Общие сведения. Ветер- это движение воздуха относительно земной поверхности, обусловленное разностью атмосферного давления и направленное от высокого давления к низкому

Ветер - это движение воздуха относительно земной поверхности, обусловленное разностью атмосферного давления и направленное от высокого давления к низкому. Причиной неравномерного распределения давления атмосферы является неодинаковый нагрев воздуха, в основном, за счет солнечной радиации. Ветер характеризуется скоростью и направлением. Скорость выражается в м/с, км/ч или приближенно в баллах по шкале Бофорта (см. Приложение 2).

Ветроэнергетика – это отрасль энергетики, связанная с разработкой методов и средств для преобразования энергии ветра в механическую, тепловую или электрическую энергию. Важной особенностью энергии ветра, как и солнечной энергии является то, что она может быть использована практически повсеместно.

Ветродвигатель представляет собой устройство, преобразующее кинетическую энергию ветра в механическую энергию. Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) представляет собой комплекс технических устройств для преобразования энергии ветра в другие виды: механическую, электрическую или тепловую. Ветродвигатель является неотъемлемой частью ВЭУ. В ее состав также могут входить: рабочие машины (электрогенератор, тепловой генератор); аккумулирующие устройства; системы автоматического управления и регулирования и др.

К основным техническим характеристикам ВЭУ относятся: номинальная мощность; номинальная или расчетная скорость ветра; минимальная скорость ветра; максимальная рабочая скорость ветра; номинальная частота вращения ветроколеса.

Номинальная мощность, (Р_н, кВт) – это значение мощности ВЭУ, развиваемая при значениях скорости ветра в пределах от номинальной (расчетной) скорости до максимальной рабочей скорости. Значение Р_н указывается изготовителем в паспорте на ветродвигатель.

Номинальная (расчетная) скорость ветра (υ _р, м/с)-скорость ветра, при которой ВЭУ развивает номинальную мощность. Для различных конструкций ветроустановок эта скорость различна.

Минимальная скорость ветра (υ _о, м/с)-скорость ветра, при которой ВЭУ вступает в работу. Для тихоходных установок эта скорость не превышает 2…3 м/с. Для быстроходных ВЭУ υ _о ≥ 7 м/с.

Максимальная рабочая скорость ветра ( υ _м, м/с) - скорость ветра, превышение которой может привести к разрушению ВЭУ. При υ _в≥ υ _м производят, так называемое, штормовое (или буревое) отключение ВЭУ. Значение υ _м для различных типов ВЭУ лежит в пределах 25…60м/с. На рис.3.9. приведена зависимость мощности ВЭУ от скорости ветра.

Рис. 3.9. Зависимость выходной мощности ВЭУ от скорости ветра при регулировании скорости вращения ветроколеса: Р_н - номинальная мощность ВЭУ; υ ₀ - минимальная скорость ветра, при которой ВЭУ начинает отдавать энергию; υ _р - расчётная скорость ветра; υ _м - максимальная скорость ветра для работы ВЭУ.

Номинальная частота вращения ветроколеса ( n_нвк, об/мин) – это такая скорость вращения, при которой ВЭУ развивает номинальную мощность. Для большинства современных ВЭУ используют регулирование частоты вращения ветроколеса с целью обеспечения постоянства этого параметра при изменении скорости ветра.