Большие промышленные ветряки
Jul. 14th, 2015 06:20 pm![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
einstitut.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ruИстория развития современной ветроэнергетики – это история роста размеров и мощности ветрогенераторов. Тенденция представлена на рисунке (можно увеличить):
В 80-х гг. прошлого века средняя ветряная турбина имела ротор диаметром 17 м и выдавала 75 кВт мощности. Современная ветряная турбина — существенно более крупный генерирующий объект. По данным Европейской ассоциации ветроэнергетики средняя мощность современного материкового ветряка в Европе сегодня – 2,2 МВт. Он позволяет производить в среднем за год 4702 МВт*ч электроэнергии. КИУМ – 24%. Средняя морская (offshore) турбина обладает мощностью 3,6 МВт и вырабатывает 12961 МВт*ч в год. КИУМ здесь сопоставим с традиционной энергетикой– 41% (использование мощности в сегодняшних энергосистемах как правило не превышает 50%).
Рост размеров обусловлен развитием технологий и, разумеется, экономическими причинами – желанием сократить удельные капитальные затраты и LCOE (приведённую стоимость производства электричества). Этим объясняется и то, что турбины морского, шельфового размещения стремятся делать помощнее, поскольку капитальные затраты в морском строительстве существенно выше. К слову, капитальные затраты и стоимость производства электричества в ветроэнергетике на многих рынках уже конкурентоспособны с углеводородной генерацией.
На сегодняшний день сформировался, можно сказать, отраслевой стандарт промышленной ветроэнергетической установки: три лопасти и горизонтальная ось вращения, хотя ещё относительно недавно активные эксперименты проводились с двухлопастными ветряками высокой мощности (например, в рамках немецкого проекта GROWIAN тестировалась установка мощностью 3 МВт).
Проекты с двумя лопастями были признаны неудачными (хотя разработки осуществляются и сегодня), поэтому современный промышленный ветряк выглядит вот так:
В конструкции современных внешне схожих ветряков есть принципиальные технологические отличия. Можно сказать, что сегодня конкурируют две основные технологии. Существуют ветроустановки с редуктором (коробкой передач) и без него. В установках без редуктора используется кольцевой генератор, которому крутящий момент передается непосредственно (direct drive).
Это гондола с кольцевым генератором:
Первый тип (с коробкой передач) более распространён, но популярность установок второго типа растёт, они занимают сегодня рыночную долю в примерно 30% и, вероятно, могут стать основным отраслевым стандартом.
Различия двух типов наглядно показаны на следующем рисунке (нажмите для увеличения):
Каковы размеры самых крупных турбин?
Вот картинка, демонстрирующая габариты одного из крупнейших на сегодняшний день ветряков, 7,5 мегаваттного Enercon E-126.
У Vestas уже есть действующий образец 8 мегаваттной турбины на 140 метровой мачте. Ну а самой большой считается «Морской Титан» (SeaTitan) мощностью 10 МВт с диаметром ротора 190 метров от американской AMSC. Правда в коммерческую эксплуатацию данный агрегат, насколько мы знаем, пока не поступил. Прототипы установок аналогичной мощностей есть и у ряда других производителей.
В 80-х гг. прошлого века средняя ветряная турбина имела ротор диаметром 17 м и выдавала 75 кВт мощности. Современная ветряная турбина — существенно более крупный генерирующий объект. По данным Европейской ассоциации ветроэнергетики средняя мощность современного материкового ветряка в Европе сегодня – 2,2 МВт. Он позволяет производить в среднем за год 4702 МВт*ч электроэнергии. КИУМ – 24%. Средняя морская (offshore) турбина обладает мощностью 3,6 МВт и вырабатывает 12961 МВт*ч в год. КИУМ здесь сопоставим с традиционной энергетикой– 41% (использование мощности в сегодняшних энергосистемах как правило не превышает 50%).
Рост размеров обусловлен развитием технологий и, разумеется, экономическими причинами – желанием сократить удельные капитальные затраты и LCOE (приведённую стоимость производства электричества). Этим объясняется и то, что турбины морского, шельфового размещения стремятся делать помощнее, поскольку капитальные затраты в морском строительстве существенно выше. К слову, капитальные затраты и стоимость производства электричества в ветроэнергетике на многих рынках уже конкурентоспособны с углеводородной генерацией.
