об/мин), механический ресурс таких установок существенно превышает показатели горизонтальных ветрогенераторов. 

Как рассчитать и подобрать ветрогенератор?

Ветер это не природный газ, качаемый по трубам и не электроэнергия, бесперебойно поступающая по проводам в наш дом. Он капризен и непостоянен. Сегодня ураган срывает крыши и ломает деревья, а завтра сменяется полным штилем. Поэтому перед покупкой или самостоятельным изготовлением ветряка нужно оценить потенциал воздушной энергии в своем районе. Для этого следует определить среднегодовую силу ветра. Эту величину можно узнать в интернете по соответствующему запросу.

Получив вот такую таблицу, находим район своего проживания и смотрим на интенсивность его окраски, сравнивая ее с оценочной шкалой. Если среднегодовая скорость ветра получится меньше 4,0 метров в секунду, то ветряную электростанцию ставить нет смысла. 

Если сила ветра достаточна для установки ветряной электростанции, то можно переходить к следующему шагу: подбору мощности генератора. 

Если речь идет об автономном энергоснабжении дома, то в расчет берут среднестатистическое потребление электроэнергии 1 семьей. Оно находится в диапазоне от 100 до 300 кВт*ч в месяц. В регионах с низким годовым ветропотенциалом (5-8 м/сек) такое количество электричества способен сгенерировать ветряк мощностью 2-3 кВт. При этом следует учитывать, что зимой средняя скорость ветра выше, поэтому выработка энергии в этот период будет больше, чем летом.

Правильное расположение ветрогенератора

В регионах с высокой скоростью ветра, в прибрежных зонах и на объектах, где в зимний период солнечная электростанция «не справляется», для автономного энергоснабжения используют ветрогенераторные станции – «ветрогенераторы», (сокращённо ВГ). Но на большей территории нашей страны средняя скорость ветра составляет всего 4-5м/сек., тогда как ветрогенератору для выработки «номинальной мощности» требуется 10-12м/сек.. Именно поэтому нет никаких сомнений в важности правильной и продуманной установки устройства, достичения точки, где винт его окажется в зоне с максимальной скоростью ветра.

Мощность ветрогенератора и зависимость от скорости ветра и высоты мачты

Почему же так важно «не потерять» ни одного метра в секунду? Определим зависимость мощности ветрогенератора от скорости ветра. 

1. Кинетическая энергия воздуха, движущегося ламинарно (без завихрений)  W=1/2mV2, где m — масса воздуха, V – его скорость.

2. Массу воздуха, проходящего за время t и площадь S можно выразить следующим образом: m=VtSρ, где: S – площадь, описываемая винтом ВГ, ρ – плотность воздуха.

3. Чтобы определить мощность (P), делим энергию на время, подставляем выражение для массы, получаем: P=1/2V3Sρ.

4. Если теперь умножить выражение на КПД устройства в целом, включающее в себя коэффициент преобразования лопастей винта, коэффициент полезного действия редуктора и генератора (ƞ), получим реальную мощность «ветряка»: P=1/2V3Sρ ƞ. На практике обычно значение  ƞ лежит в пределах 0,4-0,5.

Как видно из расчета, мощность ВГ пропорциональна третей степени скорости ветра, то есть увеличение скорости в 2 раза даст увеличение мощности в 8 раз!

Таким образом, скорость ветра и отсутствие турбулентностей (завихрений) должны иметь решающее значение при выборе места установки ветрогенератора. Из этих соображений идеально подходят: 

• берег крупного водоема;
• вершина горы или возвышенности;
• центр протяженного поля. 

Увы, в реальной жизни мало кто имеет на своем участке моря, поля и горы.  Поэтому принцип только один – чем выше установка, тем лучше. В идеале, Ветрогенератор должен быть выше не менее, чем на 6 (шесть) метров окружающих его предметов (дома, деревьев, строений, возвышенностей), чтобы оказаться в зоне ламинарного движения воздуха.

Приведем простой пример, который можно легко проверить в on-line калькуляторе для расчета на нашем сайте. Рассмотрим модель пятилопастного ветрогенератора HY-1000, стоящий в «бесконечном» поле вблизи Санкт-Петербурга:

• При высоте мачты 5 метров максимальная выработка достигается в сентябре и составляет 1,38кВтч/сутки;
• Если увеличить высоту мачты до 10 метров, получим 2,43 кВтч/сутки;
• Увеличим высоту до 20 метров и получим уже – 3,12 кВтч/сутки. 

Вывод напрашивается сам собой —  часто вместо увеличения мощности ветрогенератора достаточно увеличить высоту мачты.

Решающая роль места установки «ветряка» в эффективности энергосистемы

Очень велик соблазн приделать мачту ветрогенератора к дому для увеличения высоты всей конструкции. Несмотря на очевидные плюсы, данный подход имеет ряд минусов:

Во-первых, установка издает звуки, и звуки эти отлично могут быть переданы по мачте на конструкцию дома, что со временем будет раздражать его жителей. Во-вторых, если здание находится в черте города, могут потребоваться дополнительные согласования в надзорных органах.

Стоит также обратить внимание на конструкцию самой мачты. Если горизонтальные линейные размеры мачты сравнимы или превышают размеры ВГ, то, собственно, сама мачта может являться источником турбулентности.

Очень показательный пример, когда мачта по сути мешает работать системе, плюс частично затеняет солнечные батареи, представлен на фотографии.

          

Особое внимание нужно уделить выбору сечения кабеля. Так как ВГ находится на мачте, а контроллер заряда где-то в доме, длина линии может быть значительной, равно как и падение напряжения. Это может привести к снижению эффективности заряда аккумуляторных батарей. Из этих соображений, площадь сечения кабеля должна быть достаточно большой, чтобы данный эффект был незначителен. Для расчёта площади сечения кабеля следует обратиться к правилам, описанным в статье Расчёт сечения провода.

В отличие от монтажа солнечных батарей, установка «ветряка» часто влечет за собой капитальные строительные работы, такие как бетонирование основания, монтаж свай для растяжек, сварочные работы. Тем не менее, правильно выполненный монтаж обеспечит надежную и эффективную работу системы, и максимальную выработку энергии на протяжении всего срока эксплуатации.

Читать другие статьи..

Типы ветряных генераторов и их функции

Большинство из нас видели ветряные турбины, но знаете ли вы, какие элементы помогают в бесперебойной работе этих турбин?

Один из таких элементов — ветряные генераторы. Прежде чем мы подробно поговорим о генераторах, расскажите нам об их функции в работе ветряных турбин.

Ветровые турбины вырабатывают электроэнергию, используя энергию ветра для привода электрогенератора.

Когда ветер проходит над лопастями, он создает вращающую силу.Вращающиеся лопасти заставляют вращаться вал внутри гондолы, переходящей в редуктор.

Затем коробка передач ускоряет вращение до уровня, подходящего для генератора, который использует магнитные поля для преобразования энергии вращения в электричество.

В основном ветряные турбины бывают двух типов — турбины с фиксированной скоростью и ветровые турбины с регулируемой частотой вращения.

Из этих двух типов ветряных турбин наиболее часто используются турбины с фиксированной скоростью, в которых индукционный генератор напрямую подключен к сети.Однако у этой системы есть свои недостатки, потому что она часто не может контролировать сетевое напряжение.

Чтобы избежать недостатков ветряной турбины с фиксированной скоростью, используются ветровые турбины с регулируемой скоростью. Эти турбины обеспечивают стабильность динамического поведения турбины и снижают шум при низких скоростях ветра.

Однако для работы ветряной турбины с регулируемой скоростью необходим электронный преобразователь, и именно здесь играет роль генератор ветряной турбины.

Для оснащения ветряной турбины любым трехфазным генератором, например синхронным генератором и асинхронным генератором, для обеспечения более стабильной работы.

В этой статье мы в основном поговорим о различных типах ветряных генераторов и их функциях.

Какие типы ветряных генераторов?

Существует четыре типа ветряных генераторов (WTG), которые можно рассматривать для различных систем ветряных турбин, а именно:

1. Генераторы постоянного тока (DC)
2. Синхронные генераторы переменного тока (AC)
3. Асинхронные генераторы переменного тока и
4. Импульсные генераторы сопротивления.

Каждый из этих генераторов может работать с фиксированной или переменной скоростью. Из-за динамического характера энергии ветра идеально использовать WTG с переменной скоростью.

Работа генератора с регулируемой частотой вращения снижает физическую нагрузку на лопатки и привод турбины, что улучшает аэродинамическую эффективность системы и переходные характеристики крутящего момента.

1. Генератор постоянного тока

Ветрогенератор постоянного тока состоит из ветряной турбины, генератора постоянного тока, инвертора на биполярном транзисторе с изолированным затвором (IGBT), трансформатора, контроллера и электросети.

Для генераторов постоянного тока с параллельной обмоткой ток возбуждения увеличивается с увеличением рабочей скорости, тогда как баланс между крутящим моментом привода ветряной турбины определяет фактическую скорость ветряной турбины.

Электричество извлекается через щетки, которые подключают комментатор, который используется для преобразования генерируемой мощности переменного тока в выход постоянного тока.

Эти генераторы требуют регулярного обслуживания и относительно дороги из-за использования коммутаторов и щеток.

Использование WTG постоянного тока необычно для ветряных турбин, за исключением ситуаций с низким энергопотреблением.

2. Синхронный генератор переменного тока Синхронные ветряные генераторы

переменного тока могут принимать постоянное или постоянное возбуждение от постоянных магнитов или электромагнитов.

Вот почему они оба называются «синхронными генераторами с постоянными магнитами (PMSG)» и «синхронными генераторами с электрическим возбуждением (EESG)» ».

