Ротационни вятърни турбини

Москва, 2004

Болотов А.В., Болотов С.А., Стребков Б.Ц.

Ефективното използване на вятърната енергия за производство на електроенергия и създаването на рентабилни вятърни паркове е важна задача на съвременната наука.

Известни са редица видове вятърни електроцентрали (ВЕЦ) с хоризонтални и вертикални оси на ротори на витлови, барабанни и ротационни типове (ротор Дария, Савоний). Пропелерните вятърни електроцентрали с висока мощност, произведени в света, интензивно се подобряват по отношение на технически и икономически показатели в посока на нови дизайнерски решения и използвани материали. По своята същност вятърът е сложен източник на енергия с непредсказуеми енергийни показатели, свързани с честотната пулсация на пориви във вятърния поток и собствена „роза” на ветровете, която определя промяната в посоката на вятъра през интервал от време. Там е най-благоприятната територия за разположението на вятърни паркове в близост до морските брегове. "Розата" на ветровете е близка до двувекторна схема с изразени, стабилни вятърни течения през деня. Например, степента на използване на вятърния поток на витлова ферма с витло на брега е около 20-25% и в същото време не надвишава 10-15% в континенталната част. Този факт е свързан с многовекторни, поривисти и нестабилни вятърни потоци. В планинските райони възходящите потоци и низходящите потоци също дезориентират витловите станции, което ги прави неефективни.

В момента все повече и повече внимание се обръща на развитието на вятърни паркове с вертикално разположение на вятърни приемни елементи и ниско разположение на генератора. Това се дължи на значително опростяване на схемата за проектиране, лекота на инсталиране и поддръжка. Едно от основните предимства на такива вятърни паркове е възможността за едновременно приемане на вятърни токове в различни посоки и като цяло няма нужда да се взема предвид посоката на вятъра по време на инсталирането и експлоатацията.

Без да навлизаме в техническите подробности на конвенционалните вятърни паркове, нека посочим отличителните характеристики на вятърните паркове от ротационен тип в процес на разработка:

• работна скорост на вятъра от 3 m/s и повече без ограничения (тествани до 45 m/s);

• увеличаването на изходната мощност е адекватно за увеличаване на скоростта на вятъра;

• работа при ветрове от всяка посока без никакви настройки за настройка;

• модулен дизайн на вятърната механична част;

• бързо въвеждане в експлоатация;

• широко достъпни строителни материали;

• „използва” внезапни пориви и високочестотни пулсации на скоростта на вятъра;

• въртенето на ротора започва независимо;

• работа при ветрове от всяка посока без никакви настройки за настройка;

• увеличаване на стабилността на конструкцията с увеличаване на скоростта на ротора поради жироскопичния ефект;

• без шум (30 dB на разстояние 5 m при скорост на вятъра 15 m/s);

• лекота на инсталиране и поддръжка;

• високи експлоатационни свойства и стабилност, тъй като генераторът и другото оборудване са на нивото на земята, безопасност за птици и животни;

• възможност за създаване на многоредови язовири с висока мощност;

• възможност за автономна или паралелна работа с други източници на постоянен и променлив ток, слънчеви преобразуватели, акумулаторна батерия, дизелови станции или енергийна система;

• електрически генератор и система за автоматизация с оригинален дизайн с висока ефективност, която е съгласувана с вятърно-механичната част на вятърната централа и е свързана без редуктор директно към вала на ротора

---