Ветроэнергетические установки «Винд – Ротор» малой и средней мощности для гражданского назначения
1. Общее описание.
1.1. Назначение:
Ветроэнергетические установки роторного типа, как автономный источник электроэнергии, предназначены для преобразования кинетической энергии ветра во вращательное движение ротора с последующей выработкой генератором электрической энергии, которая используется для электроснабжения индивидуальных жилых домов, коттеджей, небольших сельских муниципальных образований, дачных поселков, крестьянско-фермерских хозяйств и других потребителей, подключение которых к системам централизованного электроснабжения невозможно или очень дорого.
1.2. Решаемые проблемы:
● электрообеспечение потребителей, расположенных в удаленных и в труднодоступных районах на территории Российской Федерации;
● экономия невозобновляемых минеральных сырьевых ресурсов (дизельное топливо);
● отсутствие затрат на доставку дизельного топлива и необходимости утилизации тары;
● экологическая безопасность и сохранение окружающей среды.
1.3. Преимущества:
● начало выработки электроэнергии при малых скоростях ветра – 3 м/сек;
● работа при ветре любого направления без использования механизма ориентации;
● модульная конструкция, позволяющая увеличивать за счет ее наращивания вырабатываемую электрическую мощность;
● отсутствие фундамента;
● отсутствие воздействия вредных факторов на окружающую среду (шум, вибрация, теле-радиопомехи);
● устойчивость и прочность конструкции при больших скоростях ветра – порядка 40 м/сек.
1.4. Конструктивные особенности:
● наращиваемая вертикальная модульная конструкция;
● использование направляющего аппарата для формирования потока воздуха, поступающего на ротор;
● увеличение площади захвата ветра за счет использования направляющего аппарата;
● использование уникального низкооборотного многополюсного синхронного генератора;
● возможность работы как автономно, так и в сети с другими источниками электроэнергии.
1.5. Предполагаемый экономический эффект:
● простота технического обслуживания и управления;
● минимальные эксплуатационные затраты;
● длительный срок эксплуатации – 20÷25 лет.
2. Технические характеристики.
Технические характеристики ветроэнергетической установки «Винд – Ротор» мощностью от 1 до 5 кВт
|
Наименование характеристик
|
Един.
изм.
|
Модель
|
|
WR-1
|
WR-2
|
WR-3
|
WR-4
|
WR-5
|
|
Мощность генератора
|
кВт
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Выходное напряжение
|
В
|
220±5%
|
220±5%
|
220±5%
|
220±5%
|
220±5%
|
|
Частота
|
Гц
|
50
|
50
|
50
|
50
|
50
|
|
Выработка электроэнергии в сутки
|
кВт.ч
|
24
|
48
|
72
|
96
|
120
|
|
Выработка электроэнергии в месяц
|
кВт.ч
|
720
|
1440
|
2160
|
2880
|
2600
|
|
Диапазон рабочих температур
|
град. С
|
-50÷+60
|
-50÷+60
|
-50÷+60
|
-50÷+60
|
-50÷+60
|
|
Диапазон рабочих скоростей ветра
|
м/сек
|
3÷25
|
3÷25
|
3÷25
|
3÷25
|
3÷25
|
|
Скорость ветра, обеспечивающая номинальную мощность генератора
|
м/сек
|
7÷10
|
7÷10
|
7÷10
|
7÷10
|
7÷10
|
|
Предельно допустимая скорость ветра
|
м/сек
|
40
|
40
|
40
|
40
|
40
|
|
Габаритные размеры:
|
|
|
|
|
|
|
|
высота
|
м
|
10
|
12
|
14
|
16
|
18
|
|
диаметр направляющего аппарата
|
м
|
2
|
2,5
|
2,7
|
3
|
3,5
|
|
Масса, не более
|
кг
|
2 000
|
2 500
|
3 000
|
3 500
|
4 000
|
3. Комплектация.