Когда ветряная турбина приводит в движение ротор, трехфазная энергия вырабатывается в обмотках статора, которые подключены к сети через трансформаторы и преобразователи мощности.

В случае синхронных генераторов с фиксированной частотой вращения частота вращения ротора должна быть точно такой же, как и частота вращения синхронного генератора. В противном случае синхронизация будет потеряна.

При использовании синхронных генераторов с фиксированной частотой вращения случайные колебания скорости ветра и периодические возмущения возникают из-за эффектов затенения башни.

Кроме того, синхронные WTG имеют тенденцию к низкому демпфирующему эффекту, так что они не позволяют электрически поглощать переходные процессы трансмиссии.

Когда синхронные WTG интегрированы в электрическую сеть, синхронизация их частоты с сетью требует деликатной операции.

Кроме того, эти генераторы более сложны, дороги и подвержены отказам по сравнению с индукционными генераторами.

В течение последних десятилетий генераторы PM все чаще использовались в ветряных турбинах из-за их высокой плотности мощности и малой массы.

Конструкция генераторов PM относительно проста. Прочные PM устанавливаются на ротор для создания постоянного магнитного поля, а произведенная электроэнергия собирается от статора с помощью коллектора, контактных колец или щеток.

Иногда PM интегрируются в цилиндрический литой алюминиевый ротор для снижения стоимости. Основной принцип работы генераторов PM аналогичен синхронным генераторам, за исключением того, что генераторы PM могут работать асинхронно.

Одним из преимуществ PMSG является отсутствие коммутатора, контактных колец и щеток, что делает машины прочными, надежными и простыми.

Из-за изменчивости фактических скоростей ветра PMSG не могут производить электричество с фиксированной частотой.Для этого генераторы должны быть подключены к электросети путем выпрямления переменного-постоянного-переменного тока преобразователями мощности.

Это означает, что генерируемая мощность переменного тока, содержащая переменную частоту и величину, сначала выпрямляется в постоянный постоянный ток, а затем преобразуется обратно в мощность переменного тока.

Кроме того, эти машины с постоянными магнитами могут быть полезны для приложений с прямым приводом, поскольку в этом случае они могут избавиться от проблемных редукторов, которые вызывают отказы большинства ветряных турбин.

Одним из возможных вариантов синхронных генераторов является высокотемпературный сверхпроводящий генератор.

Сверхпроводящие генераторы имеют такие компоненты, как задняя часть статора, медная обмотка статора, катушки возбуждения HTS, сердечник ротора, опорная конструкция ротора, система охлаждения ротора и другие.

Сверхпроводящие катушки могут пропускать ток почти в 10 раз больше, чем традиционные медные провода с умеренным сопротивлением и потерями в проводнике.

Кроме того, использование сверхпроводников может остановить все потери мощности в цепи возбуждения. Кроме того, увеличение плотности тока позволяет создавать сильные магнитные поля, что приводит к значительному уменьшению массы и размеров генераторов ветряных турбин.

Таким образом, сверхпроводящие генераторы могут иметь больший потенциал в плане высокой мощности и снижения веса и могут лучше подходить для ветряных турбин мощностью 10 МВт или более.

В 2005 году компания Siemens запустила в производство первый в мире сверхпроводящий ветрогенератор, представляющий собой синхронный генератор мощностью 4 МВт.

Наряду с более высокой мощностью синхронные генераторы могут создавать ряд технических проблем, особенно для долговечных ветряных турбин, не требующих особого обслуживания.

Одной из таких проблем, например, является охлаждение системы и восстановление работы после технической неполадки.

3. Асинхронные генераторы переменного тока

Когда традиционный способ производства электроэнергии использует синхронные генераторы, в современных ветроэнергетических системах используются индукционные машины, широко применяемые в ветряных турбинах.

Индукционные генераторы подразделяются на двух типов : индукционные генераторы с фиксированной скоростью (FSIG), с короткозамкнутыми роторами и индукционные генераторы с двойным питанием (DFIG), с намотанными роторами.

Как правило, индукционные генераторы просты, надежны, недороги и хорошо спроектированы.

Эти генераторы обладают высокой степенью демпфирования и могут поглощать колебания скорости ротора и переходные процессы трансмиссии.

В случае индукционных генераторов с фиксированной частотой вращения статор подключается к сети через трансформатор, а ротор подключается к ветряной турбине через редуктор.

До 1998 года большинство производителей ветряных турбин производили индукционные генераторы с фиксированной скоростью 1.5 МВт и менее.

Эти генераторы обычно работали со скоростью 1500 оборотов в минуту (об / мин) в энергосистеме с частотой 50 Гц вместе с трехступенчатой ​​коробкой передач.

Индукционные генераторы с короткозамкнутым ротором (SCIG) могут использоваться в ветряных турбинах с регулируемой скоростью, а также в управляющих синхронных машинах.

В таких случаях, однако, выходное напряжение невозможно контролировать, и требуется внешний источник реактивной мощности.

Это означает, что индукционные генераторы с фиксированной скоростью имеют ограничения, когда дело доходит до работы только в узком диапазоне дискретных скоростей.

Другими недостатками этих генераторов являются размер машины, низкий КПД, шум и надежность.

В наши дни более 85% установленных ветряных турбин используют DFIG, а самая большая мощность для коммерческих ветряных турбин увеличилась до 5 МВт.

Увеличенная мощность дает несколько преимуществ, в том числе высокий выход энергии, снижение механических нагрузок, колебаний мощности и управляемость реактивной мощности.

Индукционные генераторы также подвержены нестабильности напряжения. Кроме того, эффект демпфирования может привести к потерям мощности в роторе. Нет прямого контроля ни напряжения на клеммах, ни устойчивых токов короткого замыкания.

В этих случаях можно регулировать скорость и крутящий момент DFIG, управляя преобразователем на стороне ротора (RSC).

В подсинхронном режиме преобразователь на стороне ротора работает как инвертор, а преобразователь на стороне сети (GSC) — как выпрямитель.

С другой стороны, в случае суперсинхронной работы RSC работает как выпрямитель, а GSC как инвертор.

4. Ветрогенератор с переключаемым сопротивлением

Генераторы ветряных турбин с регулируемым сопротивлением имеют такие особенности, как прочные ротор и статор. При вращении ротора изменяется сопротивление магнитной цепи, соединяющей статор и ротор. Затем он, в свою очередь, наводит токи в обмотке якоря (статора).

Реактивный ротор изготовлен из многослойных стальных листов и не имеет обмоток электрического поля или постоянных магнитов.

По этой причине генератор сопротивления прост, его легко изготовить и собрать. Еще одна очевидная особенность этих генераторов — их высокая надежность. Это потому, что они могут работать в суровых или высокотемпературных условиях.

Из-за того, что реактивный крутящий момент составляет лишь часть электрического крутящего момента, ротор переключаемого реактивного генератора обычно больше, чем другой, с электрическими возбуждениями для данной скорости крутящего момента.

Когда генераторы сопротивления объединены с функциями прямого привода, машины будут довольно большими и тяжелыми, что сделает их менее полезными в ветроэнергетических установках.

Статья по теме: 10 крупнейших оффшорных ветряных электростанций в мире

Заключительные слова

Суть в том, что ветряные турбины работают по простому принципу — вместо того, чтобы использовать электричество для выработки ветра, как вентилятор, ветровые турбины используют ветер для выработки электроэнергии.Ветер вращает лопасти турбины вокруг ротора, который вращает генератор, вырабатывающий электричество.

Эту механическую мощность можно использовать для определенных задач (например, перекачивания воды), или генератор может преобразовывать эту мощность в электричество.

Ветряные турбины могут быть построены на суше или в море в крупных водоемах, таких как озера и океаны. Правительства многих стран мира финансируют такие проекты. Например, Министерство энергетики США в настоящее время финансирует проекты по развитию морских ветроэнергетических проектов в водных объектах страны.

Статья по теме: Статистика солнечной энергии в США, 2019

С самого начала Сумит был глубоко обеспокоен климатическим кризисом и всегда чувствовал себя обиженным, видя, как вмешательство человека нарушает экологический баланс. Он на 100% считает, что солнечная энергия — это недостающая загадка для нашего энергетического перехода, и мы должны приложить все усилия, чтобы реализовать это энергетическое решение во всем мире. Если вы хотите опубликовать свои статьи в журнале SolarFeeds, щелкните здесь.

Чего ожидать и почему

При разработке большинства современных ветроэнергетических проектов в центре внимания были первые затраты; Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание (O&M) были в основном неизвестны.Теперь, когда в эксплуатации находятся сотни моделей турбин, иногда на одном объекте, сложность эксплуатации и технического обслуживания возрастает, что делает важным понимание общих видов отказов и того, как подготовиться к их устранению.

За последние несколько лет проекты ветроэнергетики стали заметными элементами ландшафта Северной Америки и коммунальной инфраструктуры. Несмотря на переменную производственную нагрузку на сеть, ветер доказал свою значимость в обеспечении недорогой поставки энергии.

Включая текущее производство и множество новых проектов, пиковая мощность ветроэнергетики в США должна превысить номинальную мощность 75 000 МВт к концу 2015 года, согласно «Отчету о состоянии рынка за второй квартал 2014 года» Американской ассоциации ветроэнергетики (AWEA). Ветер обеспечивает стабильно увеличивающуюся долю электроэнергии, производимой в США: 4,1% в 2013 году по сравнению с 3,5% в 2012 году и 2,9% в 2011 году. Это эквивалентно 14 средним ядерным реакторам или 53 средним объектам угольной генерации.Это много энергии, независимо от источника.

