Главная Обратная связь

Дисциплины:






Преимущества малой гидроэнергетики



Современная гидроэнергетика по сравнению с другими традиционными видами электроэнергетики является наиболее экономичным и экологически безопасным способом получения электроэнергии. Малая гидроэнергетика идет в этом направлении еще дальше. Небольшие электростанции позволяют сохранять природный ландшафт, окружающую среду не только на этапе эксплуатации, но и в процессе строительства. При последующей эксплуатации отсутствует отрицательное влияние на качество воды: она полностью сохраняет первоначальные природные свойства. В реках сохраняется рыба, вода может использоваться для водоснабжения населения.В отличие от других экологически безопасных возобновляемых источников электроэнергии - таких, как солнце, ветер, - малая гидроэнергетика практически не зависит от погодных условий и способна обеспечить устойчивую подачу дешевой электроэнергии потребителю. Еще одно преимущество малой энергетики - экономичность. В условиях, когда природные источники энергии - нефть, уголь, газ - истощаются, постоянно дорожают, использование дешевой, доступной, возобновляемой энергии рек, особенно малых, позволяет вырабатывать дешевую электроэнергию. К тому же сооружение объектов малой гидроэнергетики низкозатратно и быстро окупается.Так, при строительстве малой ГЭС установленной мощностью около 500 кВт стоимость строительно-монтажных работ составляет порядка 14,5-15,0 млн рублей. При совмещенном графике разработки проектной документации, изготовления оборудования, строительства и монтажа малая ГЭС вводится в эксплуатацию за 15-18 месяцев.Себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на подобной ГЭС, составляет не более 0,45-0,5 рублей за 1 кВтч, что в 1,5 раза ниже, чем стоимость электроэнергии, фактически реализуемой энергосистемой. Кстати, в ближайшие один-два года энергосистемы планируют ее увеличить в 2-2,2 раза.Таким образом, затраты на строительство окупятся за 3,5-5 лет. Реализация такого проекта с точки зрения экологии не нанесет ущерба окружающей среде.

 

16. Микро – Гэс наплавного типа

Гидроэлектростанция предназначена для преобразования энергии речного потока в электрическую энергию. Устройство содержит плавучее основание, выполненное в виде катамарана, на котором размещены привод генераторов тока, генераторы тока, система стабилизации параметров тока, подводная активная турбина, способная работать в полностью погруженном состоянии, и ее подъемник. Турбина выполнена в виде ленточного транспортера, установленного на ребро под углом к потоку реки. По всей ширине и длине транспортерной ленты закреплены лопасти турбины, выполненные, например, из эластичного материала. Каждая лопасть выполнена в виде ковша, способного складываться и ложиться на транспортерную ленту при переходе с рабочей на холостую ветвь транспортера и имеющего на внешней поверхности карман для автоматического подъема лопасти потоком реки, при переходе ее из холостого в рабочее положение. Подъемник самой турбины имеет в своем составе коромысло, на которое подвешивается турбина, одним концом шарнирно закрепленное на плавучем основании станции, вторым - на раме турбины, с закрепленным на ней коническим редуктором привода генераторов тока, причем таким образом, что продольные оси шарниров коромысла подъемника и продольная ось ведомой шестерни конического редуктора расположены на одной линии. Кроме того, станция оборудована устройствами, позволяющими изменять угол установки турбины к потоку реки в процессе работы станции. 4 ил.



 

 

 

17. Принципы преобразования энергии ветра

Принцип преобразования ветра и возможности ветрогенераторов

 

Ветер – не что иное, как перемещение воздушных масс, которое обусловлено разницей температур в атмосфере. Другими словами, ветровая энергия - это солнечная энергия, превращенная в механическую. Оборудование, при помощи которого ветровая энергия превращается в электроэнергию, называется ветрогенераторами или ветроэлектростанциями, которые и производит наша компания. Здесь мы вам расскажем о принципах преобразования ветра в электрическую энергию.

