Американская корпорация General Electric (GE) объявила об установке юбилейной ветряной турбины на территории Канады. Отныне в стране 1,5 тысячи ветряных турбин

Первые промышленные ВЭУ были сконструированы в Дании в 1890 году. Вертикально-осевые ВЭУ были изобретены позже горизонтально-осевых пропеллерных (ротор Савониуса - в 1929 г., ротор Дарье был запатентован во Франции в 1925 г. и в США в 1926 г.) [1]. До недавнего времени главным недостатком вертикально-осевых ветроэнергетических установок (ветрогенераторов) ошибочно считалась невозможность получить быстроходность больше единицы (для горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ быстроходность может быть больше пяти). К недостаткам также относили неравномерность крутящего момента, зависимость частоты вращения ветроколеса от скорости ветра и большую пусковую скорость ветра (около 15 м/с) [2].

Эти положения, верные только для тихоходных роторов с различным сопротивлением лопастей движению, привели к неправильным теоретическим выводам о малом коэффициенте использования энергии ветра (КИЭВ) у вертикально-осевых ветроэнергетических установок по сравнению с горизонтально-осевыми ветроустановками. В результате этот тип ветроэнергетических установок почти 40 лет вообще не разрабатывался. И только в 60-х – 70-х годах прошлого века сначала канадскими, а затем американскими и английскими специалистами было экспериментально доказано, что эти выводы неприменимы к роторам Дарье, использующим подъемную силу лопастей. Быстроходность этих роторов достигает 6:1 и выше, а коэффициент использования энергии ветра уже в настоящее время на уровне горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ [2]. Вместе с тем, эксплуатация горизонтально-осевых ветроустановок выявила ряд неучитываемых ранее недостатков. Например, горизонтально-осевые ветроэнергетические установки могут значительно уменьшать вырабатываемую электроэнергию при частой смене направления ветра [3]. При быстром изменении направления ветра, ветроколесо должно четко отслеживать эти изменения, но практически невозможно эффективно ориентировать ветроколесо при изменении направления ветра из-за запаздывания действия механизмов ориентации.

Ветроэнергетические установки с горизонтальной осью вращения обеспечивают стабильную мощность, снимаемую с ветроколеса, при скорости ветра не меньше номинальной. Однако практика использования автономных электростанций показывает, что реально вырабатываемая электроэнергия оказывается меньше расчетной, потери энергии могут достигать 50% [3]. Причиной этого является уменьшение мощности, а соответственно и энергии, передаваемой ветроколесом при изменении направления ветра даже при достаточной его скорости.

Чтобы выяснить, почему от ветряных турбин ветрогенераторов погибает так много летучих мышей, американские ученые полгода вели наблюдения над тремя ветряками в штате Индиана (США). Оказалось, что рукокрылые чаще всего гибнут при низкой скорости вращения лопастей — так как воздушные течения вокруг них практически такие же, как и у высоких деревьев, где собираются летучие мыши. Материалы исследования представлены в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

ГОСТ Р 51991-2002      

УДК 001.4:620.9:006.354 Е10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

  Нетрадиционная энергетика

Ветроэнергетика

УСТАНОВКИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

Общие технические требования

Хорошую конструкцию ветрогенератора предлагает калифорнийская фирма UPRISE Energy. Технология фирмы пригодна для труднодоступных регионов, может использоваться в районах пораженных стихийным бедствием, где прекратилось электроснабжение. Это мобильный ветрогенератор мощностью 50 киловатт.

Турбины Дарье считаются самыми перспективными вертикальными ветрогенераторами благодарая их высокой быстроходности и КИЭВ. Для турбин Дарье применяют двояковыпулые симметричные лопасти, но наибольшую подъемную силу дают вогнуто-выпуклые крылья. У двояковыпуклых крыльев подъемная сила несколько меньше, чем у вогнуто-выпуклых, но зато меньше лобовое сопротивление. Крылья плосковыпуклым сечением занимают промежуточное место, т. е. подъемная сила и лобовое сопротивление у них меньше, чем у вогнуто-выпуклых, но больше, чем у двояковыпуклых. Наименьшее лобовое сопротивление имеют именно крылья симметричных двояковыпуклых профилей, поэтому они и применяются в ветрогенераторах Дарье (толстый профиль).

В домашних условиях на центральную балку (аллюминиевую трубу) "нанизываются" фанерные нервюры (профиль), а между нервюрами размещаются пенопластовые секции шириной с невюру. Максимальная толщина лопасти зависит от хорды (высота профиля, перпендикулярная толщине, расстояние между передней и задней кромкой лопасти) выбранного профиля и считается как процент, которые записаны в номере профиля (NACA 0021) от хорды профиля. Формула для расчета такая:

Однолопастные ветрогенераторы из Росиии Electro Wind приспособлены к работе в условиях слабых ветров. По словам разработчиков, они в два раза быстрее (быстроходнее) оьбычных трехлопастных. И это заметно даже при одинаковых условиях работы, то есть скорости и направлению ветра. Кроме этого, стоимость нового ветрогенератора ниже за счет того, что цена на ветряк на 80 процентов отражает стоимость  электрогенератора. В однолопастных
ветрогенераторах в качестве генератора используется двигатель, который стоит на порядок ниже собственно генератора.

Андрей Семков предложил способ использования пластиковых бутылок, который пригодится для изготовления лопасти ветряка (ветрогенератора) или вентилятора свомими руками.

Технология:

Новая ветровая турбина имеет в 10 раз больше лопастей, чем традиционная - 30 штук. Работая и с низкоскоростным ветром, она не выдает особого шума или вибраций и при этом производит на 30% больше энергии, чем некоторые ветряки-конкуренты.