Развитие сектора нового поколения

Первые ветряные электростанции были установлены в Калифорнии в 1980-х годах, но только в 1999 году отрасль достигла порогового уровня в 2000 МВт. Примерно в то же время были приняты первые государственные стандарты портфеля возобновляемых источников энергии (RPS), что привело к взрывному росту. Сочетание федеральной налоговой льготы на производство (PTC) и политики штата RPS увеличило отрасль в 25 раз с 1999 года. В течение 2012 года U.Компания S. wind Industry установила более 13 000 МВт, и аналогичная сумма находится в стадии строительства на период 2014–2015 годов, чтобы воспользоваться преимуществами продления PTC в 2013 году.

Конечно, неизвестно, что произойдет в будущем в отношении поощрения роста со стороны федерального правительства и правительства штата, но все еще существует множество растущих рынков, которые могут извлечь выгоду из этого недорогого источника энергии, особенно на распределенной основе рядом с крупными потребителями энергии. на северо-востоке и побережье Мексиканского залива.Коммунальные предприятия продолжают инвестировать в ветроэнергетику, потому что они заинтересованы в страховании от неустойчивых цен на топливо и будущего регулирования выбросов углерода. Есть также закрытые рынки, в том числе юго-восток США, которые вполне могут продолжать становиться более конкурентоспособными по мере увеличения масштабов турбин и падения цен.

Чтобы взглянуть на эффект PTC и других инвестиционных стимулов, которые были доступны для ветряных и других новых энергетических инициатив, важно рассмотреть природу рынка электроэнергии сегодня по сравнению с тем, каким он был, когда сегодняшние ядерные и угольные источники развивались в 60-70-е годы.

Многие регионы США в настоящее время более или менее дерегулированы либо на уровне генерации, либо на уровне потребителей, либо на обоих уровнях, но во время большого бума строительства энергетики, начавшегося 50 лет назад, большинство коммунальных предприятий были государственными / частными предприятиями с собственностью инвесторов, но с доходами, жестко контролируемыми различные коммунальные комиссии. Для строительства протяженных линий электропередач, крупных угольных площадок и всего парка атомной энергетики средства были собраны в основном за счет частных инвестиций, но с доходностью, основанной на значительном повышении ставок для потребителей энергии.

Когда рынок энергии ветра развивался, сценарий менялся, и Конгресс США в 1992 году выбрал схему налоговых льгот на производство как лучший способ стимулировать развитие этой новой технологии, избегая увеличения затрат для потребителей. С тех пор ветроэнергетика находится на американских горках из-за истечения срока действия PTC и повторных разрешений, что является бременем для инвестиций в новые производственные мощности, где циклы подъема и спада разрушительны.

Когда истечет срок действия PTC, U.В южной ветроэнергетике количество установок сократилось от 75% до 93% в год. Тем не менее, по данным Министерства энергетики США (DOE), в последние годы резко возросло количество отечественных ветряных турбин и связанных с ними компонентов.

При этом стоимость энергии ветра резко упала, и энергия ветра является конкурентоспособной по стоимости во многих регионах страны. У США есть широкий портфель источников энергии, и разумным путем было бы обеспечить сбалансированное сочетание для обеспечения недорогой, надежной и производимой на региональном уровне электроэнергии в обозримом будущем.

Это расширение возможностей производства электроэнергии также предоставило прекрасные возможности для корпоративного роста и развития персонала. Например, Shermco Industries занимается тестированием, ремонтом и реконструкцией электрических систем и оборудования для коммунальных служб и промышленности с 1974 года, задолго до развития жизнеспособной энергии ветра. Сегодня компания значительно расширилась, отчасти для того, чтобы воспользоваться преимуществами развивающихся энергетических рынков, и теперь у нее 16 офисов и более 1100 сотрудников в США.С. и Канада. Без постоянных инвестиций в энергетическую инфраструктуру у нас не было бы такой возможности. И мы не одни. Согласно статистике AWEA, в настоящее время существует более 50 500 рабочих мест, непосредственно связанных с производством, строительством, эксплуатацией и техническим обслуживанием ветроэнергетики.

Все это введение может показаться немного далеким от планирования технического обслуживания, но понимание некоторых решений, которые были приняты в отношении ветровых проектов, поможет объяснить, почему эксплуатация и техническое обслуживание (O&M) является таким критическим и часто недофинансируемым сегментом отрасли.Чтобы структурировать ветроэнергетический проект так, чтобы он обеспечивал разумную прибыль инвесторам, финансовая модель проекта должна была быть тщательно исследована и построена, и предоставление оборудования с наименьшей стоимостью, которое соответствовало спецификациям, казалось правильным решением.

Финансовые реалии повлияли на дизайн

Чтобы добиться этой финансовой эффективности, производители турбин разработали оборудование, которое должно быть недорогим, легким, но с высокими коэффициентами выходной мощности. В отличие от традиционных электрических машин, которые были спроектированы очень консервативно, ветряные турбины часто немного ближе к краю критериев проектирования.Поэтому вместо того, чтобы разрабатывать большие, сверхмощные машины и уменьшать их в размерах и увеличивать мощность, они с самого начала прилагали все усилия для достижения оптимального соотношения мощности и веса.

Это было эффективно по большей части, но, как мы увидим, есть некоторые проблемы, которые необходимо решить командам O&M. Другие компоненты турбины также были затронуты, особенно коробки передач, используемые в большинстве традиционных конструкций.

Эта финансовая стратегия также повлияла на надежность обслуживания баланса оборудования на многих фермах, где короткий срок службы трансформаторов и зачастую ненадежные подземные системы сбора увеличили время простоя и количество обращений в службу поддержки.Но это уже другая статья. По сравнению с традиционными объектами производства электроэнергии риск распространяется на многие генераторы, поэтому общий эффект этих недостатков конструкции меньше, чем в случае отказа одной паровой турбины мощностью 300 МВт. Тем не менее, сложно содержать предприятие, где финансовые ожидания позволяли выделить небольшой бюджет на замену основных компонентов.

Итак, чего вам следует ожидать, если вы обнаружите, что отвечаете за ветряную электростанцию, особенно за генератор (рис. 1)? В этой статье рассматривается, что на самом деле означает «ожидаемый срок службы ветряной турбины», какие отказы можно ожидать и когда, как сбои часто устраняются в настоящее время, а также некоторые варианты планирования успешных будущих проектов.

1. Снятие и замена ветряного генератора. Предоставлено: Shermco Industries

Давайте начнем с обзора компонентов турбины и того, как надежность генератора соотносится с общей производительностью турбины.

Зависимость срока службы турбины от срока службы компонентов

Что на самом деле означает «продолжительность жизни» для этих сложных машин? Большинство ветроэнергетических проектов основывают свои финансовые прогнозы на 20-летней модели, а ветровые турбины спроектированы так, чтобы соответствовать или превосходить эти ожидания на основе ветровых нагрузок, определенных в стандарте IEC6140-1.Это не означает, что каждый компонент будет надежно работать в течение 20 лет без обслуживания, ремонта или замены, что 30-летний расчетный срок службы паротурбинной установки означает, что ничего не нужно будет заменять.

Тем не менее, при надлежащем техническом обслуживании и отличной операционной бригаде надежное и прибыльное производство может быть достигнуто в течение всего срока службы оборудования, который, вполне возможно, будет намного дольше, чем 20 лет. Помните, что событие с окончанием срока службы, достигшее или превышающее расчетную ожидаемую продолжительность, не является неудачей.

В традиционной приводной передаче ветряной турбины лопасти приводят в движение низкоскоростной главный вал с высоким крутящим моментом, напрямую соединенный с коробкой передач с повышением скорости, а высокоскоростной выходной вал соединен с генератором переменного тока. Электрический выход генератора затем подключается к коллекторной системе либо напрямую, либо через электронный преобразователь. Для управления углом наклона лопастей, рысканием турбины, тормозами и другими компонентами требуется множество дополнительных устройств. У этих компонентов также могут быть проблемы с ожидаемым сроком службы, но они обычно считаются компонентами, подверженными нормальному техническому износу.

Итак, для достижения ожидаемого 20-летнего срока службы большинство усилий сосредоточено на основных компонентах. Конечно, башня и фундамент также имеют решающее значение, но хорошие инженерные практики позволили избежать всех, кроме нескольких структурных сбоев. Лопатки также имели некоторую историю ранних отказов, но качество, кажется, резко улучшилось, и, похоже, не возникло никаких проблем с системной надежностью на новых турбинах, несмотря на очень небольшое количество недавних отказов.

Главные валы, как правило, представляют собой поковки очень большого размера и имеют мало проблем, помимо повреждений из-за отказов коренных подшипников — редкость при ранних отказах, но это становится более распространенным явлением после нескольких лет эксплуатации.Как и большинство отказов подшипников, этот ремонт может быть относительно недорогим, если его выявить на ранней стадии. Тем не менее для ремонта обычно требуются большие краны и незапланированные простои.

Коробки передач

являются наиболее дорогостоящими и проблемными компонентами, и некоторые из отказов, по-видимому, связаны с проблемами проектирования и производства и существуют во всем парке. Опять же, раннее выявление неисправностей может снизить эксплуатационные расходы, но некоторые редукторы просто не прослужат 20 лет независимо от уровня обслуживания.Доступно множество обновлений, и с каждой версией разрабатываются новые инженерные решения для общих видов отказов. На надежность коробки передач выделяется много времени и средств на техническое обслуживание, и, опять же, коробки передач, используемые в турбинах новой конструкции, кажутся намного более надежными.

