Ветродвигатели

На рис. 11.11 изображена схема инерционной водоподъемной установки с приводом от ветродвигателя. Ветровое колесо вращает кривошипно-шатунный механизм, который сообщает возвратно-поступательное движение водоподъемной трубе. При движении ее вниз сила инерции воды в трубе направлена вверх. В результате над обратно-приемным шаровым клапаном, расположенным в нижней части трубы, давление понижается, он открывается и вода из колодца поступает в трубу. Из трубы она отводится по гибкому рукаву и трубопроводу в запасной резервуар. [c.126]

Между тем именно так обычно и делается. Отказ от широкого использования возобновляемых ИЭ объясняется нерентабельностью соответствующих установок, вернее — экономической нецелесообразностью больших затрат на освоение новой техники. Действительно, надо заново создавать новую отрасль энергомашиностроения, выпускающую мелкие и средние гидро- и ветродвигатели с соответствующими электрогенераторами, солнечные электро- и теплогенераторы, а также различные аккумуляторы, концентраторы, распределители энергии и другое оборудование. Не учитывается при этом, что уже теперь стоимость 1 кВт-ч. электроэнергии на ТЭС в 4—7 раз выше, чем на ГЭС (в 1968 г. в среднем по всем ГЭС СССР 0,14 коп/кВт-ч.), а по мере истощения ресурсов и удорожания органического топлива она будет возрастать, приближаясь к значению, при котором выгоднее будет начать использование новой техники, чем продолжать всюду внедрять дорогостоящую старую. [c.155]

В СССР работает множество ветродвигателей, дающих электрический ток обитателям тундры, колхозникам целины и чабанам Киргизии. С каждым годом в нашей стране будет увеличиваться пуск таких электростанций, и недалеко время, когда энергия ветра будет использоваться так же широко, как и энергия рек. [c.13]

Верхнее строение ж.-д. пути 202, 205, 207, 208, 217, 248 Ветродвигатели 13, 87 Виадуки 222, 223 Вибропогружатели 226 Винтокрылы 399 [c.461]

Заслуживают внимания и небесные ветроэлектрические станции. В одном из советских проектов так называемой эоловой электростанции (т. е. приводимой в действие атмосферными течениями), которую предлагается построить на высоте 8—10 км (как установлено, здесь существуют непрерывные воздушные потоки со скоростью 20—30 м/с), расчетная мощность составляет 1,5—2 МВт. Согласно проекту, ветродвигатели и генераторы закрепляются на привязном аэростате, имеющем форму обтекаемого цилиндра длиной 225 м, диаметром 50 м и грузоподъемностью 30 т. Оболочка аэростата состоит из трех слоев стеклопластика, а пространство между ними заполнено пенопластом. Такая конструкция достаточно прочна и способна противостоять солнечному излучению и атмосферным воздействиям. Аэростат связан с поверхностью Земли несколькими прочными кабелями, которые одновременно служат для отбора тока высокого напряжения. На наземной станции находятся трансформатор, распределительная и прочая аппаратура, в том числе для управления аэростатом. Одновременно аэростат можно использовать как метеостанцию, а также ра-дио- и телевизионный ретранслятор. Стоимость такой станции, согласно оценкам, составит лишь пятую часть тех затрат, которые требуются для электроснабжения районов с малой плотностью населения от обычных электростанций. [c.21]

Принцип работы ветродвигателей [c.106]

Сказанное, конечно, не означает, что все ветродвигатели с горизонтальной осью вращения, параллельной направлению ветра, могут работать с таким КПД.-Даже у наиболее удачно сконструированных агрегатов с трудом удается достичь КПД немногим более 70 % этого значения. Сравнивая выражения (5.45) и (5.47), легко выразить максимально возможную мощность ветродвигателя с горизонтальной осью вращения, параллельной направлению ветра, через диаметр ветроколеса D и скорость набегающего потока V [c.107]

При конструировании ветродвигателя ставится задача получить агрегат, который может работать при больших скоростях ветра и одновременно обеспечивать высокий КПД преобразования, т. е. срабатывать около /з скоростного напора ветра. Выполнение последнего условия зависит от двух факторов формы лопастей и быстроходности. [c.107]

