Мировая практика выбора конструкций ВЭУ, их влияние на экономические характеристикии выбор ВЭУ для России

Содержание

Слайд 2

В учебнике «Ветродвигатели и ветроустановки»
д.т.н. Фатеева Е.М. изд. 1948г. описаны следующие

В учебнике «Ветродвигатели и ветроустановки» д.т.н. Фатеева Е.М. изд. 1948г. описаны следующие
типы ветроколёс («ветротурбин» в современной международной терминологии) :

Крыльчатое

Роторное карусельное

Слайд 3

Роторное барабанное

Савониуса

Эффект Магнуса/Флеттнера

Роторное барабанное Савониуса Эффект Магнуса/Флеттнера

Слайд 4

Роторная крыльчатая установка

Роторная крыльчатая установка

Слайд 5

Сравнение типов ветротурбин по теоретической аэродинамической характеристике ξ (КПД ветротурбины)

Сравнение типов ветротурбин по теоретической аэродинамической характеристике ξ (КПД ветротурбины)

Слайд 6

Ветер

Ветер

Слайд 7

Облик современной ВЭУ

Облик современной ВЭУ

Слайд 8

Современная ВЭУ

Главная характеристика ВЭУ - себестоимость получаемой электроэнергии.

Современная ВЭУ Главная характеристика ВЭУ - себестоимость получаемой электроэнергии.

Слайд 9

ξ = 0,593

ξ = 0,41

ξ = 0,192

Классическая

Карусельная крыльчатая

Карусельная роторная

ξ = 0,593 ξ = 0,41 ξ = 0,192 Классическая Карусельная крыльчатая Карусельная роторная

Слайд 10

Эффективность несущего профиля лопасти или крыла характеризуется коэффициентом качества профиля К:
К

Эффективность несущего профиля лопасти или крыла характеризуется коэффициентом качества профиля К: К
= Су / Сх
Су – характеризует подъёмную силу профиля (т.е. полезный эффект),
Сх – характеризует силу сопротивления профиля (т.е. вредный эффект).
Для вращающегося цилиндра К = 3
Для профилей достижим К = 28.
Теоретический КПД ξ = 0,593.

ВЭУ на основе эффекта Магнуса-Флеттнера

Слайд 11

Реальные ветроустановки

Основная борьба между теми или иными производителями идет не в

Реальные ветроустановки Основная борьба между теми или иными производителями идет не в
разрезе типов ветродвигателей,
а в технологии производства, надежности и стоимости оборудования.

Слайд 12

Мировые тенденции развития конструкций ВЭУ


- увеличение КПД ВЭУ;
-

Мировые тенденции развития конструкций ВЭУ - увеличение КПД ВЭУ; - увеличение коэффициента
увеличение коэффициента использования установленной мощности;
- рост единичной мощности установки;
- размещение оси ветротурбины на максимально возможной высоте;
- адаптивность ВЭУ (приспосабливаемость базовой конструкции) к району и особенностям применения;
- формирование цены по размеру ветротурбины и высоте башни;
- уменьшение количества механически изнашиваемых агрегатов;
- минимизация участия человека в управлении установкой;
- снижение материалоёмкости, в первую очередь металлоёмкости;
- снижение трудозатрат на механическую обработку деталей;
- снижение вредного влияния на макросистему (ВЭС на сеть и шум ВЭУ);
- снижение массы агрегатов ВЭУ для снижения требования грузоподъёмности (и соответственно цены) к строительно-монтажной технике и обустройству строительной площадки,
- минимизация требования к квалификации работников выполняющих монтаж и наладку.
- снижение требований к эксплуатации ВЭУ для минимизации затрат на эксплуатацию и ремонт, а также снижения требования к квалификации эксплуатационного персонала.

Слайд 13

Почему три лопасти?

Формула идеальной ветротурбины:
- Ось вращения параллельна направлению скорости ветра.

Почему три лопасти? Формула идеальной ветротурбины: - Ось вращения параллельна направлению скорости
- Бесконечное количество лопастей, ширина которых стремится к нулю.
- Сопротивление лопастей равно нулю, а сами лопасти по всей своей длине одинаково эффективно работают.
- Количество энергии, снимаемое с потока в каждой точке ометаемой площади, постоянно.
- Угловая скорость вращения стремится к бесконечности.
Три лопасти компромисс между
С одной стороны
стремлением обеспечить конструктивную прочность лопастей и снизить динамические нагрузки,
удешевить ВЭУ путём уменьшения количества лопастей,
обеспечить допустимый уровень аэродинамических шумов и вибраций, усиливающихся с ростом скорости движения концов лопастей
и
с другой стороны
стремлением к увеличению КПД ветротурбины, растущего с увеличением оборотов ветротурбины и числа лопастей.

Слайд 14

Какие ВЭУ лучше – с мультипликатором или без?

ВЭУ с низкооборотными генераторами

Какие ВЭУ лучше – с мультипликатором или без? ВЭУ с низкооборотными генераторами
занимают около 15…17%рынка.

ВЭУ с мультипликаторным приводом, ширина гондолы 2,5м

ВЭУ Enercon
Диаметр гондолы 8м

ВЭУ Harakosan
Диаметр гондолы 4м

Преимущества прямоприводных ВЭУ:
- выше КПД;
- проще монтаж;
- дешевле эксплуатация;
- выше межремонтный ресурс;
- ниже вредное влияние на макросистему (ВЭС на сеть);
- проще при освоении производства.