Наконец, мы можем взглянуть на генератор и электронику, поддерживающую его работу. Используются несколько типов генераторов, в основном работающих на 575 или 690 В переменного тока. Некоторые конструкции работают при более высоких напряжениях, но это исключения.Наиболее распространенный тип генератора — это индукционный генератор с двойным питанием с электронным приводом, питающий заведенный ротор через сборку токосъемного кольца. В этих конструкциях обмотки ротора могут сами генерировать мощность выше определенных оборотов в минуту, а общая номинальная мощность генератора рассчитывается на основе выходных сигналов статора и ротора. Затем мощность объединяется системой управления и отправляется на повышающий трансформатор для передачи на подстанцию. Эти конструкции генераторов обычно представляют собой выход с фиксированной частотой, генерирующий синхронизированные с сетью 60 Гц.

В некоторых новых конструкциях используются роторы с постоянными магнитами, чтобы избежать необходимости во внешнем возбуждении. Многие турбины также используют индукционные генераторы с короткозамкнутым ротором. В обеих этих схемах выходной сигнал преобразуется независимо от частоты с помощью блока преобразователя биполярного транзистора с изолированным затвором (IGBT) AC / DC-DC / AC, а затем синхронизируется с сетью. В обеих этих конструкциях нет узлов контактного кольца / угольной щетки, которые необходимо обслуживать, но большие электронные блоки могут быть проблематичными.Также доступно несколько моделей с прямым приводом, в которых многополюсный генератор приводится в действие на низкой скорости (от 17 до 18 об / мин), а производимая энергия полностью преобразуется. Все эти новые конструкции предназначены для повышения надежности и удобства обслуживания.

В целом, опыт работы с надежностью у широкого круга производителей, владельцев, сторонних групп O&M и специализированных сервисных организаций разнообразен и неоднороден. В отличие от традиционных предприятий по производству ископаемого топлива, где работает всего несколько моделей генераторов, на некоторых ветряных установках имеется 400 или более отдельных турбин — часто от нескольких производителей.Есть преимущество в том, что риск распределяется между несколькими машинами, так как простои при техническом обслуживании турбин часто влияют только на небольшой процент результатов проекта. С другой стороны, на таком большом количестве турбин, безусловно, сложнее управлять даже обычными работами по техническому обслуживанию, особенно с учетом того, что они находятся на высоте 300 футов в воздухе.

Даже если все основные компоненты турбины нуждаются в замене (а это было бы весьма необычно), часто это всего лишь двухдневная работа, в отличие от недель, необходимых для полного капитального ремонта традиционного генератора.Конечно, для паровых и газотурбинных генераторов существуют десятилетия эксплуатации, процедур и стратегий технического обслуживания. Команды Wind O&M часто все еще разрабатывают опыт для определения и поддержки стратегий, и эта задача усложняется из-за множества производителей и моделей по сравнению с традиционными генераторами. Также имейте в виду, что тестирование и обслуживание этих машин часто выполняется без особого надзора — после подъема по 300-футовой лестнице. Хорошо опытный и надежный персонал имеет решающее значение во всех аспектах обслуживания ветряных проектов.

Производители оригинального оборудования для ветряных турбин (OEM) добились больших успехов в разработке новых, более крупных конструкций, которые являются более надежными, и, похоже, они решают как проблемы, связанные с обслуживанием, так и вопросы безопасности в своих новых конструкциях. Статистика показывает, что по-прежнему слишком много отказов, особенно связанных с техническим обслуживанием, но по мере того, как режимы отказов лучше понимаются, строятся более надежные машины. Согласно исследованиям, посвященным традиционным промышленным и коммунальным приложениям, двигатели и генераторы мощностью более 100 кВт имеют срок службы от 25 до 38 лет, поэтому не менее 20 лет для ветряного генератора действительно кажется разумной целью.

Режимы отказа ветрогенератора

Понимание общих режимов отказа и того, что можно сделать для продления срока службы генератора, имеет решающее значение для обеспечения надежности, необходимой владельцам проекта. Большинство конструкций генераторов, используемых в ветряных турбинах, задуманы и часто производятся в Европе с использованием систем изоляции, которые отражают исторические материалы и процессы. Выявлено несколько распространенных видов отказов, многие из которых можно проследить до идентифицируемых первопричин.Однако конкретные отказы по-прежнему трудно идентифицировать, поскольку незначительные отказы могут привести к катастрофическим отказам в электросети, не связанным напрямую с основной причиной. Кроме того, редко можно было получить данные о выравнивании, вибрации или качестве электроэнергии на отдельных неисправных машинах. Ниже приведены примеры общих режимов отказа для этих типов генераторов.

Изоляция ротора. Повреждение изоляции обмотки ротора в основном проявляется в двух формах. Чаще всего это нарушение работы поддерживающих материалов — бандажей (рис. 2), стяжек, клиньев и т.п. — в условиях превышения скорости или электрических сил нагрузки.

2. Неисправность бандажа ротора из-за превышения скорости. Предоставлено: Shermco Industries

Некоторые более ранние машины изначально проектировались для работы с синхронизацией с частотой 50 Гц, а не с частотой 60 Гц, применяемой в Северной Америке, и считалось, что результирующее увеличение скорости вращения не было полностью учтено.

Электрические отказы, другой общий режим, могут быть связаны с теми же механическими недостатками и возникающими в результате вибрацией и истиранием, но поскольку все роторы с обмоткой возбуждаются цепями управления IGBT, следует учитывать, что повреждение также было вызвано типичным повышенным Эти приводы часто создают электрические напряжения, особенно если в цепи возбуждения есть отказавшие фильтры, которые не регистрируются системой SCADA.

Некоторые обмотки ротора также работают при более высоких напряжениях, чем статоры — до 3000 В переменного тока — и очень важно, чтобы система изоляции учитывала некоторый уровень выносливых напряжений, а также кратковременные диэлектрические свойства. По генераторам с постоянными магнитами пока не собрано достаточно данных относительно отказов ротора, так как большинство из них все еще работают по гарантии производителей генераторов, но некоторые из более старых конструкций (<1 МВт) показали, что части магнитов могут отсоединяться. , что приводит к катастрофическим отказам обмоток статора.

Выводы ротора. Было много проблем с выводами ротора в конструкции индукционного генератора с двойным питанием (DFIG). Они пропускают ток возбуждения от коллекторных колец к обмоткам, и любая энергия, генерируемая ротором, возвращается обратно таким же образом. В случае выхода из строя подшипника они могут подвергаться сильному нагреву, а также вибрации и, конечно же, плохому электрическому соединению или несущим конструкциям на обоих концах. Хорошая новость заключается в том, что большинство этих отказов можно отремонтировать на вышке, используя улучшенную изоляцию проводов и поддерживающие материалы.Тем не менее, это очень распространенный вид отказа, и целые автопарки были модернизированы, чтобы избежать незапланированных событий.

Подшипники. Неисправности подшипников являются серьезной причиной простоев генератора и, возможно, их проще всего предотвратить. Правильная смазка, центровка, контроль состояния (теплового и вибрационного), а также эффективное управление индуцированными токами вала являются ключом к долговечности подшипников.

Однако поддержание парка ветряных турбин с десятками критически важных подшипников в каждой может оказаться непростой задачей.Системы автоматической смазки помогли решить проблемы с недостаточной смазкой, но сами системы смазки необходимо обслуживать и должным образом регулировать, а циклический характер ветряной генерации не подходит для смазывания строго по времени. Отверстия для выхода израсходованной смазки должны быть свободными, а сама смазка не должна отделяться в резервуаре автоматической смазки.

У большинства генераторов есть контроль температуры подшипников, но можно нанести большой ущерб, прежде чем будет создано достаточно тепла для срабатывания датчиков.Многие новые турбины также включают мониторинг вибрации, но есть десятки тысяч турбин, которые не были модернизированы.

Наведенный ток на валу продолжает создавать проблемы с сокращением срока службы подшипников. Щетки заземления требуют тщательного ухода, и техник может легко забыть о них. Изолированные подшипники или корпуса подшипников также помогли, но эти системы также необходимо регулярно проверять для обеспечения постоянной эффективности. Многие конечные пользователи теперь выбирают керамические гибридные подшипники, несмотря на гораздо более высокую стоимость.Они оказались хорошим решением и не требуют специальных процедур обслуживания.

Обмотки статора. Нарушения изоляции обмотки статора также можно разделить на несколько категорий, но большинство из них относятся к нормальным промышленным режимам отказа, за исключением потери магнитных клиньев. Этот режим будет рассмотрен отдельно. Поскольку большинство статоров работают при низких напряжениях, частичный разряд не играет большой роли в этих отказах, но особенно там, где начальное напряжение возбуждения подается от привода IGBT индукцией от обмоток статора, всегда есть возможность повреждения от пикового напряжения.В большинстве этих обмоток используется слюда как часть систем изоляции прядей и грунтовых стен, но в большинстве также используется полиэфирная (ПЭТ) пленка, которая обычно непопулярна среди разработчиков генераторов в Северной Америке.

Коллекторные кольца. Коллекторные кольца (контактные кольца генератора), металлические / угольные щетки, оснастка щеток и держатели вместе составляют сборный узел для генераторов конструкции DFIG. Как и в аналогичных промышленных применениях, они со временем изнашиваются и считаются заменяемыми компонентами.Однако, чтобы свести к минимуму техническое обслуживание, они часто оснащаются длинными щетками, которые в течение своего срока службы производят много токопроводящей пыли. Очень важно, чтобы эти области регулярно проверялись и чтобы соблюдался хороший режим очистки, чтобы избежать пробоев. Обычно они не являются фатальными для оборудования, но они немедленно выводят турбину из строя, и никогда не бывает хорошо иметь дуговые вспышки в башне.