Выше рассматривались только ветродвигатели с горизонтальной осью вращения, параллельной потоку. Этот тип ветродвигателя разработан лучше, чем второй тип двигателей с вертикальной осью. У ветродвигателей с горизонтальной осью имеется один главный недостаток для получения оптимальной мощности они должны быть установлены на башне. Это связано не только с обеспечением свободного пространства для лопастей, а главным образом с тем, что скорость ветра с ростом высоты, как правило, возрастает. Необходимость строительства башни становится при этом важнейшим фактором, влияющим на экономическую целесообразность установки ветродвигателя в том или ином месте. Ветродвигатель с вертикальной осью вращения в этом смысле имеет преимущество, однако и у него есть ряд своих недостатков. [c.108]

Ветродвигатели с вертикальной осью вращения обладают тем преимуществом, что они допускают установку непосредственно на земле, не требуя сооружения башни и необходимых опорных конструкций. [c.109]

Потенциальные запасы энергии ветра в СССР огромны. На основании многолетних (с 1936 г.) замеров установлено, что в 65 районах страны скорости ветра превышают 6 м/с. Следовательно, в этих районах использование энергии ветра технически возможно, однако целесообразность сооружения ветродвигателей должна экономически обосновываться в каждом конкретном случае. Учет общего кадастра ветровой энергии в СССР показывает, что его потенциальные возможности равны примерно 11 млрд. кВт, что в 50 раз больше установленной мощности электростанций страны на начало 1977 г. Потенциальная энергия ветра равноценна производству электрической энергии 1,8-10 кВт-ч/год, т. е. почти в 20 раз превышает ее производство в СССР за 1977 г. [c.205]

Ветроэлектрические агрегаты с успехом используются и для таких специфических целей, как защита трубопроводов от электрокоррозии (от блуждающих токов). Ветроэнергетика в Советском Союзе начала развиваться в 20-х годах с создания отдела ветродвигателей ЦАГИ. [c.206]

В СССР разработаны более 10 типов ветродвигателей (табл. 5-1). [c.207]

Из-за малой плотности воздуха возникают трудности при конструировании ветровых колес. В результате проведенных в ряде стран исследований было установлено, что мощность ветродвигателя пропорциональна квадрату диаметра ветрового колеса и кубу скорости ветра. Следствием этих зависимостей является необходимость сооружения ветровых колес диаметрами, измеряемыми десятками метров. Так, в США выполнен проект ВЭС мощностью 1500 кВт, рассчитанной на высокие скорости ветра при диаметре ветрового, колеса, равного 61 м, и разрабатывается проект ВЭС с диаметром колеса 90 м. [c.209]

Вторым решением является ветродвигатель, работающий на принципе создания и использования энергии воздушного вихря (США). [c.209]

Ветродвигатель (рис. 5-9) состоит из цилиндрической полой башни, открытой сверху, в стенках которой имеются вертикальные щели, снабженные створками (жалюзи). Башня имеет полое конусное основание, в боковых стенках которого находятся проемы для входа воздуха. В горловине основания установлены воздушная турбина и на ее валу маховик и муфта для соединения с валом вертикального генератора. При запуске ветродвигателя с наветренной стороны башни открывается часть створок. Воздушный поток, поступая внутрь башни в тангенциальном направлении, обтекает цилиндрические стенки башни, в которых жалюзи закрыты, и, приобретая круговое спиральное движение, завихряется. При этом окружная скорость слоев по мере приближения к выходу из башни все время увеличивается вследствие уменьшения радиуса вращения. В резуль- [c.209]

В числе преимуществ этого типа ветродвигателя следует отметить [c.211]

Эти проекты рассчитаны на реализацию в далеком будущем, да и вряд ли вклад энергии, полученной с помощью ветра, в общее производство промышленной энергии когда-нибудь будет достаточно весомым. Сегодня ветродвигатели могут найти применение там, где энергии требуется не очень много, а других ее источников нет. [c.187]

Вот в таком-то месте и может быть очень полезен ветродвигатель, приводящий насос. Есть ветер —он качает из-под земли воду в гигантский бак водокачки, а то и в пруд—-про запас. Прекратился ветер — используется запасенная им вода. [c.211]

