4 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЭНЕРГИИ ВЕТРА

 

4.1 Энергоснабжение

4.1.1 Для преобразования энергии ветра в требуемый вид используются ветроэнергетические агрегаты (ВЭА) и установки (ВЭУ).

4.1.2 Ветроэнергетический агрегат, состоящий из ветродвигателя (ВД) и генератора, служит для выработки электроэнергии.

4.1.3 Ветроэнергетическая установка состоит из ВЭА, одной или нескольких рабочих машин, а также системы автоматического управления.

4.1.4 Для гарантированного электроснабжения автономных потребителей рекомендуются гибридные энергетические установки, имеющие в составе несколько источников (ветроагрегат, солнечная фотобатарея, дизель-генератор и др.), аккумулирующие устройства и системы автоматического управления.

4.1.5 Применение ВЭУ рекомендуется в зонах со среднегодовой скоростью ветра не ниже 3,5-4 м/с. Распределение зон средней интенсивности ветра в различных районах страны приведено в приложении А, рисунок А.2.

4.1.6 Кинетическая энергия ветра преобразуется в механическую посредством ветродвигателя.

Ветродвигатели бывают:

- с горизонтальным валом; рабочий орган - ветроколесо;

- с вертикальным валом; рабочий орган - ротор.

Мощность, развиваемая ветродвигателем, рассчитывается по формуле:

,                                                          (1)

где N_вет - мощность, Вт;

r - плотность воздуха, кг/м³ (при t = 15 °С и P = 760 мм р.с. r = 1,23 кг/м³);

V_n - скорость воздушного потока, м/с;

F_вет - площадь поперечного сечения воздушного потока, проходящего через рабочий орган (ветроколесо или ротор), м²;

x - коэффициент использования энергии ветра. Для различных типов ветродвигателей x=0,18-0,48.

4.1.7 Основное направление использования ВЭУ - снабжение электроэнергией отдельных потребителей: освещение, питание отдельных приводных электродвигателей, нагрев воды с помощью ТЭНов и аккумулирование тепла, питание электроизгородей, зарядка аккумуляторов, водоподъем.

4.1.8 Мощность ВЭУ для питания приводных электродвигателей выбирается исходя из суммарной установленной мощности потребителей. ВЭУ применяются в технологических процессах и операциях произвольной периодичности включения - водоподъем, питание электродвигателей вентиляторов сенных сараев и пр.

4.1.9 Из тепловых технических средств, использующих энергию ветра, рекомендуется применять трубчатые электрические нагреватели (ТЭН), устанавливаемые в емкостях с водой, или нагревательные провода, закладываемые в обогреваемые полы (стены). Для удовлетворения на 60-70% потребности фермы крестьянского хозяйства в энергии для нагревания воды и обогрева необходим ветроагрегат мощностью 15 кВт.

4.1.10 Для снабжения энергией электроизгородей на ферме достаточно ВЭА мощностью 50-100 Вт и аккумулятора напряжением 12 В. Протяженность изгороди может при этом достигать 50 км.

4.1.11 Для стационарных пунктов зарядки аккумуляторов сельскохозяйственных машин рекомендуется применять ВЭА мощностью 100-500 Вт и напряжением 6, 12 и 24 В, которые обеспечивают начало работы при скорости ветра ³ 3,5 м/с.

4.1.12 ВЭА малой мощности рекомендуется применять также в системах автономного электроосвещения, при этом в зависимости от типа генератора могут подключаться выпрямительное устройство и аккумуляторы.

Характеристики ветроэнергетических установок, выпускаемых в России серийно, приведены в приложении В, таблица В.2

Характеристики ветроэнергетических установок малой мощности, выпускаемых по заказу, приведены в приложении В, таблица В.3.

Схемы использования ВЭУ при автономной работе приведены в приложении Д3.

4.1.13 При установке ВЭА расстояние (L_н.с) до ближайшего препятствия с наветренной стороны вычисляется по формуле:

,                                                        (2)

где L_н.с - расстояние до ближайшего препятствия с наветренной стороны, м;

d - диаметр ветроколеса, м;

H - высота препятствия, м;

h_k - расстояние от поверхности земли до нижней кромки лопасти, м.

 

4.2 Водоснабжение

4.2.1 Вторым основным направлением использования ВЭУ является подъем воды для автономных потребителей.

4.2.2 Мощность ВЭУ, необходимая для работы водоподъемника, выбирается в зависимости от производительности насоса, высоты подъема и коэффициента полезного действия водоподъемника.

4.2.3 Для обеспечения бесперебойного потребления воды водоподъемные устройства снабжаются накопительными емкостями, рассчитанными в зависимости от периодичности ветреной погоды на 2-3-х суточный запас воды, а также дублирующими устройствами с приводом от сети или двигателей внутреннего сгорания.

4.2.4 Водоподъемные ВЭУ для орошения целесообразно применять в регионах с длительным вегетационным периодом возделывания культур.

4.2.5 Для забора воды из открытых водоемов рекомендуется использовать поплавковые водяные насосы, объединяемые с тихоходными ВЭУ.

4.2.6 Тип и марка водоподъемного ВЭА выбираются исходя из заданного расхода воды и среднегодовой скорости ветра в данном регионе.

ВЭА объединяется с насосом, имеющим электрический привод. Тип и марка водоподъемного насоса определяются параметрами водозаборного сооружения.