Магнитные клинья. В большинстве новых и более крупных турбин, установленных в течение и после 2008 года, используются более крупные и надежные генераторы (2 МВт и больше) с предварительно сформированными обмотками статора с изоляцией из слюды и хорошо спроектированными механическими компонентами.Кроме того, было модернизировано большинство старых проектов мощностью 1,5 и более МВт с исправлением многих недостатков более ранних конструкций. Однако во многих более новых более крупных конструкциях в заклинивании обмотки статора используются композиты с высоким содержанием железа для сглаживания магнитных полей и повышения эффективности генератора.

Все это хорошо в теории, но по разным причинам — включая материалы, производственные процессы и требования к применению — эти клинья имеют тенденцию расшатываться, что приводит к нескольким плохим результатам.Они могут создавать токопроводящую пыль, циркулирующую по обмоткам, что в конечном итоге приведет к электрическому отказу. Они могут разбиться на более крупные части и пробить стену земли, мгновенно создавая эффектное замыкание на землю. И, конечно же, без надлежащей опоры катушки могут расшататься. Кроме того, пластинки пазов могут быть повреждены истиранием при движении клина, что предотвратит дальнейшее восстановление без больших затрат.

Ни один из этих видов отказа (рис. 3–5) не устраняется легко, и все они требуют снятия генератора с турбины.На сегодняшний день не существует эффективного способа проверки этого режима отказа, кроме визуального осмотра, и, кроме планирования замены, в любом случае мало что можно сделать для надежного решения.

3. Потери в магнитном клине статора. Предоставлено: Shermco Industries

4. Катастрофический отказ из-за потери клина. Предоставлено: Shermco Industries

5.Повреждение паза из-за истирания магнитного клина. Предоставлено Shermco Industries

Возникновение сбоев

На основе более чем 2 000 генераторов, отремонтированных Shermco с 2005 года, были разработаны некоторые статистические данные, которые пытаются количественно определить частоту различных видов отказов. Это ни в коем случае не является показателем общей частоты отказов; скорее, это попытка определить непосредственную причину неудач.

Сравнение этих типов отказов с общей отраслевой статистикой показывает, что они на самом деле довольно похожи, причем наихудшей проблемой являются подшипники (рисунки 6 и 7).Опять же, есть подозрение, что логистика технического обслуживания создала некоторые из этих проблем со смазкой и другими предотвратимыми отказами, но хорошее обучение и надежные методы технического обслуживания улучшают методы технического обслуживания, а производители генераторов находят решения своих собственных проблем надежности.

6. Отказы генераторов в ветроэнергетике и общей промышленности. Источник: Shermco Industries, данные доктора П.Дж.Tavener «Морские ветряные турбины — надежность, доступность и обслуживание», публикация Института инженерии и технологий (2012)

7. Возникновение видов отказов. Данные представляют 2 068 отказов. Источник: Shermco Industries

Роль технического обслуживания

Надлежащее и хорошо спланированное общее обслуживание, ремонт вышки и восстановление нижней башни — все это играет жизненно важную роль в продлении срока службы текущего парка турбин и снижении общих затрат на производство энергии.Ключевые элементы чистоты и смазки являются стандартными для всех отраслей промышленности, но они особенно важны в удаленных приложениях, поскольку быстрое реагирование ограничено, а катастрофический отказ очень дорог.

У большинства производителей турбин и генераторов есть рекомендации относительно интервалов технического обслуживания, но они могут быть неадекватными в зависимости от конструкции и местоположения. Ежегодная центровка трансмиссии также является нормальной рекомендацией, но есть турбины, для которых центровка является серьезной проблемой, особенно если базовая конструкция гондолы недостаточно жесткая.Центровка также всегда должна подтверждаться после первоначальной установки гондолы, даже если она была должным образом выполнена на заводе.

Как упоминалось во введении, бюджеты на ЭиТО проектов ветроэнергетики часто недооцениваются на стадии разработки проекта, когда существует большое давление для минимизации затрат без тщательного рассмотрения долгосрочной надежности. По мере того, как увеличивается доля собственности, а не разработчика, более опытные специалисты по управлению активами решают эти проблемы и меняют приоритеты обслуживания для обеспечения долгосрочной надежности.

Расширенное использование систем мониторинга на основе состояния и компьютерных систем управления техническим обслуживанием становится все более распространенным, а прогнозирующее и упреждающее планирование технического обслуживания заменяет некогда распространенные стратегии безотказной работы. В настоящее время проблемные модели турбин часто управляются посредством долгосрочных контрактов на техническое обслуживание с производителями турбины, что перекладывает риск основных компонентов на поиск поставщиков с наименьшими затратами.

Ремонт генераторов на вышке, который теперь включает почти все, что не требует снятия ротора генератора, является довольно обычным явлением и чаще выполняется местным подразделением по эксплуатации и техническому обслуживанию.Конечно, в этом методе есть риск, так как гарантия не распространяется на самостоятельный ремонт, но замена основных мелких компонентов, таких как щетки или электродвигатели вентилятора охлаждающего устройства, является нормальным явлением. Более важные процедуры, такие как замена подшипников и повторное подключение ротора, по-прежнему следует доверить техническим специалистам из-за риска дальнейшего повреждения генератора в случае неточного ремонта. Небольшая экономия на замене подшипников кажется хорошей идеей, но неправильная установка может привести к серьезному отказу как ротора, так и статора, и всегда следует учитывать стоимость этого риска, поскольку большинство специализированных сервисных компаний предоставляют некоторые услуги. уровень гарантии на труд и материалы.

Вот несколько наблюдений за надежностью генератора, если вы рассматриваете возможность самостоятельной эксплуатации и техобслуживания ветроэнергетического проекта.

Многие бизнес-модели используются для общего обслуживания ветровых проектов. У всех есть свои достоинства. Как и при установке многих инженерных сетей, некоторые владельцы проектов хотят сделать все, в то время как другие хотят переложить риск на OEM-производителя оборудования или стороннюю группу по эксплуатации и техническому обслуживанию. Часто владелец управляет высоковольтными системами и межсетевым соединением, а также контролирует ремонт или замену крупных компонентов.Независимо от того, кто несет ответственность, стратегии обслуживания должны быть прозрачными и включать в себя эффективный процесс контроля качества заменяемых и восстановленных компонентов (рисунки 8, 9 и 10). Знание исторических режимов отказов для вашей конкретной модели турбины и знание имеющихся процедур для устранения проблемы, будь то OEM или специализированный поставщик услуг, — лучший способ защитить ваши активы от текущих проблем.

8.Типовые OEM-обмотки. Предоставлено: Shermco Industries

9. Новые обмотки при ремонте. Предоставлено: Shermco Industries

10. Обмотки после ремонта. Предоставлено Shermco Industries

Понимая, что потеря магнитных клиньев является основной причиной многих преждевременных отказов, убедитесь, что OEM-производитель нашел производственное решение по замене компонентов, а не просто вводит в эксплуатацию новый блок с той же слабостью, даже турбина еще на гарантии.Для поставщиков послепродажного обслуживания убедитесь, что они четко понимают проблему и разработали системы, которые решают проблемы в долгосрочной перспективе, а не только на гарантийный срок.

Другие виды отказов также могут быть смягчены в процессе восстановления. Общая цель должна заключаться в том, что, если генератор должен сойти с башни для ремонта, это должно произойти только один раз. Убедитесь, что включены все рекомендуемые обновления узла коллектора, подшипников и систем изоляции.

Кроме того, перед установкой очень важно правильно транспортировать и хранить генератор.Устройство следует тщательно и правильно выровнять во время установки, а также установить базовый набор тестовых значений для определения тенденций вибрации и электрического состояния. Заключение контракта на установку модернизированного генератора с поставщиком услуг является хорошей идеей, так как это разрешает многие конфликты, если возникает претензия по гарантии.

Будьте готовы

Проблемы технического обслуживания, которые необходимо решить при разработке плана технического обслуживания ветроэнергетического проекта, в действительности такие же, как и для любой другой крупной электростанции или промышленного объекта.Хотя существует множество способов структурировать риск, существует общее мнение о том, как надежность позволяет максимизировать прибыльность проекта, когда дует ветер.

Согласно исследованию, проведенному в 2013 году Национальной лабораторией возобновляемой энергии, общие среднегодовые затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание ветроэнергетических проектов составляют 45 долларов США / кВт. При оценке частоты отказов генератора от 2% до 3%, это будет составлять <5% от общей стоимости - небольшая, но все же значительная. Однако незапланированные простои могут повлиять на производство с гораздо более высокими затратами.Если, как предполагалось для некоторых проектов, возникнет необходимость в замене каждого генератора один раз в течение 20-летнего расчетного срока службы турбины, стоимость станет очень значительной.

Реалистичное планирование стратегии технического обслуживания как части процесса разработки проекта может в долгосрочной перспективе сэкономить массу усилий. Важным шагом в этом процессе является согласование с производителем турбины переговоров по эксплуатации и обмену данными о надежности на этапе заключения контракта.

Понимание ожидаемых характеристик оборудования, конечно, хорошо, но получение записей о техническом обслуживании того, что произошло, и основных причин отказов в течение гарантийного периода было бы благом для планирования технического обслуживания на будущее.Генераторы и соответствующая электроника в большинстве ветряных турбин производятся специализированными OEM-производителями, а не самими производителями турбин, поэтому неизбежны многочисленные гарантии и различные мнения о том, что произошло (и, следовательно, о том, кто несет ответственность). Согласуйте, какие постгарантийные варианты будут доступны, и разработайте анализ затрат / окупаемости для каждой рассматриваемой конструкции турбины. Существует общее мнение, что средние затраты на ЭиТО будут расти по мере завершения проектов, и некоторые из причин, лежащих в основе этого мнения, будут обсуждаться в обновлении DOE Wind Vision, которое выйдет весной 2015 года.

