Ветроэнергетика. Параметры ветроэнергетических установок различной проектной мощности. Стоимость производственных затрат ветроэнергетики

2. Ветроэнергетика

2.1. Введение

Ветроэнергетика с её современным техническим оснащением является вполне сложившимся направлением энергетики. Ветроэнергетические установки мощностью от нескольких киловатт до мегаватт производятся в Европе, США и других частях мира. Большая часть этих установок используется для производства электроэнергии - как в единой энергосистеме, так и в автономных режимах.

Ниже будет показано, что при скорости ветра u₀ и плотности воздуха r ветроколесо, ометающее площадь А, развивает мощность

.             (2.1)

Здесь С_р - параметр, характеризующий эффективность использования ветроколесом энергии ветрового потока и называемый коэффициентом мощности. Из (2.1) видно, что мощность Р пропорциональна ометаемой площади А и кубу скорости u₀. Коэффициент мощности С_р зависит от конструкции ветроколеса и скорости ветра. Так как скорость ветра непостоянна, а мощность очень сильно зависит от скорости, то выбор оптимальной конструкции ветроколеса во многом определяется требованиями потребителя энергии. Обычно среднегодовая мощность, снимаемая с единицы площади ветроколеса, пропорциональна С_р, плотности воздуха и кубу средней скорости, т.е. Р~С_рr(u)³.

Максимальная проектная мощность ветроэнергетической установки (ВЭУ) определяется для некоторой стандартной скорости ветра. Обычно эта скорость равна примерно 12 м/с, при этом снимается с 1 м² ометаемой площади мощность - порядка 300 Вт при значении С_р от 0,35 до 0,45. В таблице 2.1 представлены основные характеристики ВЭУ различных классов. В районах с благоприятными ветровыми условиями среднегодовое производство электроэнергии составляет 25 - 33 % его максимального проектного значения. Срок службы ветрогенераторов обычно не меняется