 

Мельницы и водяные насосы, приводимые в действие ветряной энергией, используются людьми несколько сотен лет. Если разумно организовать применение ветроэнергетики, то восполняемый и недорогой источник энергии ветер в состоянии обеспечить основную долю необходимой энергии в любой сфере народного хозяйства. Благодаря используемым принципам преобразования ветра, ветрогенераторы, которые превращают ветровую энергию в тепловую, механическую или электрическую могут снабдить электроэнергией системы искусственного орошения, механические установки на фермах, системы вентиляции, обеспечить снабжение горячей водой, отоплением, организуют подъем воды для пастбищ и садов и так далее.

Принцип преобразования ветра ,ветрогенераторы и их преимущества

 

Ветрогенераторы, применяющие принципы преобразования ветра, выгодно отличаются от других источников энергии тем, что они не требуют материальных затрат на разработку и доставку топлива, трудовых затрат на их сооружение требуется в десять раз меньше, чем на сооружение атомной электростанции или тепловой, ветрогенераторы обладают большим спектром использования энергии, они могут работать независимо, а могут работать в комплексе с иными источниками автономной энергии, для сдачи в эксплуатацию не требуют много времени, не загрязняют окружающую среду.

Принцип преобразования ветра и сила используемая ветрогенератором

 

Работа ветряных генераторов основана на следующем принципе преобразования ветра: ветряная энергия превращается в механическую энергию посредством рабочих механизмов самого ветряного генератора. Самым главным рабочим механизмом ветрового генератора является ветроколесо, на которое попадает энергия ветра, и которую ветряное колесо превращает в кинетическую энергию своего обращения.

 

Говоря о принципе преобразования ветра, необходимо напомнить, что обращение ветряного колеса становится возможным благодаря тому, что на абсолютно любое тело, которое обтекает газ с определенной скоростью, действует некоторая сила, которая раскладывается на две компоненты: первая - это сила, расположенная вдоль набегающего потока, и вторая - это сила, расположенная перпендикулярно скорости набегающего потока, еще ее называют подъемной силой. Согласно принципу преобразования ветра, благодаря этим двум силам, рабочее ветряное колесо ветрогенератора приводится в работу.

 

Ветрогенераторы различают по двум особенностям: первая особенность - форма ветряного колеса, а вторая особенность - размещение ветряного колеса относительно направления ветра. В зависимости от способа размещения ветряного колеса ветровые генераторы нашего производства, получили названия: горизонтально - осевые и вертикально-осевые. Следует отметить, что ветряные генераторы, принципом преобразования ветра, которых есть сил, направленная вдоль скорости потока, состоят из лопастей всевозможных форм, которые закреплены вертикально оси.

 

Такие ветровые генераторы в основном совершают обороты с линейно скоростью, которая меньше скорости ветра, а ветрогенераторы с заложенным принципом преобразования ветра, который основан на силе, направленной перпендикулярно скорости потока, совершают обороты с линейной скоростью, которая значительно превосходит скорость ветра.

Принцип преобразования ветра

 

Ниже приведем характеристики, которыми обладают ветряные колеса нашего производства:

 

горизонтально-осевые ветряные колеса характеризуются площадью, которую покрывают его лопасти при обращении,

вертикально - осевые колеса характеризуются площадью лобового сопротивления

на принципе преобразования ветра сказывается горизонтальное заполнение, которое равно отношению площади проекции лопастей на плоскость, расположенную перпендикулярно потоку к площади, которая покрывается этими лопастями,

коэффициент, который дает представление о результативности употребления ветряным колесом ветряной энергии, данный коэффициент непосредственно зависит от устройства ветряного колеса,

принцип преобразования ветра зависит от фактора быстроходности, который равен скорости лопасти к скорости ветра.

 

 

18. Мощность ветрового потока и ветроколеса

Ветроустановки при работе используют эффект возникновения подъемной силы, действующей на лопасти ветротурбины, которая в свою очередь вращает генератор, вырабатывающий электроэнергию. Из-за переменного характера ветра, частота и выходное напряжение генератора также нестабильно, поэтому невозможно организовать питание потребителей напрямую от ВЭУ. В аэродинамике широко применяется эффект возникновения подъемной силы при действии потока воздуха на жесткий профиль определенного сечения. Этот эффект используют ветроустановки и ветроэнергетические системы. За счёт специального сечения лопастей и выбора оптимального угла атаки, достигается коэффициент использования ветра до 0.48.