Знание модели вашего генератора и связанной с ним истории обслуживания — что, вероятно, сломается и почему — является ключом к разработке плана технического обслуживания для вашей конкретной турбины. И OEM-производитель турбин, и производитель генераторов могут помочь в этом, но не забудьте установить партнерские отношения по обслуживанию, которые вам понадобятся для постоянной поддержки. ■

— Кевин Алевин ([email protected]), корпоративный директор по маркетингу Shermco Industries, ранее занимал должность директора по услугам компании в области возобновляемой энергии и в течение 35 лет занимался производством и ремонтом вращающегося оборудования вплоть до 15 кВ.Он является активным участником нескольких рабочих групп по испытаниям стандартов Общества диэлектриков и электроизоляции IEEE и является председателем рабочей группы по эксплуатации и техническому обслуживанию Американской ассоциации ветроэнергетики.

Методы управления ветряными турбинами — NI

Работа ветряной турбины

Ветряная турбина — это вращающаяся машина, которая преобразует кинетическую энергию ветра в механическую. Затем эта механическая энергия преобразуется в электричество, которое отправляется в электросеть.Компоненты турбины, ответственные за преобразование энергии, — это ротор и генератор.

Ротор — это область турбины, состоящая из ступицы турбины и лопаток. Когда ветер дует на лопасти турбины, ступица вращается за счет аэродинамических сил. Затем это вращение передается через систему трансмиссии для уменьшения числа оборотов в минуту. Система трансмиссии состоит из главного подшипника, высокоскоростного вала, коробки передач и тихоходного вала. Передаточное число коробки передач определяет деление вращения и скорость вращения, которую видит генератор.Например, если передаточное число коробки передач N к 1, то генератор видит скорость ротора, деленную на N. Это вращение, наконец, отправляется в генератор для преобразования механической энергии в электрическую.

На рисунке 1 показаны основные компоненты ветряной турбины: редуктор, генератор, ступица, ротор, тихоходный вал, высокоскоростной вал и главный подшипник. Назначение ступицы — соединение сервоприводов лопастей, регулирующих направление лопастей, с тихоходным валом. Ротор — это область турбины, состоящая из ступицы и лопаток.Все компоненты размещены вместе в конструкции, называемой гондолой.

Рисунок 1. Основные компоненты ветряной турбины

Угол атаки

Площадь поверхности, доступная для набегающего ветра, является ключом к увеличению аэродинамических сил на лопасти несущего винта. Угол, под которым регулируется лезвие, называется углом атаки α. Этот угол измеряется относительно направления набегающего ветра и линии хорды лопасти.Также существует критический угол атаки, α _{, критический} , при котором воздух больше не течет плавно по верхней поверхности лезвия. На рисунке 2 показан критический угол атаки по отношению к клинку.

Рис. 2. Критический угол атаки (α _{критический} ) относительно лезвия

Мощность и КПД

В этом разделе объясняется, что влияет на мощность, извлекаемую из ветра, и на эффективность этого процесса.Рассмотрим рисунок 3 как модель взаимодействия турбины с ветром. Эта диаграмма показывает, что ветер существует по обе стороны от турбины, и правильный баланс между скоростью вращения и скоростью ветра имеет решающее значение для регулирования производительности. Баланс между скоростью вращения и скоростью ветра, называемый передаточным числом конечных скоростей, рассчитывается с использованием уравнения 1.

Где: частота вращения лопастей (Гц)

— длина клинка (м)

Уравнение 1.Расчет коэффициента скорости наконечника

КПД ветряной турбины называется коэффициентом мощности, или. Теоретически коэффициент мощности рассчитывается как отношение фактической извлекаемой мощности к идеальной. Вы можете найти этот расчет в уравнении 2. Кроме того, вы можете регулировать, управляя углом атаки, α, и соотношением конечной скорости. Расчет для этого случая показан в уравнении 3. В уравнении 3 c1-c6 и x — это коэффициенты, которые производитель ветровой турбины должен предоставить.Обратите внимание, что максимальный коэффициент мощности, который вы можете достичь с любой турбиной, составляет 0,59 или предел Бетца.

Уравнение 2. Коэффициент мощности рассчитывается как отношение фактической извлекаемой мощности к идеальной.

Уравнение 3. Вы можете отрегулировать , управляя углом атаки, α и соотношением скорости наконечника.

Наконец, вы можете рассчитать полезную мощность ветра, используя уравнение 5.Из этого уравнения вы можете видеть, что основными факторами полезной мощности являются длина лопасти и скорость ветра.

Где: = плотность воздуха (1,2929 кг / м ³ )

Уравнение 5. Расчет полезной энергии ветра

Рисунок 3. Модель взаимодействия турбины с ветром

Кривая мощности

Важно понимать взаимосвязь между мощностью и скоростью ветра, чтобы определить требуемый тип управления, оптимизацию или ограничение.Кривая мощности, график, который вы можете использовать для этой цели, определяет, сколько энергии вы можете извлечь из набегающего ветра. На рисунке 4 представлена ​​идеальная кривая мощности ветряной турбины.

Рис. 4. Кривая идеальной мощности ветровой турбины

Скорости включения и выключения являются рабочими пределами турбины. Оставаясь в этом диапазоне, вы гарантируете, что доступная энергия будет выше минимального порога и сохранится работоспособность конструкции. Номинальная мощность, указанная производителем, учитывает как энергию, так и стоимость.Кроме того, выбрана номинальная скорость ветра, поскольку скорости выше этого значения встречаются редко. Как правило, можно предположить, что конструкция турбины, отбирающая большую часть энергии с превышением номинальной скорости ветра, не является рентабельной.

Из рисунка 4 видно, что кривая мощности разделена на три отдельных участка. Поскольку область I характеризуется низкой скоростью ветра и мощностью ниже номинальной мощности турбины, турбина работает с максимальной эффективностью для извлечения всей мощности. Другими словами, турбина управляет с учетом оптимизации.С другой стороны, регион III характеризуется высокими скоростями ветра и номинальной мощностью турбины. Затем турбина регулируется с учетом ограничения генерируемой мощности при работе в этой области. Наконец, область II — это переходная область, в которой основное внимание уделяется поддержанию низкого крутящего момента и шума ротора.

старых ветряных турбин Германии получат новые жизненные пути в конце 20-летней поддержки

Германия попытается сохранить большую часть своих ветроэнергетических мощностей, которые потеряют гарантированное вознаграждение после выхода из 20-летней схемы поддержки зеленых тарифов со следующего года.Министр экономики Питер Альтмайер сказал, что стратегия, которая сочетает в себе так называемое переоборудование старых турбин на новые модели в том же месте и соглашения о закупке электроэнергии (PPA), которые позволяют компаниям напрямую получать электроэнергию от старых ветряных электростанций, будет использоваться для сохранения большая мощность в эксплуатации, насколько это возможно. Германия стремится увеличить долю возобновляемых источников энергии в потреблении энергии, которая выросла примерно с 50 процентов в этом году до 65 процентов к 2030 году, и изо всех сил пытается сохранить темпы расширения, поэтому она не может позволить себе потерять турбины, которые уже построены. .Старые турбины по-прежнему получают сравнительно высокие зеленые тарифы, которые были согласованы в начале 2000-х годов, но с тех пор ставки значительно снизились из-за технического прогресса. Тарифы будут исчерпаны для 4 гигаватт (ГВт) только наземной ветроэнергетики 1 января 2021 года, а затем еще 2,3–2,4 ГВт каждый год до 2025 года (всего 16 ГВт).

Альтмайер сказал, что «значительное» количество турбин будет исключено из схемы поддержки в ближайшие годы. «Мы хотим продолжать использовать и расширять потенциал этих установок», — сказал Альтмайер после встречи с министрами федеральных земель Германии, ответственными за энергетический переход.«Существует четкий консенсус в отношении того, что разрешение на продолжение эксплуатации старых установок имеет смысл», — сказал он, добавив, что замена мощности также позволит повысить производительность и эффективность ветроэнергетических установок без использования дополнительных площадей. Альтмайер сказал, что нормативно-правовая база, касающаяся высоты турбин и минимального расстояния от жилых районов, должна быть пересмотрена, чтобы позволить модернизировать существующие установки, которые затем могли бы получить сегодняшние более низкие тарифы. Там, где восстановление мощности невозможно, следует выбирать PPA или прямой маркетинг энергии ветра.До конца года должно быть найдено комплексное решение, «чтобы мы могли сосредоточиться на действительно важных аспектах энергетического перехода», — сказал министр.

Олаф Лис, министр окружающей среды Нижней Саксонии, ветроэнергетического государства номер один в Германии, призвал к «надежному» продолжению поддержки старых установок. «Продолжение использования ветряных турбин означает, что меры по борьбе с изменением климата и меры по борьбе с изменением климата требуют денег», — утверждает Лиз. Он сказал, что переговоры с федеральным правительством «открыли путь» для сохранения работоспособности существующих турбинных мощностей.Однако он подчеркнул, что поиск способов предотвратить выпадение старых возобновляемых источников энергии из производственной структуры не должен заслонять более насущную задачу создания новых и дополнительных мощностей. «Последовательное расширение — это самая важная вещь», — сказал Лиз, указав, что огромное количество ветроэнергетических проектов, которые уже получили лицензию, все еще задерживаются в судах из-за других нормативных или юридических проблем, включая судебные иски, поданные протестными группами.

