Базовая комплектация

РОТОР и СТУПИЦА

Ротор вертикально-осевой ветроэнергетической установки (ВЭУ) представляет собой сложное устройство, включающее ступицу, на которой расположен генератор и стояночный тормоз, горизонтальные траверсы с аэродинамическими тормозами, лопасти и кольца:


В ветроустановках ГРЦ-Вертикаль горизонтальные траверсы кроме несущей конструкции ротора играют роль аэродинамических тормозов или "рулей", стабилизирующих скорость вращения ротора на определенных оборотах за счет поворота вокруг траверсы элементов, выполненных в виде лопастей. Это приводит к торможению ротора. Поскольку угол поворота элементов зависит от скорости вращения ротора, аэродинамические рули поддерживают постоянную частоту вращения ротора начиная со скорости ветра 10.4 м/с и выше.

Скачай видео по работе аэродинамических тормозов (100 Кбайт).
Различные модификации ветроустановок имеют разное количество траверс (2...6 шт). На траверсах расположены лопасти (2...6 шт). Ряд моделей имеет несущее кольцо.

Конструкция с вертикальным расположением ротора имеет ряд серьезных преимуществ перед остальными:
- независимость работы ВЭУ от направления ветра;
- относительно высокий аэродинамический коэффицент полезного действия (КПД);
- возможность размещения генератора на поверхности фундамента (т.е. удешевление монтажа, обслуживания и ремонта) и т.д.

Изготовление ветроэнергетических установок мощностью свыше 50 кВт возможно под заказ. Стоимость изделий в таблицах дана ориентировочно за киловатт покупаемой (не установленной) мощности и не учитывает затраты на проектирование ротора в связи с тем, что лопасти, ступица и ряд других комплектующих должны изготавливаться непосредственно на месте их монтажа в связи с невозможностью или дороговизной транспортировки по автодорогам и ж/д транспортом из-за крупных габаритов и веса комплектующих.

МОЛНИЕОТВОД

Молниеотвод (или громоотвод) служит для отведения тока в случае удара молнией ветроэнергетической установки.

Молниеотвод представляет собой металлический прут или трубу переменного сечения, возвышающийся над самой высокой точкой ВЭУ на высоту 0.5 - 1 м.

Система отведения разряда в ВЭУ сконструирована таким образом, что разряд молнии при попадании в ВЭУ проходит через молниеотвод, соединенный с неподвижной мачтой, и через перемычки, расположенные на мачте, уходит в землю через пластину или иное заземление, находящееся под ВЭУ.

Заземление необходимо установить в соответствии с применимыми ГОСТами и СНиПами.

ГЕНЕРАТОР

В автономных ветроэнергетических установках используется синхронный генератор переменного тока с постоянными магнитами. Такое решение является относительно дорогим за счет стоимости постоянных магнитов и сложного электронного регулятора.

Иные решения, например, применение дополнительной управляющей обмотки с целью создания комбинированного возбуждения приводят к еще более дорогим решениям в плане увеличения массы генератора, хотя и серьезно снижают стоимость электронного регулирования (как это сделано в автомобильном генераторе). Это является не совсем перспективным, т.к. металл растет в цене, а схемотехнические электронные решения регулирования становятся все дешевле и надежнее. Поэтому ГРЦ-Вертикаль использует синхронные генераторы переменного тока с постоянными магнитами с применением ряда ноу-хау.

В малых ветроустановках до 10 кВт генератор находится в ступице ротора ветроустановки, т.е. в верхнем положении.


В средних и крупных ветроустановках более 30 кВт генератор находится на поверхности земли, что облегчает установку и обслуживание и снижает эксплуатационные затраты.

Ротор и статор синхронного генератора переменного тока с постоянными магнитами:

Сборка:

В сетевых ветроустановках используются, как правило, синхронизированные асинхронные генераторы, которые самосинхронизируются с сетью за счет потребления реактивной энергии и отдают в сеть активную энергию. При этом для самосинхронизации мощность сети должна быть неизмеримо больше мощности генератора. Для таких генераторов также необходим электронный регулятор.

РЕГУЛЯТОР

Регулятор служит для преобразования напряжения генератора, переменного по фазе, частоте и амплитуде в напряжение постоянного тока 24, 48, 96 Вольт и т.д. в зависимости от модификации ВЭУ.

Существуют простые и программируемые регуляторы.

Простой регулятор отбирает столько мощности у генератора ВЭУ, сколько "запросил" потребитель. В этом случае, при превышении потребления над генерацией, ротор отдаст потребителю кинетическую энергию в виде преобразованной электроэнергии и остановится даже при наличии ветра. Обычно такой регулятор основан на сопряжении выходных напряжений генератора и демпфирующих аккумуляторных батарей.

Программируемый регулятор отслеживает характеристику мощности и не позволяет потребителю взять больше энергии, чем при текущем ветре выдает генератор ВЭУ. Такой регулятор является достаточно сложным электронным устройством, учитывающим многие параметры ВЭУ и окружающей среды.