На сегодняшний день сформировался, можно сказать, отраслевой стандарт промышленной ветроэнергетической установки: три лопасти и горизонтальная ось вращения, хотя ещё относительно недавно активные эксперименты проводились с двухлопастными ветряками высокой мощности (например, в рамках немецкого проекта GROWIAN тестировалась установка мощностью 3 МВт).
Проекты с двумя лопастями были признаны неудачными (хотя разработки осуществляются и сегодня), поэтому современный промышленный ветряк выглядит вот так:
В конструкции современных внешне схожих ветряков есть принципиальные технологические отличия. Можно сказать, что сегодня конкурируют две основные технологии. Существуют ветроустановки с редуктором (коробкой передач) и без него. В установках без редуктора используется кольцевой генератор, которому крутящий момент передается непосредственно (direct drive).
Это гондола с кольцевым генератором:
Первый тип (с коробкой передач) более распространён, но популярность установок второго типа растёт, они занимают сегодня рыночную долю в примерно 30% и, вероятно, могут стать основным отраслевым стандартом.
Различия двух типов наглядно показаны на следующем рисунке (нажмите для увеличения):
Каковы размеры самых крупных турбин?
Вот картинка, демонстрирующая габариты одного из крупнейших на сегодняшний день ветряков, 7,5 мегаваттного Enercon E-126.
У Vestas уже есть действующий образец 8 мегаваттной турбины на 140 метровой мачте. Ну а самой большой считается «Морской Титан» (SeaTitan) мощностью 10 МВт с диаметром ротора 190 метров от американской AMSC. Правда в коммерческую эксплуатацию данный агрегат, насколько мы знаем, пока не поступил. Прототипы установок аналогичной мощностей есть и у ряда других производителей.
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2015-07-14 08:37 pm (UTC)Но, что характерно, - не по причине отсутствия ветра, а исключительно переводом в принудительный останов путём флюгирования.
То есть, пытаться судить о равномерности и энергетике ветра по этому ролику невозможно по определению.
ХИНТ: скорей всего останов производится по причине избытка генерации - как бы под утро потребление закономерно падает...
no subject
Date: 2015-07-15 12:23 am (UTC)no subject
Date: 2015-07-15 12:52 am (UTC)Выдержка отдельного кадра остаётся неизменной - поскольку она определяется чувствительностью фотоматрицы, то соответствует выдержке одного кадра при обычной скорости. То есть, сотые доли секунды.
Так, что не с чего терять чёткость - она по определению остаётся "фотографической" при любом уменьшении скорости съёмки.
ХИНТ: при увеличении номинальной скорости съёмки (30 к/с) современные видеоустройства вместо размазывания контуров порождают специфические артефакты, связанные со строб-эффектом - на кадрах самолётных винтов возникает искривление лопастей, а то вовсе немыслимые преобразования их формы.
Обусловлены такие артефакты неодновременностью съёма информации с различных пикселей - пиксели считываются последовательно и потому фиксируют разные моменты времени...
Но при съёмке на пониженной скорости подобные артефакты не сказываются - так, что остаётся только чистый строб-эффект, без всяких искажений контуров...
no subject
Date: 2015-07-15 01:29 am (UTC)no subject
Date: 2015-07-15 01:33 am (UTC)no subject
Date: 2015-07-15 01:00 am (UTC)И решил ответить проще: изменение скорости съёмки не меняет выдержку одного кадра - меняется только время паузы между отдельными кадрами.
no subject
Date: 2015-07-15 01:27 am (UTC)no subject
Date: 2015-07-15 01:32 am (UTC)Это означает, что выдержка не может быть больше 1/30 сек.
Подобных роликов в сети - выше крыши...
no subject
Date: 2015-07-15 01:36 am (UTC)no subject
Date: 2015-07-15 01:42 am (UTC)Вы даже с гуглом не знакомы...
В силу перевода вами дискуссии в троллинг не вижу смысла в чём либо убеждать - хотите верить в неподвижность ротора, так верьте.
Верьте и в обратное его вращение...
no subject
Date: 2015-07-15 01:38 am (UTC)no subject
Date: 2015-07-15 02:07 am (UTC)