Мгновенные порывы ветра и даже затишья, длящиеся в течение нескольких минут, по мысли этих изобретателей, было целесообразнее всего компенсировать инерционным аккумулятором — тяжелым маховиком, разгоняемым силой ветра. В Курске Ветчинкин и Уфимцев построили ветродвигатель, соединенный с генератором электрического тока. Мгновенные и минутные изменения в силе ветра компенсировались на этой установке именно инерционным аккумулятором. Применение его здесь было целесообразно, [c.211]

Наиболее прост аккумулятор энергии последнего типа. Он представляет собой насосную установку, приводимую в действие от ветродвигателя в те периоды, когда ветер дует с силой, выше средней для этого района. Насосная установка перекачивает воду в расположенное на некоторой высоте водохранилище. В периоды безветрия эта вода спускается из водохранилища и вращает лопасти гидравлических турбин. [c.212]

Тихоходный ветродвигатель. Его преимущество — способность работать при малой скорости ветра [c.216]

Еще меньшим ветродвигателем является машина марки ТВ-2,5, имеющая ветроколесо велосипедного типа диаметром всего в 2,5 метра. Служит этот ветродвигатель [c.216]

Самый мощный в СССР ветродвигатель в 100 кВт был построен в 1931 г. В США, в штате Вермонт, в 1941 г. была пущена в эксплуатацию электростанция мощностью 1000 кВт, диаметр ее двухлопастного винта равен 53 м. Наконец, в СССР был предложен (Ветчинкиным и Уфимцевым) проект ветросиловой плотины металлической конструкции высотой 350 м и шириной 500 м, на которой укрепляются 224 ветряных колеса диаметром по 20 м. Мощность такой плотины — 100 МВт. [c.171]

Физические процессы в ветродвигателе с горизонтальной осью вращения можно рассмотреть, записав уравнение количества движения для потока идеального газа. Пусть поток идеального газа с плотностью р и скоростью V воздействует на ветроколесо, которое ометает площадь А (рис. 5.28). Пусть невозмущенные значения скорости и давления слева от ветроколеса равны V, ро, а справа — V—У) и Ро. При подходе к ветроколесу скорость воздушного потока падает до V—v и при его пересечении меняется плавно. Значения изменения скорости v и I l не равны друг другу. Запишем уравнение Бернулли для потока [c.106]

Двухлопастное ветроколесо обеспечивает большую экономичность, чем трехлопастное, однако первое в ряде случаев подвержено значительным вибрационным нагрузкам, отсутствующим во втором случае. Центростремительную силу, действующую на лопасть, можно свести к минимуму, уменьшив ее массу. Для изготовления лопастей пригодны дерево, пластик и в особенности армированное Стекловолокно, обладающее хорошими прочностными характеристиками. Стекловолокно выдерживает штормы, рабочие нагрузки и, кроме того, исключительно технологично. Ветродвигатели, используемые для привода водяных насосов, снабжены большим количеством лопастей и поэтому имеют больший КПД при малых скоростях ветра. Из (5.49) на первый взгляд следует, что максимальная мощность будет неограниченно возрастать с ростом скорости ветра. Однако это верно лишь теоретически, на практике же еще необходимо, чтобы КПД также имел максимальное значение, что выполняется при условии у=У/3. Для ветроко-леса с горизонтальной осью враш ёния, форма и размеры которого заданы, это условие выполняется лишь при одном значении скорости. Таким образом, в конструкции ветродвигателя заложено некоторое максимальное значение скорости Утах, при котором ОН должен работать. При скоростях ветра ниже V max ВЫ-. ходная МОЩНОСТЬ ветродвигателя меньше но-минальной, а при скоростях, больших Утзх, падает КПД преобразования энергии ветра в механическую. Так, при увеличении скорости ветра на 33 % вырабатываемая мощность удвоится, а при ее уменьшении на 33 % упадет вдвое. Еще большее падение мощности произойдет при уменьшении скорости на 50% будет вырабатываться лишь 12,5 % первоначального значения энергии. [c.108]

