Проектирование ветроэнергетической установки для котельной
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
енную практическим путем для ветроколес с разным количеством лопастей:
лопастное ветроколесо Z = 7 3 лопастное ветроколесо Z = 5
И по приведенной ниже формуле рассчитаем обороты ветроколеса:
= V / L * Z * 60
Обороты ветроколеса в зависимости от скорости ветра, диаметра и быстроходности (об/мин) Диаметр ветроколеса (м) Скорость ветра м/сВетроколесоZ1234567891011122-лопастное7671342012683344014685356026697368033-лопастное54896143191239287334382430478525573
8. На основании данных формул, делаем расчет для ветроустановки в Excel
Шаг ветроколеса1,5м. Быстроходность ветроколеса5-7ZКПД мультиплексора 0,7Диаметр ветроколеса наружн. 3,1м. Площадь ветроколеса7,4м. кв. Сопротивление генератора0,5ОмДиаметр ветроколеса внутр. 0,4м. Площадь 1-й лопасти0,5м. кв. Обороты генератора на 1 v43об/минШирина лопасти 0,2м. Площадь всех лопастей1,5м. кв. Коэффициент редуктора 1: 40Количество лопастей 2-3шт. Коэффициент заполнения0,5Напряжение нагрузки28VКоэфф. использования энергии ветра0,35КПД генератора0,7Ток обмотки возбуждения0,5AВысота установки над землей 9м. Обороты генератора1204об/минСопротивление нагрузки1ОмРасчет крутки лопастиРастояние до сечения 102131415262728393103114124134145155Угол установки сечения (град.) 66,649,137,630,024,821,118,316,114,413,011,910,910,19,48,8Ветровые характеристикиСкорость ветра на высоте земли (м/с) 34567891011121314151617Скорость ветра на высоте X (м/с) 3,74,96,27,48,69,911,112,313,614,816,017,318,519,821,0Давление ветра 6,411,317,725,534,745,457,470,985,7102,0119,8138,9159,4181,4204,8Показатели ветроэлектроустановкиОбороты ветроколеса (об/мин) 273336414857657177838995101107114Обороты генератора. (об/мин) 109613201452164719212284259328363080332335673810405442974540Напряжение (V) 25313438455360667277838994100106Ток в цепи нагрузки (А) 0,02,75,810,316,725,132,338,043,649,354,960,666,371,977,6Мощность реальная (Вт) 07616128946770490410631221138015381697185520142173КПД установки, (%) 0,013,815,015,615,916,014,512,410,79,38,27,26,45,75,2
9. Блок схема ВЭС
(1) Фундамент
(2) Силовой шкаф, включающий силовые контакторы и цепи управления
(3) Башня
(4) Лестница
(5) Поворотный механизм
(6) Гондола
(7) Ветрогенератор
(8) Система слежения за направлением и скоростью ветра (анемометр)
(9) Тормозная система
(10) Трансмиссия
(11) Лопасти
(12) Система изменения угла атаки лопасти
(13) Колпак ротора
Ветроэлектроустановки (ВЭУ) преобразуют кинетическую энергию ветра в электрическую с помощью генератора в процессе вращения ротора. Лопасти ветряков используются подобно пропеллеру самолета для вращения центральной ступицы, подсоединенной через коробку передач к электрическому генератору. По своей конструкции генератор ВЭУ напоминает генераторы, используемые в электростанциях, работающих за счет сжигания ископаемого топлива.
Кинетическая энергия ветра, получаемая при взаимодействии воздушных потоков с лопастями ветряка, через систему трансмиссии передается на электрический генератор. Благодаря трансмиссии генератор может работать эффективно при различных скоростях ветра. Выработанная электроэнергия может использоваться напрямую, поступая в электросеть или накапливаться в аккумуляторах для более позднего использования.
Лопасти - компонент ветряка "захватывающий" ветер.
Под ротором понимают лопасти, соединенные с центральным валом. Центральный вал связан с ведущим валом привода через коробку передач - трансмиссию.
Трансмиссия и привод необходимы для передачи кинетической энергии через ведущий вал на генератор, который и вырабатывает электроэнергию.
Все системы мощной ветроэлектроустановки контролируются и управляются с помощью компьютера, который может находиться на удалении от ветряка. Система контроля угла наклона лопастей "разворачивает" лопасти под углом, нужным для эффективной работы при любой скорости ветра. Система контроля направления оси ротора ветрогенератора разворачивает ветряк по направлению к ветру в горизонтальной плоскости.
Электронная система контроля поддерживает постоянное напряжение на генераторе при изменении скорости ветра. Генератор, работающий при различных скоростях ветра, является важной составной частью эффективной работы ветрогенератора.
10. Система заряда аккумуляторов
Выбор аккумулятора для ветряка зависит от продолжительности периода безветрия. Из-за того, что иногда очень трудно заранее точно определить количество последовательных безветренных дней, аккумулятор ветряка должен быть рассчитан на большее число дней.
11. Расчёт срока окупаемости
Критерием целесообразности применения ветроэлектрической установки АВЭ-250, поставляемой Новгородом, является годовой экономический эффект, который зависит от ветровых условий места применения.
За базу сравнения при расчете экономического эффекта, получаемого от АВЭ-250, предназначенного для выработки электроэнергии, принят дизель-электрический агрегат. Выбор этого агрегата в качестве базы сравнения произведен с учетом соизмеримости мощности и того, что этот агрегат получил распространение на дизель-электрических станциях, удаленных от централизованных линий электропередач. На практике вопрос о применении ВЭС в качестве энергоисточника возникает при необходимости увеличения производства электроэнергии.
По вопросу целесообразности использования ВЭУ в качестве источника электроснабжения разногласий нет. Несмотря на высокую первоначальную стоимость оборудования и его монтажа применение ВЭУ представляется привлекательной перспективой. Приведенные расчеты показываю