Нижняя Саксония в прошлом неоднократно критиковала федеральное правительство за то, что оно не предприняло конкретных шагов для возрождения ослабевшего расширения ветроэнергетики, которое часто сдерживалось проблемами с лицензированием и местными протестами.Несмотря на то, что за последние несколько месяцев тупиковая ситуация с расширением, похоже, ослабла, Лиз сказал, что усилия по ускорению последовательного расширения не следует ограничивать. Что касается продолжения эксплуатации старых установок, Лиз сказал, что низкие оптовые цены на электроэнергию и недостаточно высокая цена CO2 в Европейской системе торговли выбросами (ETS) по-прежнему затрудняют независимую экономическую жизнеспособность многих проектов турбин. Однако он добавил, что есть достаточно оснований для оптимизма в отношении того, что PPA и другие формы прямой возобновляемой энергии будут иметь экономический смысл по мере роста цен на углерод и оптовые цены на электроэнергию.

(PDF) Скоординированное производственное планирование ветряной электростанции с аккумуляторной системой хранения энергии

LUO et al .: СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ ОПЕРАТИВНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ВЕТРОВОЙ ФЕРМЫ С BESS 261

Рис. 19. Профили SOC по предложенной схеме (слева) с единственной ссылкой на

Схема питания

(правая) корпуса 3.

Рис. 20. Сравнение циклов заряда / разряда обеих схем диспетчеризации.

VI. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной статье предлагается новая схема координированной оперативной диспетчеризации для ветряной электростанции BESS-

.Путем изменения указанной выходной мощности ветряной электростанции

между оптимистическим и пессимистическим прогнозируемыми сценариями

эта схема может лучше смягчить изменение и стохастический характер ветровых ресурсов. В этом документе

также рассматривается проблема определения пропускной способности BESS

на основе исторических данных о ветре. Оптимальная мощность

BESS определяется на основе статистического анализа

sis распределений ошибок прогноза ветровой энергии, а оптимальная энергоемкость

BESS определяется путем расчета NPV

с различными энергетическими мощностями.Три ящика

рассчитаны на краткосрочную отправку. Результаты моделирования подтверждают эффективность предложенной схемы

.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

[1] Ф. Яо и др., «Оптимизация роя частиц, вдохновленная квантами, для работы энергосистемы

с учетом неопределенности ветровой энергии и налога на углерод в

Австралии», IEEE Trans. Инд. Информ., Т. 8, вып. 4, pp. 880–888, Nov.

2012.

[2] Z.Y.Donget al., «Влияние энергии ветра на работу и планирование системы —

ning», in Proc.Генеральное собрание IEEE PES, Миннеаполис, Миннесота, США,

июля 2010 г.,

, стр. 1–5.

[3] Целевой показатель по возобновляемым источникам энергии. (2013). Правительство Австралии, регулирующее орган по вопросам чистой энергии

[Онлайн]. Доступно: http://ret.cleanenergyregulator.gov.au

[4] Ю.В. Макаров, К. Лутан, Дж. Ма и П. де Мелло, «Эксплуатационные воздействия ветровой генерации

на энергосистемы Калифорнии», IEEE Пер. Power Syst.,

об. 24, вып. 2, pp. 1039–1050, May 2009.

[5] A. Arulampalam, M.Барнс, Н. Дженкинс и Дж. Б. Эканаяк, «Power

для улучшения качества и стабильности ветряной электростанции с помощью STATCOM, поддерживаемого

с гибридным аккумулятором энергии», IEE Proc. Gen., Transmiss.

Распределение, т. 153, нет. 6, pp. 701–710, Nov. 2006.

[6] Дж. Цзэн, Б. Чжан, К. Мао и Ю. Ван, «Использование аккумуляторной системы хранения энергии

для улучшения качества и стабильности электроэнергии. ветроэлектростанций »в сб.

Внутр. Конф. Power Syst. Technol., 2006, с.1–6.

[7] К. Йошимото, Т. Нанахара и Г. Кошимидзу, «Новый метод управления

для регулирования состояния заряда аккумулятора в гибридной ветроэнергетической системе / аккумуляторной системе

», в Proc. IEEE Power Syst. Конф. Expo., 29–

1 ноября 2006 г., стр. 1244–1251.

[8] S. Teleke, M.E. Baran, A.Q. Хуанг, С. Бхаттачарья и Л. Андерсон,

«Стратегии управления аккумуляторными батареями для диспетчеризации ветряных электростанций»,

IEEE Trans. Energy Convers., т. 24, вып. 3, pp. 725–732, Sep. 2009.

[9] S. Teleke, M.E. Baran, S. Bhattacharya, and A.Q. Хуанг, «Оптимальный контроль аккумуляторов энергии

для диспетчеризации ветряных электростанций», IEEE Trans.

Energy Convers., Vol. 25, нет. 3, pp. 787–794, сентябрь 2010 г.

[10] Б. Хартманн и А. Дэн, «Сотрудничество ветряной электростанции

, подключенной к сети, и накопителя энергии — демонстрация инструмента моделирования», IEEE

Пер. Поддерживать. Энергия, т. 3, вып. 1, стр.49–56, январь 2012 г.

[11] Р.С. Гарица и Д. Вайссер, «Ветродизельная система с накопителем водорода

возраста: совместная оптимизация проектирования и отгрузки», Renew. Энергия, т. 31,

нет. 14, pp. 2296–2320, Nov. 2006.

[12] D.L. Яо, С.С. Чой, К.Дж. Ценг и Т.Т. Ли, «Статистический подход к

при проектировании диспетчерской системы накопления энергии ветроэнергетической батареей»,

IEEE Trans. Energy Convers., Т. 24, вып. 4, pp. 916–925, Dec. 2009.

[13] D.Л. Яо, С.С. Чой, К.Дж. Ценг и Т.Т. Ли, «Определение краткосрочного графика диспетчеризации электроэнергии

для ветряной электростанции, объединенной со схемой хранения энергии с двумя батареями

», IEEE Trans. Поддерживать. Энергия, т. 3,

No. 1, pp. 74–84, Jan. 2012.

[14] Q. Li, S.S. Choi, Y. Yuan, and D.L. Яо, «Об определении емкости аккумуляторов

энергии и кратковременном распределении энергии ветряной электростанции»,

IEEE Trans. Поддерживать. Энергия, т. 2, вып.2, pp. 148–158, Apr. 2011.

[15] Г. Сидератос, Н. Д. Хатциаргириу, «Усовершенствованный статистический метод

для прогнозирования ветровой энергии», IEEE Trans. Power Syst., Т. 22, нет. 1,

pp. 258–265, Feb. 2007.

[16] К. Бхаскар и С.Н. Сингх «Прогнозирование энергии ветра с помощью AWNN

с использованием нейронной сети с прямой связью», IEEE Trans. Поддерживать. Энергия, т. 3,

No. 2, pp. 306–315, Apr. 2012.

[17] Руководство пользователя OptiSeries V1.0. Гонконг, Китай: Гонконг

Политех.Univ., Сентябрь 2009 г.

[18] М. Р. Патель, Ветровые и солнечные энергетические системы. Бока-Ратон, Флорида, США: CRC

Press LLC, 1999.

[19] H. Bludszuweit, J.A. Домингес-Наварро и А. Лиомбарт, «Статистический

анализ ошибок прогноза ветровой энергии», IEEE Trans. Power Syst., Т. 23,

нет. 3, стр. 983–991, август 2008 г.

[20] К. Луна, «Управление выработкой электроэнергии с использованием батарей на ветряных электростанциях:

Экономический и технический анализ для Испании», Энергетическая политика, том.31,

нет. 1, pp. 126–139, Jan. 2009.

[21] Y. Zheng et al., «Оптимальное распределение системы хранения энергии для снижения риска

DISCO с высоким проникновением возобновляемых источников энергии», IEEE Trans.

Power Syst., Т. 29, нет. 1, pp. 212–220, Jan. 2014.

[22] Глобальная база данных Министерства энергетики США по хранению энергии [онлайн]. Доступно:

http://www.energystorageexchange.org

Фэнцзи Луо (M’13) получил степень бакалавра наук. и М.С. степени в области разработки программного обеспечения

от Чунцинского университета, Чунцин, Китай, в 2006 и 2009 годах, соответственно,

и докторская степень.Докторская степень в области электротехники, полученная в Университете Ньюкасла,

Каллаган, Австралия, в 2013 году.

В настоящее время он является научным сотрудником Центра интеллектуальных электрических сетей

, Каллаган, Австралия. Его исследовательские интересы включают

предполагаемых интеллектуальных приложений, распределенные вычисления и работу и планирование энергосистем

.

Кэ Мэн (M’10) получил докторскую степень. степень в области электротехники

Квинслендского университета, Брисбен, Австралия, в 2009 году.

В настоящее время он работает в Центре интеллектуальных электрических сетей (CIEN),

Университет Ньюкасла, Каллаган, Австралия. Его исследовательские интересы включают распознавание образов

, анализ устойчивости энергосистемы, ветроэнергетику и хранение энергии

.

Чжао Ян Дун (M’99 – SM’06) получил докторскую степень. степень в области электротехники

инженера Сиднейского университета, Сидней, Австралия, в 1999 году.

В настоящее время он является профессором и руководителем Школы электротехники и

информационной инженерии Сиднейского университета.Он является непосредственным председателем Ausgrid

и директором Центра интеллектуальных электрических сетей (CIEN),

Университета Ньюкасла, Каллаган, Австралия. Ранее он занимал демографические и промышленные должности aca

в Гонконгском политехническом университете,

и Transend Networks (ныне TasNetworks), Тасмания, Австралия. Его исследовательские интересы

включают интеллектуальные сети, планирование энергосистем, безопасность энергосистем, моделирование нагрузки, рынок электроэнергии и вычислительный интеллект, а также его применение

в энергетике.