Для ветродвигателя существует также минимально допустимая скорость ветра. Ветроколесо с горизонтальной осью вращения должно вращаться, начиная с некоторой минимальной скорости ветра, но максимальная мощность вырабатывается лищь при номинальном значении скорости, которое выбирается на 9—16 км/ч больше среднегодовой скорости ветра для данной местности. При еще больших скоростях ветра выходная мощность удерживается на номинальном уровне, для чего на практике используется принцип управления, который называется удержанием плато . Этот принцип обеспечивает постоянство мощности при всех скоростях ветра, превышающих заданное номинальное значение, что достигается в большинстве систем механическим регулятором либо изменением угла атаки лопасти, при котором снижается КПД преобразования ветровой энергии в механи- [c.108]

Имеется несколько типов ветродвигателей с вертикальной осью вращения. На рис. 5.30 схематически показана конструкция ротора Савониуса. Он, как правило, изготовляется из цилиндрической трубы, разрезанной вдоль и закрепленной между верхиим и нижним фланцами. Обе половины этой трубы несколь- [c.108]

Другим типом ветроприемного устройства с вертикальной осью вращения, который был исследован, является ротор Дарье. Он оснащен двумя или тремя тонкими лопастями, напоминающими по форме венчик для сбивания белка, который вращается с очень большой скоростью (в три-четыре раза превышающей скорость ветра). Ветродвигатель с ротором Дарье сам не запускается, для выхода на нормальный режим работы его раскручивают до рабочих скоростей с помощью вспомогательного двигателя. [c.109]

Природа второго явления — затухания энергии ветра еще не вполне ясна. Плотность расстановки ветроустановок ограничена передачей энергии ветра, дующего на большой высоте, воздушной массе вблизи земли. По имеющимся оценкам в силу этого ограничения на 1 км2 можно размещать ветродвигатели с суммарной площадью, ометаемой ветроколе-сами, не более 1500 м . Это означает, что агрегаты с диаметром ветроколеса 60 м необходимо устанавливать на расстоянии не менее 35 диаметров друг от друга. [c.110]

Использование энергии ветра лопастными ветродвигателями с горизонтальным валом встречает большие технические трудности. Из-за большой неравномерности скорости воздушных потоков снижается число часов использования в течение года расчетной мощности ветродвигателя. Затруднения вызывает и необходимость сооружения высоких башен, на которых монтируются ветровые колеса, что технически усложняет строительство и повышает их удельную стоимость. Плотности воздуха (в 800 раз меньше воды) требуют больших площадей для лопастей ветроагрегата, т. е. больших диаметров ветровых колес. [c.205]

В последнее время за рубежом вместо традиционных ветровых колес с горизонтальным валом предложены новые решения. Первым является ветродвигатель в виде ветровой турбины с тремя вертикальными лопастями, изогнутыми в форме полу-эллипса (рис. 5-8). Рабочие части полуэллипсов изогнуты по форме вращения свободной нити, закрепленной сверху и снизу при помощи крепежных пластин. Ветровая турбина начинает вращаться от ветра при достижении ею окружной скорости лопастей, примерно в 3 раза превыщающей скорость ветра. Для разгона ветровой турбины служат две барабанные (роторные) ветровые турбины, установленные в верхней и нижней части вертикального вала. Вспомогательные барабанные турбины начинают работать при любом направлении ветра. Ветродвигатель после разгона вращается при любом направлении ветра и не требует ветроориентирующего устройства. [c.209]

В ССХ1 Р разработаны и изготавливаются серийно или в опытном порядке более десяти типов ветродвигателей. [c.183]

Еще до войны советские изобретатели Ветчинкин и Уфимцев предложили проект ветросиловой плотины . По их замыслу, на металлическом каркасе высотой 350 метров и шириной 500 метров должны были быть укреплены 224 ветродвигателя с колесами диаметром 20 метров. Такая плотрна должна была обеспечить мощность около 100 тысяч киловатт. А в еще более смелом проекте предлагается использовать энергию атмосферных течений на высоте 8—10 километров, где существуют непрерывные воздушные потоки со скоростью 20—30 метров в секунду, Ветродвигатели и генераторы, по замыслу авторов проекта, должны быть доставлены в зону этих течений при помощи аэростата, прикрепленного к земле кабелями, по которым энергия из поднебесья будет поступать потребителям. [c.187]

