Современные ветряные двигатели прибывают в широкий диапазон размеров, от маленьких единиц на 100 ватт, разработанных, чтобы обеспечить власть для единственных домов или домов, к огромным турбинам с диаметрами лезвия более чем 50 м., производя БОЛЕЕ ЧЕМ 1 МВТ электричества. Огромное большинство ветряных двигателей, произведенных в настоящее время, является горизонтальными турбинами оси с тремя лезвиями, 15 - 40 м. в диаметре, производя 50 - 600 кВт электричества. Эти турбины часто группируются, чтобы сформировать "ветровые электростанции", которые обеспечивают власть электрической сетке. Современные большие ветряные двигатели вообще производят электричество в 690 В. Трансформатор, расположенный рядом с турбиной, или в турбинной башне, преобразовывает электричество в высокое напряжение (обычно 10-30 киловольт). Современные ветряные двигатели стоят приблизительно 800 USD/W, что является острым снижением от 2500 USD/W для турбины, построенной в 1981.
Ветряные двигатели мегаватта
Через краткую историю современного ветряного двигателя электроэнергетические компании прояснили, что держали предпочтение крупномасштабным ветряным двигателям по меньшим, которое является, почему производители ветряных двигателей в течение лет предприняли многочисленные попытки, развивают такие машины - машины, которые удовлетворили бы техническим, эстетическим и экономическим требованиям, которых потребует клиент. Значительные усилия были приложены к развитию таких ветряных двигателей в начале 1980-ых. Был МОДНИК американского Министерства энергетики 1-5 программ, которые располагались до 3.2 МВТ, Nibe Дании A и B, турбина на 630 кВт и машина Tjaereborg на 2 МВТ, шведский Näsudden, 3 МВТ, и Growian Германии, 3 МВТ. Большинство из них было мрачными отказами, хотя некоторые действительно показывали потенциал технологии МВТ.
Много R&D сооружения в Европе решили использовать в своих интересах эти стимулы и наиболее полученный любой неравнодушный к полной финансовой поддержке, чтобы развить ветряные двигатели опытного образца. Первый из них был закончен и установлен в конце 1995. Сегодня несколько были установлены и были в порядке для годы. Одна компания, Nordex, даже продавала одну из этих машин для больше чем 3 годы. Ведущие производители ветряных двигателей продолжают к высококлассному свои машины на 500 кВт. Кажется, что маркетинговая стратегия большинства этих компаний должна поддержать рынок, держатся одинаковых взглядов с их доказанными турбинами в классе на 500-800 кВт (39-50 метров), ожидая, что коммерческие машины МВТ будут в большем требовании в ближайшем будущем.
По большей части, изготовители, кажется, придерживаются близко к базовой конструкции их машин меньшего размера в дизайне их завода МВТ. Одно исключение - Tacke Windtechnik Германии. Tacke вводил отрегулированную подачу, турбина переменной скорости, которая не была ранее частью ее конюшни машин. Четыре самых больших ветряных двигателя на рынке - Enercon, Nordtank, Tacke и Vestas, каждый оцененный в 1,5 МВТ.
Установка машин МВТ при всех обстоятельствах представляет собой новые проблемы для того, чтобы ответить планированию и расположению требований. В областях, которые уже были заполнены к близкой способности турбинами меньшего размера, она собирается быть трудными местоположениями находки для турбин МВТ, где они могут быть включены гармонично с существующими турбинами. Исследования были проведены в Дании, которые сосредотачиваются на специальных соображениях расположения, необходимых для того, чтобы установить турбины МВТ в "техническом" пейзаже. Результаты этих исследований указывают, что есть свободное место в областях, таких как гавани и промышленные зоны приблизительно для 200 единиц, или ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО 200-300 МВТ. Выработка энергии таких машин может быть огромной. Это было, показал, что турбина на 1 МВТ может ежегодно произвести больше чем 5 миллионов кВтч на средней скорости ветра выше чем 9 м\с. Турбина с оцененной властью на 1,3 МВТ может произвести больше чем 7 миллионов кВтч ежегодно в таких условиях.
Типичные данные
Турбина на 1 МВТ
Турбина на 1,3 МВТ
Диаметр ротора
54 м.
60
Охваченная область
2.290 m2
2.828 m2
Врезание / предназначенный для вырезания ветер
3-4/25 м\с
3,5/25 м\с.
Скорость ветра выживания
70 м\с
70 м\с
Расчетная целая жизнь турбины
20 лет
20 лет
Длина лезвия
26,0 м.
29,0 м.
Материал лезвия
Стекловолокно укрепило полиэстер
Стекловолокно укрепило полиэстер
Вес nacelle, ротор экскавации и центр
46 t.
49,2 t.
Ротор веса incl. центр
19 t.
19 t.
Коробка передач веса
10,5 t.
12,5 t.
генератор веса
4,6 t.
6,8 t.
Башня веса 70 м.
104 t.
104 t.