Проф. Донг — редактор IEEE POW ER ENGINEERING LETTERS, IEEE

TRANSACTIONS ON SMART GRID, IEEE TRANSACTIONS ON SUSTAINABLE

ENERGY иIET Renewable Power Generation.

Безопасность, защита и управление энергосистемами с крупномасштабным проникновением ветровой энергии

% PDF-1.7 % 1 0 obj > / OCGs [5 0 R] >> / Outlines 6 0 R / Pages 3 0 R / StructTreeRoot 7 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 2 0 obj > поток 2018-08-10T22: 24: 28-07: 002018-08-10T22: 24: 27-07: 002018-08-10T22: 24: 28-07: 00Appligent AppendPDF Pro 5.5uuid: 7bcd461b-a955-11b2-0a00-782dad000000uuid: 7bce5576-a955-11b2-0a00-b05976aafc7fapplication / pdf

Безопасность, защита и управление энергосистемами с крупномасштабным проникновением ветровой энергии

Prince 9.0 rev 5 (www.princexml.com) AppendPDF Pro 5.5 Linux Kernel 2.6 64bit 2 октября 2014 Библиотека 10.1.0 конечный поток эндобдж 6 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 65 0 объект > эндобдж 66 0 объект > эндобдж 67 0 объект > эндобдж 68 0 объект > эндобдж 69 0 объект > эндобдж 70 0 объект > эндобдж 71 0 объект > эндобдж 72 0 объект > эндобдж 73 0 объект > эндобдж 74 0 объект > эндобдж 75 0 объект > эндобдж 188 0 объект >>>>>>>>>>>>>] / P 2191 0 R / Pg 2178 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 184 0 объект >] / P 2193 0 R / Pg 2178 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 185 0 объект >>>] / P 2196 0 R / Pg 2178 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 186 0 объект >>>] / P 2199 0 R / Pg 2178 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 187 0 объект >>>>] / P 2203 0 R / Pg 2178 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 213 0 объект >>>] / P 2207 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 214 0 объект >>>] / P 2210 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 211 0 объект >] / P 2212 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 212 0 объект >] / P 2214 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 218 0 объект >] / P 2216 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 219 0 объект >] / P 2218 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 207 0 объект >] / P 2220 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 208 0 объект >>>] / P 2223 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 227 0 объект >>>] / P 2226 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 228 0 объект >>>] / P 2229 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 209 0 объект >] / P 2231 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 210 0 объект >] / P 2233 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 229 0 объект >>>>>>] / P 2239 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 215 0 объект >>>] / P 2242 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 216 0 объект >>] / P 2245 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 221 0 объект >>] / P 2248 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 217 0 объект >] / P 2250 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 225 0 объект >] / P 2252 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 226 0 объект >] / P 2254 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 220 0 объект >>] / P 2257 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 223 0 объект >>>] / P 2260 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 224 0 объект >] / P 2262 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 222 0 объект >>] / P 2265 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 205 0 объект >] / P 2267 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 206 0 объект >] / P 2269 0 R / Pg 2205 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 345 0 объект >] / P 344 0 R / Pg 2271 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 347 0 объект >] / P 346 0 R / Pg 2271 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 358 0 объект >] / P 357 0 R / Pg 2274 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 365 0 объект >] / P 364 0 R / Pg 2276 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 366 0 объект >] / P 364 0 R / Pg 2276 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 822 0 объект >] / P 820 0 R / Pg 2279 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 824 0 объект >] / P 820 0 R / Pg 2279 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 821 0 объект >] / P 820 0 R / Pg 2279 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 826 0 объект >] / P 820 0 R / Pg 2279 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 829 0 объект >] / P 820 0 R / Pg 2279 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 831 0 объект >] / P 830 0 R / Pg 2279 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 859 0 объект >] / P 858 0 R / Pg 2286 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 851 0 объект >] / P 850 0 R / Pg 2286 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 857 0 объект >] / P 856 0 R / Pg 2286 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 869 0 объект >] / P 868 0 R / Pg 2290 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 870 0 объект >] / P 868 0 R / Pg 2290 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 876 0 объект >] / P 874 0 R / Pg 2290 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 877 0 объект >] / P 874 0 R / Pg 2290 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 881 0 объект >] / P 880 0 R / Pg 2290 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 886 0 объект >] / P 883 0 R / Pg 2296 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 890 0 объект >] / P 888 0 R / Pg 2296 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 1245 0 объект >] / P 1244 0 R / Pg 2299 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 1246 0 объект >] / P 1244 0 R / Pg 2299 0 R / S / Ссылка >> эндобдж 1251 0 объект >] / P 1250 0 R / Pg 2302 0 R / S / Link >> эндобдж 1250 0 объект > эндобдж 2302 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties >>> / Rotate 0 / StructParents 89 / Type / Page >> эндобдж 2304 0 объект [2301 0 R] эндобдж 2305 0 объект > поток HWnSY} WG [2f% Ԍ4 9n; 86U7Ө ^ VNj% G ח S1tr =] j54 ^ || -btz & ΓAB + J i ^:}} & z31z {& zX % 7 = | b0bBJ ‘׽ ~ [z3w۳? ^ CRh) 텏 q> 1 ~ wH̯s lb VnoEq = 03˴nO2) * ߉ ~ | XN & + 1].l] fo4j [j9 \ Srp? Z; Нет? DQF XccҥbR 狠

Где используется энергия ветра

Ветряные электростанции требуют тщательного планирования

Эксплуатация ветряной электростанции сложнее, чем просто установка ветряных турбин в ветреной местности. Владельцы ветряных электростанций должны тщательно спланировать, где разместить ветряные турбины, и должны учитывать, насколько быстро и часто дует ветер на площадке.

Хорошие места для ветряных турбин — это места, где среднегодовая скорость ветра составляет не менее 9 миль в час (миль в час) или 4 метра в секунду (м / с) для небольших ветряных турбин и 13 миль в час (5.8 м / с) для промышленных турбин. Благоприятные места включают вершины гладких округлых холмов; открытые равнины и вода; и горные ущелья, которые усиливают ветер. Ресурсы ветра обычно более благоприятны для производства электроэнергии на более высоких отметках над поверхностью земли. Большие ветряные турбины размещаются на башнях высотой от 500 до 900 футов.

Карта ветровых ресурсов США

Источник: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, U.S. Министерство энергетики (общественное достояние)

Нажмите для увеличения

Скорость ветра меняется по часам и сезонам

Ресурсы энергии ветра меняются по часам и сезонам на всей территории Соединенных Штатов. Скорость ветра обычно меняется в течение дня и от сезона к сезону. Например, в Техачапи, Калифорния, где расположено множество ветряных турбин, с апреля по октябрь ветер дует чаще, чем зимой, а днем ​​обычно дует самый сильный ветер.Эти колебания являются результатом сильной жары в пустыне Мохаве в летние месяцы. По мере того, как горячий воздух над пустыней поднимается, более прохладный и плотный воздух над Тихим океаном устремляется через горный перевал Техачапи, чтобы занять свое место. В Монтане сильные зимние ветры, проходящие через долины Скалистых гор, создают более сильные ветры зимой.

К счастью, сезонные колебания скорости ветра в Калифорнии и Монтане соответствуют потребностям потребителей в этих штатах в электроэнергии.В Калифорнии люди потребляют больше электроэнергии днем ​​и летом. В Монтане люди обычно потребляют больше электроэнергии зимой.

Расположение проектов ветроэнергетики в США

В 2019 году в 42 штатах были реализованы проекты ветроэнергетики коммунального масштаба, которые в совокупности произвели в общей сложности около 300 миллиардов киловатт-часов (кВтч). ¹ Пять штатов с наибольшим объемом производства электроэнергии за счет ветра в 2019 году — это Техас, Оклахома, Айова, Канзас и Калифорния.В совокупности эти штаты произвели почти 60% от общего объема выработки ветровой электроэнергии в США в 2019 году.

Ежемесячные и годовые данные о производстве электроэнергии на национальном и государственном уровне США доступны в браузере данных по электроэнергии Управления энергетической информации США (EIA), а почасовые данные о выработке электроэнергии с разбивкой по источникам топлива / энергии для 48 штатов, расположенных ниже по регионам, доступны в почасовой сетке. монитор.

Международная ветроэнергетика

Мировое производство ветровой электроэнергии также значительно увеличилось за последние годы.В 1990 году в 16 странах было выработано в общей сложности около 3,6 млрд кВтч ветровой электроэнергии. В 2000 году 49 стран произвели в общей сложности около 31 миллиарда киловатт-часов, а в 2017 году 129 стран произвели в общей сложности около 1129 миллиардов киловатт-часов ветровой электроэнергии.

• Китай 27%
• США 23%
• Германия 9%
• Индия 5%
• Соединенное Королевство 4%
• Испания 4%
• Бразилия 4%
• Канада 3%
• Франция 2%
• Турция 2%

Международный портал статистики энергетики EIA предоставляет данные о производстве ветровой электроэнергии по регионам и странам мира.

Ветряки в океане

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Морская ветроэнергетика

Воды у побережья США обладают значительным потенциалом для выработки электроэнергии за счет энергии ветра. В настоящее время в США есть один действующий морской ветроэнергетический проект: ветряная электростанция на Блок-Айленде у побережья Род-Айленда с мощностью выработки электроэнергии 30 мегаватт (МВт).Несколько других ветроэнергетических проектов у восточного побережья США находятся на стадии планирования. По состоянию на конец 2017 года в одиннадцати европейских странах действовали проекты морской ветроэнергетики.

Последнее обновление: 24 марта 2020 г.

.