В датском местечке Твинд студенты и преподаватели местного колледжа, большие энтузиасты ветроэнергетики, предложили использовать ветродвигатель не для [c.187]

Если в строй войдут мощные ветроагрегаты, возможен другой путь аккумулирования энергии. В этом случае ветродвигатель будет вращать генератор, а выработанная электроэнергия будет применена для электролиза воды. Полученный при этом водород (по мнению многих ученых — топливо будущего) может быть использован в любое время. [c.188]

П. Э. Глейзер (США) оценивает энергетический потенциал ветров над континентальной частью и побережьями США, в 10 раз превышающим прогнозные потребности в энергии для США в 2000 г. Какая-то часть ее может быть использована для производства электроэнергии. Некоторые страны имеют опыт (хотя и небольшой) применения ветродвигателей. Так, в Дании в 1915 г. ветродвигатели производили 100 МВт электроэнергии. В 50-х годах в Вермонте (США) работала опытная ветроэнергетическая установка мощностью 1000 кВт. П. Э. Глейзер утверждает, если бы США начали широко применять ветродвигатели, то к 2000 г. они могли бы 20% своих потребностей в электроэнергии покрыть за счет ветроэнергетических установок. На Филиппинах предполагается строительство ветроэлектрической станции мощностью 35 тыс. кВт [c.31]

Практическое применение ВЭУ. Ветроаг-регат, предназначенный для производства электроэнергии, в самом общем виде представляет собой ветродвигатель, преобразующий энергию воздушного потока во вращательное движение вала ротора (ветроколе-са) вырабатываемая в генераторе электроэнергия может подаваться в сеть. Скорость ветра непрерывно меняется, что приводит к соответствующим колебаниям механической мощности на валу ветроколеса. [c.145]

Тепловые аккумуляторы — третий вид аккумуляторов, предложенный Ветчинкиным и Уфимцевым,— представляют собой большие цистерны с прочными и хорошо теплоизолированными стенками. В них находится вода, нагреваемая злектроподогревателями до высокой температуры. Тепловая энергия, запасенная в этих цистернах, может использоваться и для отопительных и для энергетических целей снижая давление, превращая воду в пар, можно потом заставлять ее работать в паровых машинах или турбинах. По расчетам авторов предложения, тепловые аккумуляторы могут оказаться в некоторых случаях в 300—500 раз экономичнее, чем электрические той же емкости. Общим недостатком всех этих проектов аккумуляторов является, кроме их громоздкости, необходимости держать в резерве крупные мощности дублирующих двигателей другого типа, которые простаивают во время работы ветродвигателя, и их сравнительно невысокий коэффициент полезного действия. Поднятая в водохранилище вода будет испаряться, не говоря уж о том, что часть энергии потеряется при работе насосной и гидротурбинной установок. Коэффициент полезного действия гидроаккумулятора составляет всего 40—50 процентов, а резервной станции с двигателем внутреннего сгорания, работающим на водороде в качестве горючего, вряд ли превзойдет 35 процентов. Еще ниже будет коэффициент полезного действия станции с паровой машиной или турбиной, не говоря уже о потерях тепла при хранении горячей воды в цистернах— теплоаккумуляторах. Ни одно из рассмотренных устройств при практическом исполнении не сможет, видимо, превратить в электрическую энергию свыше 50 процентов от затраченной. [c.213]

Интересной особенностью ветродвигателей является то, что з,а -пятьдесят пять век0 в своего существования они почти не изменились. В Англии есть ветряная мельница, построенная в 1665 году. Несмотря на свой трехсотлетний (возраст, она работает и сейчас. [c.215]

Примером такого ветрооилойого двигателя мо>кет служить ветродвигатель ТВ-8 мощностью до 6 лошадиных сил. Его целесообразно. использовать для привода сельскохозяйственной насосной установки, способной подавать в час до б кубических метров воды (в каждом куби- [c.216]

Ветровые колеса мдоголопастных ветродвигателей — громоздкие тяжелые сооружения. Они редко бывают диаметром более 8 метров и мощностью свыше 6 лошадиных сил. Очень удобные в сельскохозяйственном производстве, они т М 1не менее не смогут стать тем типом двигателя, который станет основным на промышленных вет-роэлектростанциях. [c.217]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...