ВЫРАБОТКА ЭНЕРГИИ
Важное число, описывающее ветряной двигатель, является его номинальной властью. Это говорит Вам, сколько например, часы киловатта (кВтч) ветряной двигатель произведет при управлении при его максимальной производительности. Турбина на 500 кВт произведет 500-киловаттовые часы (кВтч) энергии в час операции в его максимуме со скоростью ветра, говорят 15 метров в секунду (м\с). Согласно опыту большие единственные турбины могут произвести значительное количество электричества. Обычно машина на 600 кВт произведет приблизительно 500 000 кВтч ежегодно со средней скоростью ветра 4,5 м\с. Со средней скоростью ветра 9 метров в секунду это произведет до 2.000.000 кВтч ежегодно. Количество произведенной энергии не может быть просто вычислено, умножаясь способности (здесь 600 кВт) и средняя ежегодная скорость ветра. Здесь мы должны иметь дело с коэффициентом использования, что является другим способом выразить эффективность выработки энергии турбиной в течение года в особом местоположении. Коэффициент использования - фактическая ежегодная энергетическая продукция, разделенная на теоретическую максимальную продукцию, если машина бежала в ее номинальной (максимальной) власти в течение всех 8766 часов года. Например, если турбина на 600 кВт производит 2 миллиона кВтч через год, ее коэффициент использования = 2000000: (365,25 * 24 * 600) = 2.000.000: 5.259.600 = 0,38 = 38 %. Коэффициенты использования могут теоретически изменить форму от 0 до 100 процентов, но практически они будут обычно колебаться от 20 до 70 %, и главным образом будут приблизительно 25-30 %.
Очень важным фактором, который влияет на исполнение ветряного двигателя, является местоположение. Вообще, скорости ветра увеличиваются с возвышением. Это - то, почему большинство ветряных двигателей помещено наверху башни. Поскольку, чем выше Вы выше вершины соседних препятствий, тем меньше оттенка ветра. Оттенок ветра, однако, может распространиться на пять раз высоту препятствия на определенном расстоянии. Если препятствие более высоко чем половина турбинной высоты, результаты более сомнительны, потому что подробная геометрия препятствия затронет результат. Ограничения в силе возможных материалов ограничили большинство башен высотами приблизительно 30 м. На ветровых электростанциях турбины чаще всего располагаются с промежутками в 5 - 15 раз диаметр лезвия. Это необходимо, чтобы избежать бури от одной турбины, затрагивающей поток ветра в других.
Развитие ветряных двигателей началось с маленьких единиц для маленьких заявлений, но поскольку турбины выросли в размере, они стали всё меньше и меньше привлекательными как источник электричества для отдельного или домашнего потребления. Следовательно, почти все электричество, произведенное такими заводами сегодня, питается в сетку. Продукция ветряного двигателя типичного размера уже настолько высока, что это превышает способность местной сети электричества. Это точно имеет место в областях вдоль побережья с хорошим режимом ветра, но часто испытывает недостаток в средствах электричества, заставляя устанавливать новый и средства сети более высокой способности, со связанными дополнительными затратами. Поскольку дополнительный расход не экономически жизнеспособное предприятие в случае отдельных единиц, была увеличивающаяся тенденция установить несколько заводов (по крайней мере пять в большинстве случаев) в объединенных областях, известных как windfarms. Продукция нескольких турбин объединена и продана в соответствии с контрактом коммунальному предприятию.
Запускаясь в начале 1980-ых, более крупные ветряные двигатели были развиты для ”windfarms”, которые строились в ветреных проходах в Калифорнии. В windfarm много больших ветряных двигателей, теперь как правило оцениваемых между 400-600 кВт каждый, установлены на той же самой части собственности.
В США windfarms обычно принадлежат частным компаниям, не утилитам. Хотя были некоторые проблемы с плохо разработанными ветряными двигателями, и фанатичные продавцы сначала, windfarms появились в качестве способа самого эффективности затрат произвести электроэнергию из энергии ветра. Есть теперь более чем 16.000 больших ветряных двигателей, работающих в Калифорнии, и они производят достаточно электричества, чтобы поставлять город размер Сан-Франциско. Большие цены на ветряной двигатель снижаются устойчиво, и даже консервативные сервисные промышленные планировщики проектируют массивный рост в windfarm развитии в ближайшее десятилетие, большинстве из него происходящий вне Калифорнии. Одно недавнее исследование фактически под названием Северная Дакота ”Саудовская Аравия энергии ветра”.
Огромное развитие энергии ветра В Дании было главным образом основано на деятельности местных жителей, организованных в кооперативах. Вот один пример от Кооператива Ветряного двигателя Bryrup (Ютландия), в 110 км от Западного побережья и в 50 км от Восточной береговой линии. У этого кооператива есть 70 партнеров, имеющих три ветряных двигателя, установленные между 1986 и ‘89. Эффекты следующие: 95 кВт, производящих 184.000 кВтч в год и два 150 кВт каждое производство 275.000 кВтч. Таким образом среднее полное производство составляет 734.000 кВтч ежегодно.