|
О ветряках---->
Книги о ветряках и других источниках энергии
ГЛАВА 4.
Выбор типа ветроагрегата. Распределение водоисточников
и ветровые зоны.
ВЫБОР ТИПА ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО АГРЕГАТА
Ветроэлектрическими (ветрозарядными) агрегатами называются агрегаты, предназначенные для местного освещения и радиофикации, электрическая энергия от которых подается потребителю в виде постоянного или выпрямленного переменного тока.
Постоянный ток используют для аккумулирования энергии ветра в электрохимических аккумуляторных батареях, заряжаемых от ветроагрегата. Поэтому такие агрегаты называют иногда ветрозарядными.
С помощью аккумуляторных батарей потребители обеспечиваются электроэнергией независимо от того, при какой скорости ветра работает агрегат и есть ли ветер в данное время.
Генератор работает обычно вместе с аккумуляторной батареей, включенной буфером (параллельно с генератором и нагрузкой), и в ней запасается избыточная энергия, получающаяся при сильных ветрах и малых нагрузках. Эта энергия отдается потребителям при малых скоростях ветра и больших нагрузках.
Вследствие высокой стоимости и громоздкости электрохимических аккумуляторных батарей ветроэлектрические агрегаты изготовляют обычно малой мощности — 1,5—2,0 квт и с низким напряжением (6—12 или 24 в). Такие агрегаты применяют для освещения и радиофикации отдельных домов и построек, полевых станов, рыболовецких и промысловых бригад, оленеводческих стойбищ, питания сельских узлов, автоматических метеорологических станций, бакенов на реках, устройств катодной защиты газопроводов и т. д.
В зависимости от рельефа местности и препятствий на ней не всегда можно расположить агрегат непосредственно возле объекта, а требуется вынести его на открытое или возвышенное место. Однако при увеличении расстояния для агрегата, работающего на низком напряжении и большом токе, требуется иметь провода большого сечения,что не всегда целесообразно.
Для установки агрегата выбирают одну из приводимых ниже трех основных схем.
Стр. 77
1. Агрегат с генератором низкого напряжения расположен рядом с потребителем энергии (рис. 39, а). Ток (постоянный или переменный) по короткому кабелю большого сечения через щит идет на зарядку аккумуляторных батарей. Переменный ток выпрямляется с помощью полупроводниковых выпрямителей низкого напряжения.
Потребители подключены к аккумуляторной батарее, работающей с генератором в буферном режиме, или же получают энергию от батарей, которые после зарядки отключают от ветроагрегата.
2. Ветроагрегат несколько удален от потребителя (рис. 39, б).
Генератор вырабатывает ток низкого напряжения, который по кабелю большого сечения поступает к щиту и аккумуляторным батареям, расположенным возле агрегата в отдельной будке. Две аккумуляторные батареи работают в режиме «заряд—разряд». Потребитель использует одну из заряженных батарей.
3. Ветроагрегат расположен вдали от потребителя (рис. 39, в). Генератор вырабатывает однофазный пли трехфазный переменный ток повышенного напряжения (133—400 в), поступающий по кабелю малого сечения в зарядное устройство, которое заря-
Стр. 78
Рис. 39. Схемы использования ветроэлектрических агрегатов:
а — схема 1: генератор постоянного или переменного тока низкого напряжения работает с буферной аккумуляторной батареей б — схема 2: генератор постоянного или переменного тока заряжает аккумуляторную батарею Питание потребителя осуществляется от другой батареи, находящейся в режиме разряда; в — схема 3: генератор переменного тока повышенного напряжения работает с буферной аккумуляторной батареей при помощи специального зарядного устройства; 1 — ветpoагрегат; 2 — кабель; 3 — электрический щит с выпрямителем; 4 — аккумуляторный шкаф; 5 — жилое помещение; 6 — аккумуляторная батарея; 7 — линия электропередачи.
жает аккумуляторную батарею низкого напряжения, работающую
в режиме «заряд—разряд».
Первая схема расположения агрегата, например возле домика чабана, радиоузла, наиболее выгодна, так как затрачивается меньше материалов, создаются хорошие условия эксплуатации аккумуляторных батарей, которые можно расположить в отапливаемом и сухом помещении, более полно используется выработка агрегата, особенно в периоды сильных ветров, когда к агрегату подключают дополнительную нагрузку.
