Перед тим як буде продемонстрований приклад вибору Вітро Електро Станції (ВЕС), слід дізнатися, яким чином потік повітря трансформується в електричну енергію і скільки такої енергії можна буде отримати на своїй ділянці.
За наведеною формулою можна розрахувати енергію, яка «гуляє» вашою ділянкою:
P = V3+ρ+S
Наприклад, на площу, що дорівнює 3 кв.м ( ) дує повітряний потік звичайної густини ( ) з швидкістю 5 м/с ( ), за таких умов отримаємо:P = V3+ρ+S = 53•1,25•12,5 = 1953,125
Де,V – швидкість вітру, одиниця виміру – м/с
ρ – густина повітря, одиниця виміру – кг/м3
S – площа, на яку дує (тисне) повітряний потік, одиниця виміру – м2
Майже 2 кВт, в ідеалі, якщо не враховувати ту частину потоку, яка піде на завихрення, обтікання об'єкта і т.д. В реальних умовах максимально ми можемо отримати 30-40% від потенційної енергії повітряного потоку. Це обмеження пов'язане з технологічним і фізичним виконанням вітрогенератора. Більш точний розрахунок можна зробити за такою формулою:
P = ξ•π•R2•0,5•V3•ρ•ηред•ηген
Де,ξ – коефіцієнт використання енергії вітру (в номінальному режимі для швидкохідних вітряків досягає максимум ξmax = 0,4÷0,5), безмірна величина
R – радіус ротора, одиниця виміру – м
V – швидкість повітряного потоку, одиниця виміру – м/с
ρ – густина повітря, одиниця виміру – кг/м3
ηред – ККД редуктора, одиниця виміру - відсотки
ηген – ККД генератора, одиниця виміру – відсотки
Для наступних даних:
ξ = 0,45
R = 2 м
V = 5 м/с
ρ = 1,25 кг/м3
ηред = 0,9
ηген = 0,85
Розраховуємо:
P = ξ•π•R2•0,5•V3•ρ•ηред•ηген = 0,45•π•22•0,5•53•1,25•0,9•0,85
Не так і багато виходить… чому тоді використання ВЕС є вигідним? Найкращим підтвердженням у даному випадку слугуватиме «живий» приклад. Для цього, як приклад, наведу характеристики установки однієї з українських компаній, котра ґречно погодилася надати розрахункові дані з власних продуктів.
Вітроенергетика на практиці
Розглядувана модель має номінальну потужність 5кВт і наступні важливі для нас технічні параметри:| Технічні характеристики вітроелектростанції WE3000 | |
| Номінальна потужність генератора, кВт | 3 |
| Максимальна потужність генератора, кВт | 5,1 |
| Діаметр ротора, м | 4,5 |
| Стартова швидкість вітру, м/с | 2,0 |
| Номінальна швидкість вітру, м/с | 10 |
| Висота щогли не менше ніж м | 12 |
При швидкості вітру 10 метрів за секунду така установка буде генерувати більше ніж 3кВт год, такої кількості енергії повністю вистачить для маленького котеджу, але варто пам’ятати, що в нашій країні далеко не завжди вітряно.
Надійшов час з’ясувати найважливіше питання, скільки це ж буде коштувати і через який час окупиться? Вартість електроенергії наближено можна визначити за наступною схемою:
Де,
В – повна вартість ВЕС, одиниця виміру – грн, рублі, $ і т.д.
ЕВ – експлуатаційні витрати за рік, одиниця виміру – (грн/рік, рублі/рік, $/рік)
Р – кількість виробленої енергії за рік, одиниця виміру – кВт•час
Т – термін служби вітрогенератора в роках (вважається Т = 20 років)
| Середньорічна швидкість вітру, м/с | Вироблення енергії за рік, кВт•год | Термін окупності, років |
| ВЕС WE3000 | ||
| 3 | 1445 | |
| 4 | 3048 | |
| 5 | 5913 | |
| 6 | 8935 | |
| 7 | 12864 | |
Орієнтування в потребах
Здійснюючи покупку, ми не завжди достеменно усвідомлюємо, що з нею робитимемо і наскільки вона нам необхідна. У випадку з ВЕС це слід доконечно з’ясувати.Варіант перший: Я хочу частково забезпечити своє помешкання незалежним джерелом енергії (мій дім підключено до зовнішньої мережі). У такому випадку потужність установки залежатиме від кількості енергії, яку ви бажаєте отримувати не з мережі, а генерувати самостійно.
Варіант другий: Я хочу забезпечити своє помешкання незалежним джерелом енергії, тому обираю варіант ВЕС (мій дім не підключено до зовнішньої мережі). В цьому випадку потрібно точно знати свої потреби в електроенергії.У чому відмінність цих двох варіантів? В обох випадках потрібна ВЕС, але необхідно знати, якою мірою вона використовуватиметься, отже, якої потужності установка буде нам потрібна.
Підготовка до вибору ВЕС… правильніше буде написати підготовка до розмови з компанією-спеціалістом, бо хто ж ще зможе надати послуги з встановлення, налаштування та гарантійного обслуговування? Перш ніж зробити вам пропозиції, компанія повинна мати деякі відомості. Спробуймо дізнатися про них. Це зацікавить і вас. Для двох наведених вище варіантів підготовка має кілька спільних пунктів:
- Потреби. Якщо ви вирішили купити сік, то спочатку оцінюєте силу спраги, яку відчуваєте. Після цього купуєте пляшку соку відповідного об’єму. Щоб встановити ВЕС потрібно знати свої «апетити». Під «апетитами» в нашому випадку слід мати на увазі кількість споживаної електроенергії за добу, місяць, пору року. Необхідно також встановити межу верхнього навантаження (до прикладу, у святкові дні у вашому помешканні працюють одночасно два телевізори, музичний центр, комп’ютер, освітлення в декількох кімнатах, мікрохвильова піч і т. ін.), тобто, верхня межа навантаження – це максимальне енергоспоживання вашого помешкання. Необхідно також знати тривалість цього максимального навантаження. Встановити загальне енергоспоживання дуже просто, однак це вимагатиме від вас неабиякої ретельності. Ваше завдання – з’ясувати потужність кожного електроприладу в помешканні та час його роботи, а опісля внести відомості до таблиці (посилання: Автономна домівка: Енергоспоживання будинку).
- Розташування. Наступним підготовчим етапом буде орієнтовний(!) вибір місця розташування ВЕС. Орієнтовний, оскільки лише фахівці зможуть визначити найкращий варіант для вашого індивідуального випадку. Проте є кілька пунктів, які дозволяють краще уявити можливе розташування ВЕС. Варто пам’ятати 3 золотих правила:
- Турбулентність. Вітротурбіна повинна розміщуватися на 10 метрів вище ніж найвищий об’єкт в радіусі 100 метрів (включаючи ЛЕП)
- За змогою, ВЕС повинні розміщуватися на відкритих ділянках (берегах рік, морів, озер)
- Орографія місцевості. Варто враховувати, що в природних ущелинах, каньйонах потік повітря має властивість стискатися і, як наслідок, збільшується його швидкість. Подібну ситуацію можна спостерігати на пагорках.
- У випадку, якщо ваш заміський будинок не планується підключати до загальної мережі, то слід розглянути варіант комбінованих систем:
- ВЕС + Сонячні батареї
- ВЕС + Дизель
Віктор Удінцов
http://www.patriot-nrg.ua
1. Интенсивное развитие ветроэнергетики
2. Что такое ветрогенератор
3. Типы ветрогенераторов
4. Выбор участков для ветрогенератора
Сообщения
Комментариев нет:
Отправить комментарий