Получать энергию от ветра научились многим раньше, чем были изобретены первые вентиляторы, потребляющие энергию для создания воздушного потока. Собственно, курица родилась вперед яйца.

В наши дни показатели суммарной мощности ветряных электроустановок (ВЭУ) значительно превосходят показатели той же суммарной мощности атомных энергосистем (АЭС).

Определение и принцип работы ветряной электроустановки

Ветроэлектростанция – автономная установка, работа которой направлена на генерацию электричества из кинетической энергии – массы и модуля движения ветра.

В основе работы ветроэлектростанции находится ветрогенератор. Его второе название - ветряк. Ветрогенератор отвечает за преобразование механической энергии в электроэнергию, необходимую для поддержания человеческой жизнедеятельности.

Кинетическая энергия ветра заставляет лопасти ветряной установки вращаться в заданном направлении. Лопасти и воздействуют на генераторный вал, тем самым приводя его во вращательное движение. Так образуется механическая энергия (энергия движения объекта), которая затем поступает в генератор и преобразуется в электричество.

Виды ветрогенераторов (ветряков)

Принцип работы генератора ветряной электростанции мало чем отличается от принципа работы дизель- и бензогенераторов. Устройство преобразует механическую энергию в электричество подобно тому, как генерирует его из бензина и дизельного топлива. Но разновидностей ветрогенераторов существует несколько.

Ветрогенераторы различаются положением ведущего вала ротора, или крыльчатки, относительно земли. То есть, осью вращения. Разберем основные виды генераторов, применяемых в ветряных установках.

Ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения

Такие ветряные установки можно встретить чаще всего. Лопасти в таких установках соединены в одной точке и взаимодействуют с сердечником генератора при помощи специального общего соединения. В горизонтальных ветрогенераторах вал ротора турбины располагается параллельно земле.

Сам ротор при этом может крепиться к башне (опоре ветряной установки) спереди или сзади. Впереди опоры находится наветренный ротор, сзади – подветренный.

Отличия горизонтальных ветрогенераторов могут состоять не только в положении ротора, но также в количестве лопастей. Их может быть одновременно 2, 3 или 4. Чаще всего встречаются ветряные установки с 3 лопастями, реже – с 2 и 4 лопастями.

Ветрогенераторы с 3 лопастями вынуждены вращаться очень быстро, чтобы успеть захватить весь поток кинетической энергии ветра.

Установлено, что 3 лопасти работают эффективнее всего. Хотя сегодня можно встретить монолитные лопастные конструкции в виде дисков. Они отличаются большим количеством объединенных между собой лопастей. Такие ветряные установки вращаются с заниженной скоростью.

Несмотря на то, что ветрякам с 3 лопастями необходимо прикладывать больше усилий и скорости для захвата ветра, а монолитным дискам с множеством лопастей того не требуется, 3-лопастные установки являются наиболее эффективными в плане выработки механической энергии. Секрет в том, что лопасти в большом количестве мешают друг другу.

Тем не менее, горизонтальные ветрогенераторы не самые эффективные, поскольку «ловят» ветер только в определенном направлении.

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения

Такие генераторы отличаются вертикальным расположением вала – вращающей оси ротора турбины, и креплением лопастей, которые располагаются также вертикально земле и имеют опору, к которой крепятся в двух точках – нижней и верхней. Опора соединяется с валом ротора и по мере вращения лопастей под воздействием ветра приводит ротор в движение.

Принцип работы ветрогенератора не зависит от направления вращающейся оси. Но по степени эффективности вертикальные установки являются более мощными. Такие ветрогенераторы улавливают ветер, движущийся в любом направлении и с любой скоростью.

Способы крепления лопастей ветрогенераторов

Лопасти ветряных установок бывают подвижные и неподвижные. Это означает, что подвижные лопасти могут изменять угол крепления. Неподвижные лопасти зафиксированы без возможности изменения угла.

Ветряки с подвижными лопастями более эффективные, так как более точно «подстраиваются» под направление ветра. Тогда как неподвижные лопасти вращаются только в двух направлениях. Но! У подвижных лопастей есть недостаток. Они быстрее всего подвержены поломке, поскольку в их конструкции есть подшипники, которые довольно часто подлежат замене. Тогда как в ветряке с неподвижными лопастями подшипников нет. Поэтому такие установки ломаются значительно реже.

Если у вас возникли вопросы по поводу выбора и покупки генератора для автономной ветряной установки, обратитесь к специалисту, который даст вам грамотную консультацию, нежели искать ответы самостоятельно.

В компании «НСиА» вам дадут исчерпывающие ответы профессионалы высокого уровня. Пожалуйста, обращайтесь к нам.