Як працює вітрогенератор

Вітрогенератор – це один з видів електрогенеруючих установок, який використовує кінетичну енергію руху повітряних мас в нашій атмосфері і перетворює її в електрику.

На сьогоднішній день широко поширені як промислові, так і побутові вітрогенератори. Розрізняються вони між собою лише розмірами конструкції, і як наслідок – потужністю вироблюваної електроенергії. Промислові електрогенеруючі установки, потужність яких не рідко доходить до 6 – 8 МВт, об’єднуються, як правило, в цілі мережі, що утворюють вітряні електростанції. Не рідко вітрогенератори використовуються спільно з сонячними батареями.

типи вітрогенераторів

Хоча потужність вітрогенератора безпосередньо залежить від швидкості потоку повітряних мас (вітру), все ж енергетична ефективність даних установок сильно різниться в залежності від їх конструктивних особливостей.

вертикальний вітрогенератор

Розрізняють два основних види вітрогенераторів: з горизонтальною віссю (традиційної лопатевої конструкції) і з вертикальною віссю (карусельні і лопатеві). Вважається, що традиційні горизонтальні мають велику ефективність (близько 30%) у порівнянні з 20% у вертикальних. Але вертикальні, при цьому, можуть встановлюватися навіть на землі, в той час як горизонтальним потрібна досить висока щогла.

конструкція вітрогенератора

Будь вітрогенератор складається з механічної частини (системи лопатей з редуктором або ротора) і електричної (електрогенератора, інвертора і контролера заряду акумулятора).

Система лопатей або ротор приводиться в обертання вітром. Потім обертальний рух через редуктор передається осі електрогенератора, який в свою чергу виробляє електричний струм. Інвертор служить для перетворення низьковольтної напруги з виходу електрогенератора (12 або 24 В) в напругу мережі (220 або 380 В). Контролер заряду забезпечує постійну підзарядку що входить до складу електрогенеруючій установки акумулятора. Останній служить для живлення систем управління при відсутності вітру, а також для безперебійної подачі електрики в енергетичну мережу.

Крім цього в вітрогенератор може входити система контролю напрямку і швидкості вітру, поворотний механізм (може змінювати не тільки напрямок турбіни, а й кут відносно напрямку руху повітряних мас), гальмівна система (використовується при сильних поривах вітру).

цікаво

Одна промислова електрогенеруюча вітряна установка збирається всього за 7 днів. Але розрахунок рух повітряних мас, отримання дозволу на будівництво, підготовка фундаменту займають в цілому більше року.

Зараз розробляються проекти вітряних електростанцій, які будуть розташовуватися не на суші, а в море. Вони будуть встановлюватися на плаваючій платформі. Зокрема німецький концерн Siemens разом з норвезькою компанією Statoil Hydro розробили турбіну потужністю 2,3 МВт, яка важить 5,3 тис. Тонн. Зараз вона знаходиться в 10 км від берега в районі острова Камою біля південно-західного узбережжя Норвегії. В майбутньому компанії планують довести потужність установки до 5 МВт.

Є також проекти літаючих вітрогенераторів, які самостійно піднімаються на потрібну для роботи висоту і не використовують при цьому громіздкі щогли. Висота їх роботи в залежності від місцевості може досягати 120 – 180 метрів.

Серед найбільших користувачів вітряної електроенергії на першому місці стоїть Данія. У рік в цій країні виробляється 5,8 ГВт. За нею йдуть Китай, США і Німеччина. До 2014 року сумарна потужність всіх промислових вітрогенераторів становила 71 ГВт.

Посилання на основну публікацію