Типовая комплектация ветроэнергетической установки «Винд - Ротор»
|
Наименование комплектующих изделий
|
Назначение
|
|
Ротор, состоящий из нескольких модулей.
|
Приводит во вращение генератор
|
|
Направляющий аппарат, состоящий из нескольких модулей
|
Захватывает ветер и направляет поток воздуха на лопасти ротора
|
|
Синхронный генератор дискового или барабанного типа
|
Вырабатывает электрический ток переменного напряжения
|
|
Трансформатор
|
Регулирует напряжение генератора
|
|
Два блока аккумуляторных батарей
|
Поочередно используются для накопления и отдачи электроэнергии. Обеспечивают стабильное электроснабжение потребителей в случае безветрия или пиковых нагрузок
|
|
Инвертор
|
Преобразует постоянный ток аккумуляторных батарей в ток переменного напряжения, подаваемый на распределительный щит
|
|
Электронный блок управления
|
Управляет работой всей электрической схемы установки. Преобразует ток переменного напряжения генератора в постоянный ток, подает его на аккумуляторные батареи и поддерживает напряжение генератора в заданных пределах во всем диапазоне рабочих скоростей ветра
|
|
Распределительный щит
|
Подает ток переменного напряжение от инвертора потребителям
|
|
Анемометр электронный
|
Определяет скорость ветра
|
4. Потребление электроэнергии.
Потребление электроэнергии в повседневной жизни является одной из важнейшей составляющей существования человека во всем многообразии окружающего его мира. По данным ЮНЕСКО для комфортного проживания семьи, состоящей из 3-х человек и проживающей в индивидуальном жилом доме, требуется не менее 6 кВт.ч электроэнергии в сутки, т.е. на 1-го человека не менее 2 кВт.ч электроэнергии в сутки.
Потребление электроэнергии в сутки семьи, состоящей из 3-х человек и проживающих в индивидуальном жилом доме общей площадью 100 м²,
|
Объект потребления
|
Время пользования, ч
|
Потребляемая мощность, Вт
|
Потребление всего, кВт.ч
|
|
Кухня
|
6
|
150
|
0,9
|
|
Гостиная
|
4
|
200
|
0,8
|
|
Спальня
|
3
|
100
|
0,3
|
|
Спальня
|
3
|
100
|
0,3
|
|
Ванная
|
2
|
60
|
0,12
|
|
Туалет
|
1
|
60
|
0,06
|
|
Телевизор
|
6
|
60
|
0.36
|
|
Компьютер
|
4
|
240
|
0,96
|
|
Насосная станция
|
2
|
200
|
0,4
|
|
Холодильник
|
8
|
125
|
1.0
|
|
Посудомоечная машина
|
1
|
300
|
0,3
|
|
Итого:
|
|
|
5,7
|
Статистические данные потребление электроэнергии в РФ при проживании в различных видах жилых помещений в сутки и в месяц
|
Наименование жилого помещения
|
Площадь,
м²
|
Количество проживающих, чел.
|
Потребление электроэнергии, кВт.ч
|
|
в сутки
|
в месяц
|
|
1 комнатная квартира
|
30
|
2
|
2,3
|
70
|
|
2 комнатная квартира
|
45
|
3
|
5
|
150
|
|
3 комнатная квартира
|
70
|
4
|
7
|
210
|
|
Жилой дом
|
100
|
3
|
10
|
300
|
|
Жилой дом
|
200
|
4
|
17
|
500
|
|
Жилой дом
|
400
|
5
|
26,7
|
800
|
|
Дачный дом
|
40
|
2
|
2,3
|
70
|
5. Возможности ветроэнергетических установок.
Ветроэнергетические установки применяются в различных сферах жизнедеятельности граждан. В настоящее время особенно актуально использование ветроэнергетических установок в сфере индивидуального жилищного и дачного строительства, ведения фермерских хозяйств и обеспечения достойных условий проживания в небольших муниципальных сельских образованиях.
Технические возможности ветроэнергетических установок по обеспечению электроэнергией различных потребителей
|
Модель
|
Выработка электроэнергии, кВт.ч
|
Наименование и количество потенциальных потребителей (или/или)
|
|
в сутки
|
в месяц
|
жилой дом 100 м²
|
жилой дом
200 м²
|
жилой дом
400 м²
|
дачный дом
40 м²
|
КФХ
|
|
WR-1
|
24
|
720
|
2
|
1
|
-
|
10
|
-
|
|
WR-2
|
48
|
1440
|
5
|
3
|
1
|
20
|
1
|
|
WR-3
|
72
|
2160
|
7
|
4
|
2
|
30
|
2
|
|
WR-4
|
96
|
2880
|
9
|
5
|
3
|
40
|
3
|
|
WR-5
|
120
|
3600
|
12
|
7
|
4
|
50
|
4
|
https://www.youtube.com/watch?v=HsLE9hWAoTs
| 
