Практическая работа № 4
ТЕМА:
ЦЕЛЬ:
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫВЕТРОГЕНЕРАТОРА
Основные составляющие ветрогенератора:
1. Генератор - преобразователь механической энергии в электрическую. Генератор заряжает аккумуляторные батареи. Чем выше скорость ветра, тем быстрее заряжаются батареи.
2. Лопасти ветрогенератора - часть ветрогенератора, которая подвергается силе ветра, а затем воздействует на генераторный вал.
3. Мачта - устройство на котором крепится генератор и лопасти. От высоты мачты зависит скорость и устойчивость работы ветрогенератора.
Дополнительные компоненты ветрогенератора:
1. Контроллеры - устройство управления ветрогенератором, отвечающее за направление лопастей, особенности заряда аккумулятора, защиту ветрогенератора. Основной функцией контроллера является преобразование переменной энергии в электрическую постоянную.
2. Батареи аккумулятора - приборы для накапливания энергии, которую используют в то время когда отсутствует ветер. Еще одной функцией аккумулятора выступает выравнивание и стабилизация энергии, вырабатываемой генератором. Аккумуляторные батареи обеспечивают электропитание.
3. Анемоскопы или устройства измерения направления ветра - собирают и обрабатывают данные о скорости, направлении и порывах ветра. Анемоскопы устанавливают на более мощных ветрогенераторах, предназначенных для переработки большого количества энергии.
4. Автоматические регуляторы питания предназначены для объединения ветрогенератора, электросети, дизельного генератора или других источников энергии.
5. Инверторы - устройства для переработки постоянного тока в переменный, предназначенный для работы бытовой и электротехники.
Лопасти ротора ветротурбины получают мощность от ветра, замедляя его. Они оказывают сопротивление ветру, и ветер налегает на них с той же силой. Сила напора используется в самых ранних ветряках. Лопасти с горизонтальной осью не могут двигаться по направлению ветра, таким образом они не могут получить никакой пользы от силы напора. Вместо этого они используют подъемную силу.з
Ветрогенераторы различаются по следующим основным признакам:
- количеству лопастей;
- материалам изготовления лопастей;
- расположению оси вращения по отношению к земле;
- шаговому признаку винта.
По числу лопастей они бывают одного-двух-трех и многолопастные. Последние начинают свое вращение при малейшем движении воздуха, но применимы лишь для таких целей, где важен сам факт вращения, а не вырабатываемая электроэнергия. То есть, они незаменимы, скажем, при перекачке воды из глубоких колодцев.
По материалам, из чего сделаны лопасти, различают жёсткие и парусные ветрогенераторы. Парусные намного дешевле жёстких, сделанных из стеклопластика, или из металла..
По расположению оси вращения к поверхности почвы различают горизонтальные ветрогенераторы и вертикальные. Их отличия настолько деликатны, что при разных условиях они меняются местами в своём превосходстве. С вертикальной осью ветряки сразу схватывают малейшие дуновения ветерка, не требуют флюгера, но они менее мощные, чем горизонтальные.
По шаговому признаку винта ветрогенераторы бывают с изменяемым и фиксированным шагом. Изменяемый шаг, бесспорно, даёт возможность увеличить скорость вращения, но конструкция сложна. Она увеличивает вес ветряка, то есть, требует лишних затрат. Куда более прост и надёжен фиксированный шаг.
Варианты использования ветрогенератора в системе электроснабжения:
· работа ветряка с аккумулятором в автономном режиме;
· параллельная работа ветрогенератора на аккумуляторах и солнечных батареях;
· работа ветрогенератора с параллельным использованием резервного (дизельного, бензинового или газового) генератора;
· параллельная работа ветрогенератора и обычной электросети.
Преимущества использования ветрогенератора:
· получение экологически чистой, безопасной и надежной электроэнергии,
· снижение расходов оплаты за электричество;
· бесшумность работы устройства;
· наибольшее количество энергии ветрогенератор производит осенью или зимой, во время большей востребованности электричества для обогрева помещений;
· цена на ветрогенераторы намного ниже, чем стоимость альтернативных источников получения электроэнергии;
· возможность ветрогенератора параллельно работать с другими источниками электроэнергии;
· возможность выбора мощности ветроустановки, в зависимости от типа местности и количества необходимой электроэнергии;
· возможность использования ветрогенераторов на яхтах или кораблях;
· потратившись один раз на ветроустановку, обеспечивается электроснабжение минимум на 20 лет.