Ветрогенераторы

Принцип действия ветрогенераторов прост: под напором ветра вращается ветроколесо с лопастями. Крутящий момент через систему передач передается валу генератора, вырабатывающего электроэнергию либо водяному насосу. Из этого можно сделать один вывод – чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток вовлечен в работу и тем больше энергии вырабатывает генератор.

Мощность ветрогенератора зависит от площади лопастей генератора. Например, турбины мощностью 3 МВт (V90) производства датской фирмы Vestas имеют общую высоту 115 метров, высота башни 70 метров, диаметр лопастей 90 метров. Самые большие в мире ветрогенераторы выпускает немецкая компания REpower ( REpower Systems). Диаметр ротора у этой турбины 126 метров. Мощность таких установок доходит 6 МВт, вес гондолы – 200 тонн, высота башни – 120 м.

Есть и значительно меньшие ветрогенераторы, например украинский ВЭУ-08. При диаметре ветротурбины в 3,1метра и стартовой скорости 2,5метра в секунду, она вырабатывает 800Вт в час (при расчетной скорости ветра в 8 м/с).
На ВЭУ-08 применена аэромеханическая система стабилизации частоты вращения ветротурбины, позволяющая эксплуатировать ее в широком диапазоне скоростей ветра.

1 – Ветротурбина
2 – Генератор
3 – Центральная рама
4 – Кожух
5 – Хвостовая балка
6 – Киль
7 – Кок ветротурбины
8 – Выпрямитель
9 – Трос флюгирования ветротурбины
10 – Опорно-поворотное устройство с токосъемом
Тихоходный генератор на постоянных магнитах прямо приводится турбиной, а отсутствие мультипликатора и системы возбуждения генератора обеспечивает высокий ресурс ветроустановки.

Наибольшее распространение в мире получила конструкция ветрогенератора с тремя лопастями и горизонтальной осью вращения, хотя кое-где еще встречаются и двухлопастные. Были попытки построить ветрогенераторы так называемой ортогональной конструкции, т.е. с вертикальным расположением оси вращения. Считается, что они имеют преимущество в виде очень малой скорости ветра, необходимой для начала работы ветрогенератора. Главная проблема таких генераторов – механизм торможения. В силу этой и некоторых других технических проблем ортогональные ветроагрегаты не получили практического распространения в ветроэнергетике.

Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра считаются прибрежные зоны. В море, на расстоянии 10-12 км. от берега, а иногда и дальше строятся эти “ветровые фермы”. Башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров. Также используются и другие типы подводных фундаментов, а также плавающие основания.