Сінчук О.М., д-р техн. наук, професор, Бойко С.М. аспірант

Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського,м. Кременчук, Україна

розвиток та область використання вітроенергетики

У зв'язку з високою ціною на російський газ, уряд України займається розробкою програм заміщення цього виду палива на інші джерела, зокрема – на вугілля. Проте, екологи застерігають, що перехід ТЕЦ з газу на звичайне вугілля, не є раціональним вирішенням цієї проблеми. Це приведе до негативних наслідків: забрудненню повітря сажею, чадним газом, іншими викидами. Тому продовжуються розвиватися і інші рішення по розробці і використання альтернативних способів економії енергії [1].

Сучасна вітроенергетика є частиною енергетичних систем, однієї з головних складових альтернативної енергетики на поновлюваних джерелах енергії.

Є об'єктивні ресурсні, соціально-економічні й екологічні передумови для широкомасштабного використання як вітроенергетики, так і інших поновлюваних джерел енергії. Підраховано, що за нинішнього рівня розвитку вітроенергетики спорудження у «вітряних» регіонах України вітрових електростанцій (ВЕС) дозволило б покрити ледве не третину потреби електроенергії, яку ми споживаємо. Із технічної точки зору вітрова електроенергетика на сьогодні вже впритул наблизилася до традиційної: на сучасних вітрових турбінах коефіцієнт використання встановленої потужності сягає 42 %. Це майже стільки, як на турбінах поширених нині теплових електростанцій [2].

Експлуатовані в цей час вітроелектростанції, а також ті, які перспективні в найближчому майбутньому, можуть бути класифіковані в такий спосіб: а) вітроелектричні зарядні установки; б) вітроелектричні станції малої потужності; в) вітроелектричні станції середньої потужності (100—200 кВт); г) вітроелектричні станції великої потужності.

Найцікавіші роботи винахідників і раціоналізаторів з цих двигунів рухаються в основному в трьох напрямах: збільшення потужності двигуна при незмінних діаметрі вітроколеса і швидкості збігаючого потоку, основна мета якого – зниження ваги на одиницю потужності вітроагрегату; спрощення конструкції і вдосконалення системи передавання потужності від вітроколеса до робочих машин; спрощення і вдосконалення системи регулювання швидкості обертання вітроколеса і механізму обмеження потужності.

Деякі винахідники пропонують для збільшення потужності вітродвигуна встановлювати перед вітроколесом розтруб (конус) з тим, аби отримати в його вузькій частині підвищені швидкості потоку. Якби дійсно у вузькому перетині конуса вдалося отримати збільшення швидкості потоку в порівнянні з його швидкістю в широкому перетині біля входу в розтруб, то це значно підвищило б потужність вітродвигуна, оскільки потужність пропорційна кубу швидкості вітру [3].

Більш правильним шляхом, з точки зору теорії, пішли винахідники, що пропонують для збільшення потужності потоку встановлювати за вітроколесом спеціальні розтруби з жалюзі.

Винахідники, що пропонують установку на одному або на співвісних валах двох і більше вітроколіс, передбачають отримати від таких вітродвигунів відповідно двократну або більшу потужність.

Особливої уваги заслуговує аналіз стану розробки і використання спеціальних тихохідних генераторів, спроектованих для ВЕУ, які мають специфічну будову і часто являють разом із ВК єдину конструкцію. А ВЕУ в такому випадку являється безредукторним електромеханічнім перетворювачем.

Загальним недоліком розглянутих варіантів безредукторних ВЕУ являється недостатнє висвітлення принципів керування ними, що виявлятиметься в погіршенні якості електроенергії, вироблюваної ними.

Незважаючи на різноманіття теоретично можливих і практично реалізованих схем ВЕУ, сучасні вітроагрегати незалежно від рівня потужності є або пропелерними горизонтально-осьовими, або ортогональними вертикально-осьовими вітродвигунами, оскільки саме ці два типи вітродвигуна мають найбільш високі техніко-економічні показники.

Важливою характеристикою вітродвигуна є обертовий момент, що розвивається ним. Найбільший обертовий момент створюють багатолопатні горизонтально-осьові вітродвигуни (із числом лопатей 12-36) і ротор Савоніуса. Це суттєво у випадку привода поршневих насосів, що вимагають збільшений пусковий момент. Малолопатеві горизонтально-осьові вітродвигуни мають найменше значення відносного моменту, але вони швидкохідні, і тому вимагають мультиплікатор з меншим передаточним числом [2, 3].

Висновки. Аналіз існуючих варіантів застосування ВЕУ показав те що ВЕУ застосовуються не в повному обсязі і не у всіх можливих для цього місцях. Впровадження альтернативних джерел енергії в умовах промислових підприємств не набуло широкого застосування. Крім того, слід підкреслити, що переважна більшість ВЕУ має в своєму складі електромеханічний перетворювач у вигляді окремого вузла, що з’єднується з ВК за допомогою редуктора. В детальному аналізі кожен з розглянутих варіантів конструкції ВК володіє рядом недоліків, і може бути найбільш ефективним при використанні в певних особливих умовах експлуатації.

ЛІТЕРАТУРА

1. Праховник А.В. Малая энергетика: распределенная генерация в системах энергоснабжения / А.В. Праховник. – К. : «Освита Украины», 2007. – 464с.

2. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. / Дж. Твайделл, А. Уэйр – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 392 с.

3. Магомедов А. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. / А. Магомедов – Махачкала: Издательско–полиграфическое объединение «Юпитер», 1996. – 245 с.