УДК 621.9
ВЕТРОСОЛНЕЧНАЯ УСТАНОВКА
Экономия топлива и решение экологических проблем - важнейшие задачи, стоящие перед наукой. Одним из наиболее перспективных направлений является использование возобновляемых источников энергии. Среди различных видов таких источников наиболее широко используются ветер и солнце. Во многих странах мира их вклад в энергетический баланс составляет значительную долю и имеется тенденция к ее увеличению.
В нашей стране нет сколько–нибудь существенного количества подобных установок (если не учитывать гидроэлектростанции). В тоже время, потенциал подобных источников исключительно велик и его использование - один из путей подъема экономики. Известно, что в России имеются предприятия, разрабатывающие и выпускающие ветряные и солнечные установки, которые могли бы в значительной мере обеспечить потребности страны. Однако что-то сдерживает столь полезное и нужное дело. Одна из основных причин - малая стоимость топлива, но есть и другие весьма серьезные причины. Они определяются в первую очередь самими принципами действия ветряных и солнечных установок: их нестабильностъю, определяемой наличием солнца и ветра. Однако есть и другие серьезные недостатки, свойственные непосредственно установкам. Ветроиспользующие установки, как правило, издают неприятный шум, требуют значительных площадей для обеспечения безопасности, влияют на экологию, требуют больших капитальных затрат и так далее.
Солнечные установки не работают в ночное время, малопригодны для северных районов и так далее. Определенные преимущества имеют комбинированные энергетические установки, которые позволяют использовать различные виды энергии. Например, ветросолнечные установки могут использовать и солнечную энергию и энергию ветра. Это существенно повышает стабильность выработки энергии, делает ее более практичной. Однако комбинированные установки обычно сложнее и дороже простых и это существенно ограничивает их применение.
Таким образом, перспективны установки, позволяющие с максимальным эффектом использовать различные виды энергии и обладающие приемлемыми экологическими и экономическими характеристиками.
Необходимо отметить, что в последние годы наблюдается тенденция к увеличению мощности установок. Уже существуют ветроустановки мощностью 1000 и более кВт. Это позволяет уменьшить себестоимость вырабатываемой энергии и целесообразно при включении их в единую энергетическую сеть. Однако не всегда целесообразно идти на увеличение мощности установки, особенно если потребитель находится на значительном удалении от энергосистем. Всегда будут необходимы автономные источники энергии, имеющие ограниченную мощность. Расположение таких источников рядом потребителями исключает необходимость использования дорогих и ненадежных линий электропередач и это особенно важно для бескрайних просторов нашей страны.
Наиболее целесообразно использование автономных источников небольшой мощности при их установке непосредственно на обслуживаемом здании (сооружении). Это может стать возможным при полной безопасности установки и приемлемой (минимальной) шумности.
В ДВГТУ на кафедре СДВС и У более 10 лет ведутся исследования по нетрадиционным источникам энергии (НВИЭ). Нами получены патенты, разработаны установки по исследованию и совершенствованию элементов НВИЭ. Большое внимание уделяется разработке комбинированных ветросолнечных установок. На основе патента России № 2286477, 2006 г. разработана и изготовлена натурная действующая установка небольшой мощности (см. рис. 1, 2). Она смонтирована на цехе и используется для его освещения.
Основа установки - ветротурбина с вертикальной осью вращения. Ее особенностью является способность работать от двух потоков воздуха: горизонтального и вертикального. Для использования восходящего потока используются лопатки расположенные в нижней части ротора (см. рис.1).
Рис. 1. Ветроустановка мощностью 1,5 кВт. Она установлена на трубе самотяги (см. рис. 2)
Восходящий поток создается в трубе самотяги, на которой установлена ветроустановка – рис. 2. Солнце прогревает трубу и создает вертикальный поток воздуха. Небольшое движение воздуха имеется и при отсутствии солнца. Таким образом, установка работает круглосуточно.
Имеются и другие ветросолнечные установки, в которых солнцеприемные элементы встроены в лопатки ветроустановки, что придает установкам компактность и уменьшает стоимость.
Рис. 2. Труба самотяги, на верхней части которой смонтирована ветроустановка
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.