Слайд 15

Для чего такая тонкая высокая башня?

С созданием системы pitсh-контроля ( управления углом

Для чего такая тонкая высокая башня? С созданием системы pitсh-контроля ( управления
атаки лопастей), разрушающие нагрузки на башню намного снизились (на лопасти и прочие элементы также). Конструкторы ВЭУ создали «Гибкую башню», как более лёгкую и дешёвую.

Высокая башня позволила поднять ветротурбину повыше, что повысило выработку энергии

Слайд 16

Какой мощности ВЭУ наиболее востребованы в мире?

Наиболее востребованными в мире сегодня стали

Какой мощности ВЭУ наиболее востребованы в мире? Наиболее востребованными в мире сегодня
установки мощностью в пределах 1,5…2,5МВт, применяемые для строительства ВЭУ на суше
и установки от 3-х МВт и выше, как правило, применяемые для строительства ВЭС в прибрежной зоне с фундаментом на морском дне.
Такое разделение по размерам в первую очередь связано с возможностями транспорта и монтажной техники.

Как изменяется удельная цена ВЭУ с ростом установленной мощности?

В сегодняшнем мире более корректно связывать цену установки не с мощностью установленного генератора, а с размером ветротурбины и высотой башни.
Производители для различных по силе ветра районов предлагают различного размера установки при одном и том же генераторе.

Слайд 17

Разделение ВЭУ одной мощности по ветровым районам

I район

I I район

III район

Разделение ВЭУ одной мощности по ветровым районам I район I I район III район

Слайд 18

Эти различия ВЭУ для разных ветровых районов отражаются в наименованиях

Эти различия ВЭУ для разных ветровых районов отражаются в наименованиях

Слайд 19

Зависимость стоимости ВЭУ от диаметра ветротурбины и единицы установленной мощности (цифры 2002

Зависимость стоимости ВЭУ от диаметра ветротурбины и единицы установленной мощности (цифры 2002
года, на сегодня их нужно увеличить на 25..30%).

От диаметра ветротурбины

От мощности генератора

Слайд 20

ВЭУ для России

В качестве основных критериев выбора конструкции ВЭУ для строительства ВЭС

ВЭУ для России В качестве основных критериев выбора конструкции ВЭУ для строительства
в России приняты
минимальные затраты времени и средств
как для строительства ВЭС, наладки и эксплуатации, так и для освоения производства этих ВЭУ в России.
В соответствии с этими критериями предложены основные принципы по выбору ВЭУ.

Слайд 21

Основные принципы по выбору ВЭУ:
1. Конструкция ВЭУ должна строиться на основе

Основные принципы по выбору ВЭУ: 1. Конструкция ВЭУ должна строиться на основе
принятых в мире отработанных технических решениях и, в противоположность, не содержать (или содержать минимум) технических решений, требующих конструктивной доводки и отработки.
2. Конструкция ВЭУ должна следовать мировым тенденциям развития техники в общем смысле и ВЭУ-строения в частности:
- увеличение КПД машины;
- размещение оси ветротурбины на максимально возможной высоте для максимального использования установленной мощности;
- адаптивность ВЭУ (приспосабливаемость базовой конструкции) к району и особым условиям применения;
- уменьшение количества механически изнашиваемых агрегатов и деталей;
- минимизация технического обслуживания;
- минимизация участия человека в управлении установкой;
- снижение материалоёмкости, в первую очередь металлоёмкости;
- снижение трудозатрат на механическую обработку деталей;
- снижение вредного влияния на макросистему (ВЭС на сеть и шум ВЭУ);
- стабилизация выходных параметров тока ВЭУ (в первую очередь частоты) мощной силовой электроникой;
- приближение производства к месту применения (локализация).
3. Конструкция ВЭУ должна иметь наибольший эффективный потенциал развития и совершенствования (т.е. улучшения характеристик, приведенных и п.2 по сравнению с предлагаемыми на рынке).

Слайд 22

4. Конструкция ВЭУ должна быть наиболее пригодной для производства в России

4. Конструкция ВЭУ должна быть наиболее пригодной для производства в России с
с минимально возможными начальными затратами.
5. Агрегаты, закупаемые на первом этапе производства ВЭУ за рубежом, должны быть такими, чтобы затраты и технические проблемы при освоении их производства в России могли быть минимальными.
6. Размер отдельно транспортируемых агрегатов должен позволять осуществлять транспортировку агрегатов в российских условиях.
7. Конструкции агрегатов ВЭУ должны иметь минимально возможный вес для снижения требования грузоподъёмности (и соответственно цены) к строительно-монтажной технике и обустройству строительной площадки, а также позволить минимизировать требования к квалификации работников при монтаже и наладке.
8. Требования к эксплуатации ВЭУ должны позволять минимизировать затраты на эксплуатацию и ремонт, а также снижать требования к квалификации эксплуатационного персонала.
9. Конструкция и эксплуатация ВЭУ должны быть приспособлены к суровым и разнообразным российским условиям.

Слайд 23

Наиболее полно соответствующая критериям и отвечающая принципам конструкция ВЭУ

Наиболее полно соответствующая критериям и отвечающая принципам конструкция ВЭУ
Имя файла: Мировая-практика-выбора-конструкций-ВЭУ,-их-влияние-на-экономические-характеристикии-выбор-ВЭУ-для-России.pptx
Количество просмотров: 147
Количество скачиваний: 0