Коэффициент использования ветра – отношение кинетической энергии потока после прохождения через ветроколесо к энергии свободного потока до него. Квпоследо

В малых ВЭУ, в отличие от крупных, не используется система изменения угла атаки лопастей, поэтому их эффективность меняется в зависимости от скорости ветра.

Мощность ветрового потока – Nв = 1/2 mV2t-1 , где m = pLS = 3.14pLD2/4 – масса воздуха, проходящего через площадь, ометаемую ветроколесом, за время t; V – скорость ветра, D – диаметр ветроколеса, p – плотность воздуха – 1,205 кг/м3.

Как видно из приведенных формул, основными параметрами влияющими на мощность ветрового потока являются скорость ветра (в 3-ей степени) и диаметр ветроколеса (в квадрате). То есть, мощность ветрового потока увеличивается в 8 раз при возрастании скорости ветра в 2 раза. Скорость ветра распределена неравномерно по высоте потока. Как правило данные о скорости ветра приведены на высоте флюгера (3 м), а ветроустановки располагают на башнях высотой 10-12 м. Распределение скоростей ветра по высоте определяется соотношением: (h1/h2)m=(V1/V2), где m~0.2 – коэффициент возрастания скорости ветра в приземном слое.

 

19. Схемы аккумулирования ветровой энергии

 

Главным недостатком энергии ветра является ее нестабильность. От этого недостатка, можно избавиться путем аккумулирования ветроэнергии в сжатый воздух. Когда есть избыток ветра, включаются компрессоры, запасая сжатый воздух в баллонах и в подземных скважинах. А когда ветра нет, то от этого сжатого воздуха можно обратно получить электроэнергию и механическую энергию. Таким образом, получение ветроэнергии можно превратить в стабильный процесс, не зависящий от присутствия или отсутствия ветра.

 

Имеется несколько способов аккумулировать энергию на случай безветренных дней. Простейший из них - создать систему двух резервуаров, один из которых залегает ниже другого. В ветреные дни производимое электричество можно использовать для закачки воды из нижнего резервуара в верхний. А когда ветрогенератор бездействует, достаточно открыть перемычку - и вода устремится из верхнего резервуара в нижний, вращая по пути турбину, которая будет давать электроэнергию. Еще один способ аккумулирования - использование ветровой энергии для электролиза воды - получения водорода и кислорода из воды. Водород - идеальное топливо, которое может заменить любой тип горючего. Теплота его сгорания втрое выше, чем у бензина. Если в ветреные дни создать достаточный запас водорода, его можно транспортировать в любое место по газопроводам, а затем использовать в топливных элементах.

 

 

20. Существующие типы ветровых колёс

 

 

Рассмотрим горизонталь­но-осевые ветроколеса пропеллерного типа. Основной вращаю­щей силой у колес этого типа является подъемная сила. Отно­сительно ветра ветроколесо в рабочем положении может рас­полагаться перед опорной башней или за ней. При переднем расположении ветроколесо должно иметь аэродинамический стабилизатор или какое-либо другое устройство, удерживающее его в рабочем положении. При заднем расположении башня частично затеняет ветроколесо и турбулизирует набегающий на него поток. При работе колеса в таких условиях возникают цик­лические нагрузки, повышенный шум и флуктуации выходных параметров ветроустановки. Направление ветра может изменяться довольно быстро, и ветроколесо должно четко отслеживать эти изменения. Поэтому в ВЭУ мощностью более 50 кВт для этой цели используются электрические серводвигатели.

В ветроэлектрогенераторах обычно используются двух- и трехлопастные ветроколеса, последние отличаются очень плав­ным ходом. Электрогенератор и редуктор, соединяющий его с ветроколесом, расположены обычно на верху опорной башни в поворотной головке. В принципе их удобнее размещать внизу, но возникающие при этом сложности с передачей крутящего мо­мента обесценивают преимущества такого размещения. Много­лопастные колеса, развивающие большой крутящий момент при слабом ветре, используются для перекачки воды и других целей, не требующих высокой частоты вращения ветрового колеса.

21.





sdamzavas.net - 2018 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...