Техника - молодёжи 1992-12, страница 29

ветроустановки малой мощности — от 0,5 до 2 кВт. Их потребность оценивается минимум в 5 — 7 тыс. штук в год, а основные области применения: подъем воды, электроснабжение отдаленных объектов и населенных пунктов и другие нужды.

Такие ВЭУ могут напрямую использовать механический привод для работы насосов, что, правда, не всегда эффективно. Поэтому ветроколесо соединяют с генератором электроэнергии, и она питает электродвигатели насоса, мельницы, других машин, идет на освещение, отопление помещений, заряжает аккумуляторы. Причем затраты на 1 кВт ч снижаются примерно на 20 — 30% по сравнению с бензиновой или дизельной электроустановкой.

Ветряки мощностью 5 — 20 кВт и больше тоже обычно автономны Но си стсмы, которым они выдают энергию, уже привередливее, требуют подачи энергии более высокого качества и не допускают перерывов в питании, скажем, в периоды безветрия. Поэтому им необходим «дублер», то есть резервные источники энергии, например, дизельные двигатели той же, как у ВЭУ, или меньшей мощности. Потребность в таких ВЭУ в России уже в первые 1—2 года предполагается в количестве 1.5 — 2 тыс. в год, а затем спрос на них будет расти.

Что касается более мощных ветроу-становок (свыше 100 кВт), то они применяются как электростанции и включаются обычно в энергосистемы. За счет этого экономятся нефть, газ, уголь, снижаются вредные воздействия на среду обитания. Ветровые электростанции выгодны, как правило, в удаленных от центра России регионах, в которых среднегодовая скорость ветра составляет 6 м/с и выше и которые бедны другими источниками энергии, а также в зонах, куда доставка топлива очень дорога. В первую очередь это Сахалин, Камчатка, Арктика, Крайнии Север и т.д. Потребность в этих ВЭУ в ближайшие годы составит 50 — 100 штук в год.

Исходя из результатов изучения потребителей, концерн разработал ветроэнергетическую программу. На первом ее этапе предусмотрено создание и выпуск установок мощностью 0,5 — 5 кВт, на втором — более мощных систем.

Но мало спрогнозировать рынок. Надо завоевать его, опередить конкурентов, которых сегодня уже немало. Причем наряду с отечественными наверняка скоро появятся и зарубежные фирмы

А ведь хотелось бы и самим выйти на мировой рынок. Значит, надо найти новые эффективные решения, схемы механизмов, выявить слабости конкурентов, увидеть, где их можно обойти. Скажем, известно, что за рубежом для подъема воды в основном применяются ВЭУ с тяжелыми тихоходными двигателями и поршневыми насосами. Мы же решили выпускать более легкие, быстроходные машины. Далее, быстроходные ВЭУ иностранных фирм работают главным образом, начиная со скоростей ветра 5-6

Ветроустановки «Конвет - 1Б» (с гева) и «Кон-вет 1Э» в действии

м/с. Отсюда задача, которую мы поставили перед собой,— снизить «стартовую» скорость ветра, гем самым увеличив период использования вегряка

И кроме того, ВЭУ, конечно, должны иметь высокий КПД, быть легкими, простыми в монтаже и эксплуатации, надежными и дешевыми, а получаемая электроэнергия мало зависеть от изменения силы воздушного потока.

Многое из этого уже реализовано в ве-троустановках, которые концерн готовит к выпуску. Так, их аэродинамический КПД составляет 0,46 — 0,48 против 0,39 — 0,42 у ныне выпускаемых, что достигнуто за счет применения высококачественных неметаллических лопастей с более совершенным, крученным по длине профилем. Особая конструкция лопастей и специальные приспособления позволили добиться, чтобы ВЭУ эффективно начинала работать уже при силе ветра 4 м/с.

Важно подчеркнуть, что ветроколесо автоматически ориентируется по направлению ветра и лопасти устанавливаются на оптимальные углы атаки.

Как известно, беда многих ветряков — мощные воздушные потоки, под действием которых они нередко ломаются. Мы применили различные автоматические устройства, чтобы не дать колесу чрезмерно раскрутиться при сильном ветре, ограничить мощность ВЭУ. Главное их достоинство — простота изготовления и надежность.

А теперь о некоторых характеристиках конкретных установок.

«Конвет-0» мощностью 0,5 кВт имеет трехлопастное колесо диаметром 2 м, ра

ботает с вибрационным или центробежным погружным насосом, а также может заряжать аккумулятор. Масса установки не превышает 100 кг. Монтируют ее два человека заЗ — 4 ч. В средней полосе России она способна выработать в год 1,5 — 1,8 тыс. кВт.ч энергии, поднять с глубины 20 — 25 м в среднем 2 — 2,5 тыс. куб.м воды.

«Конвет-1В» мощностью 2 кВт имеет быстроходное колесо диаметром 4 м с тремя лопастями. Работает ВЭУ с одновинтовым насосом, который поднимает с глубины 25 — 30 м до 15 куб м воды в час. Кроме того, установка оснащена генератором небольшой мощности, заряжающим аккумулятор. На наладку ВЭУ и пуск ее в эксплуатацию двум человекам требуется один рабочий день В районах с хорошими ветровыми условиями такая ВЭУ способна поднять в год 2000 — 3000 куб.м воды и выработать дополнительно 1 — 1,5 тыс. кВт.ч электроэнергии Масса установки около 500 кг.

«Конвет-1Э» предназначен для выработки электроэнергии. Предусмотрен выпуск двух модификаций — с асинхронным генератором (2 кВт, 230 В) и индукторным генератором постоянного тока (12 или 24 В). Ветроколесо с двумя лопастями вращает генератор, от которого питается электродвигатель насоса. Благодаря применению инвертора или выпрямителя можно обеспечивать энергией телевизор, холодильник, радиоприемник, заряжать аккумуляторную батарею. В зонах со среднегодовыми скоростями ветра 5 — 6 м/с стоимость 1 кВт ч от такой ВЭУ будет в 1,4 — 1,7 раза ниже, чем от равноценного по мощности бензинового агрегата. Масса установки 460 кг.

Сейчас ведется разработка «Конвета-2Э» мощностью 6 кВт с ветроколесом диаметром 8 м. Здесь применяется новая автоматическая универсальная система ограничения мощности ВЭУ й частоты вращения ветроколеса, годная при различном использовании установки: автономном, совместно с дизелем, наконец, в энергосистемах.

Ожидаемая выработка энергии 12 — 14 тыс.кВт.ч в год. Ее себестоимость в районах со среднегодовыми скоростями ветра 6 — 7 м/с на 40 — 45% ниже, чем затраты на получение энергии от бензинового агрегата равной мощности

Есть уверенность, что созданный на творческой и коммерческой основе союз конструкторов, ученых и производственников позволит уже в 1993 году начать выпуск различных ветроустановок.

Отметим, что этими машинами заинтересовались потребители и фирмы Латинской Америки, а также посредники из ряда других стран, которые готовы продавать наши агрегаты зарубежным покупателям.

27