Однако в этом случае приходится устанавливать головку двигателя на высокой опоре (столбе), кроме того, во время вращения ветроколеса будет слышен шум. Использовать крышу строения в качестве вспомогательной опоры из-за шума и вибраций двигателя не всегда удается.
Эксплуатация аккумуляторных батарей, находящихся в помещении при использовании агрегата по первой и третьей схемам, будет нормальной, особенно в зонах с суровой зимой. Однако в период полного заряда батареи электролит кипит, выделяются кислотные испарения, поэтому батарею следует располагать вне жилых комнат.
Если агрегат устанавливать по второй и третьей схемам, то часто можно снизить высоту опоры, расположить ее на открытом месте, уменьшить шум, а используя вторую схему, — избавиться в жилом помещении от кислотных испарений.
Но эти схемы не лишены недостатков. Так, например, располагая одну аккумуляторную батарею в специальной будке возле агрегата, нужно иметь другую батарею, которая будет питать потребителей в период зарядки первой, необходимо относить батареи на зарядку и приносить после зарядки. Кроме того, затрудняется обслуживание, ухудшаются условия эксплуатации батарей вследствие удаленности их от жилья и работы в неотапливаемом помещении.
При передаче энергии от агрегата на повышенном напряжении (схема 3) условия работы и обслуживания батареи подобны условиям первой схемы, но при этом необходимо иметь электрические провода относительно большой длины.
Выбрав тип и схему использования агрегата, определяют мощность генератора и емкость аккумуляторных батарей.
При создании ветроэлектрических агрегатов принимают наилучшее соотношение расчетной мощности генератора и емкости аккумуляторной батареи. При этом генератор не следует перегружать зарядным током батареи даже при сильном ветре и разряженных батареях. В то же время необходимо полностью использовать мощность агрегата.
Для определения мощности агрегата следует прежде всего знать суммарную мощность всех присоединяемых потребителей. Выбирая потребители, учитывают, что повышение мощности агрегата
Стр. 79
связано с увеличением стоимости ветродвигателя и его монтажа, аккумуляторных батарей и усложнением эксплуатации. Поэтому для постоянного подключения к агрегату выбирают наиболее экономичные устройства и приборы. Так, например, следует пользоваться радиоприемниками, радиоузлами и приемно-нередающими станциями с полупроводниковыми элементами и преобразователями. Не рекомендуется применять неэкономичные электромашинные умформеры.
Выбирая лампы для освещения, следует иметь в виду, что низковольтные осветительные лампы автомобильного типа обладают хорошей светоотдачей. Например, одна лампа мощностью-15—20 вт вполне достаточна для нормального освещения помещения размером 6—8 м2. Недостатком их является малый срок службы (до 300 ч). Из-за низкой светоотдачи не рекомендуется пользоваться низковольтными сигнальными лампами, хотя они служат дольше автомобильных.
Сначала предварительно рассчитывают мощность агрегата, исходя из суммарной присоединенной мощности всех потребителей, которые будут питаться от аккумуляторных батарей. Практика показывает, что присоединенная мощность должна быть не более 50—60% от расчетной мощности генератора, по которой выбирают агрегат (табл. 2).
Табл. 2
Зная емкость аккумуляторной батареи, входящей в комплект агрегата, проверяют, не превысит ли ток нагрузки максимально допустимый длительный разрядный ток батареи.
Если нет точных данных о величине этого тока, его принимают равным 0,1 величины табличной емкости аккумуляторной батареи. Так, например, допустимый ток длительного разряда батареи 6-СТ-68 емкостью 68 а.ч будет равен 0,1 • 68=6,8 а.
Основные технические данные ветроэлектрических и насосных агрегатов, имеющих генераторы для зарядки аккумуляторных батарей, приведены в таблице 2, а некоторых потребителей электроэнергии — в таблице 3.
Табл.3
Иногда требуется знать, какова должна быть емкость аккумуляторной батареи, чтобы обеспечить потребители электроэнергией. Для этого проводят расчет емкости методом суточных балансов энергии. Зная величину суточного потребления энергии и возможные по ветровому графику суточные выработки ветроагрегата за расчетный период, определяют емкость батарей при разной степени обеспеченности потребителя энергией.
|
ВЕТРОНАСОСНЫЕ И ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АГРЕГАТЫ. СОДЕРЖАНИЕ
|
 |
| | |
