Ветрогенераторы будущего: две башни, две лопасти?

[einstitut.livejournal.com]

Оригинал взят у einstitut в Ветрогенераторы будущего: две башни, две лопасти?

Немецкой инжиниринговой компанией Aerodyn разработано принципиальное новое решение для плавучих офшорных ветряных электростанций.

Компактная модель SCDnezzy2 представляет собой два двухлопастных ветрогенератора, башни которых установлены на одной платформе V-образно. Именно так, по мнению разработчиков, могут выглядеть плавающие ветрофермы к 2025 году.



Двухлопастные роторы вращаются в противоположные стороны, чтобы сбалансировать действующие на них силы Кориолиса.

Еще одна особенность состоит в том, что относительное положение лопасти работающего ротора смещено на 90 градусов, то есть лопасти одной турбины находятся в горизонтальном положении, а другой, одновременно, вертикально. Это направлено на минимизацию взаимодействий лопастей, вызывающих завихрение, и приводящих к снижению производительности.

Башни ветряков концепта SCDnezzy2 встречаются в нижней части, прикрепленной к центральной монтажной фланцевой колонне на бетонном поплавке. Помимо крепления башен к основанию, они связаны между собой и с платформой гибкими растяжками, создавая компактную, легкую и одновременно жесткую структуру.



Одним из основных преимуществ такой конструкции является то, что она практически устраняет изгибающие моменты, что обеспечивает значительную экономию массы и затрат.

Данный подход существенно отличается от других проектов плавающих оснований, предусматривающих размещение сразу нескольких турбин. Обычно проектировщики конструируют треугольную платформу, по углам которой вертикально размещаются отдельные ветрогенераторы.

Идея использования многороторной технологии в ветрогенерации не нова. Ранние концепции относятся к 1930-м годам, например, разрабатывались известным немецким инженером-изобретателе Германом Хоннефом (Hermann Honnef).

Есть концепция Vestas с четырьмя роторами на 900 кВт для материковой ветроэнергетики, действующая с прошлого года – самый свежий пример современной многороторной разработки. Особенно важно, что она была инициирована крупнейшим в мире поставщиком ветряных турбин.

В то же время рассматриваемая нами разработка Aerodyn выглядит весьма перспективной именно для нового технологического направления в морской ветроэнергетике – плавающих фундаментов / плавучих ветряных электростанций.

Предполагая, что удельная мощность составляет около 425 Вт/м2, диаметр ротора «обычной» одномоторной турбины мощностью 15 МВт будет равен примерно 212 метрам. SCDnezzy2 такой мощности (15 МВт) достаточно 150-метрового диаметра ротора, что позволяет снизить центр тяжести на 30 метров.

Оригинал

Comments

[antontsau.livejournal.com]

Сложно. Оно же должно быть синхронно с внешней сетью а не с неким входным сигналом. Поэтому все равно надо все в цифре гонять, прямо начиная с измерителя что там в сети делается... ну и все, никаких физических синусоид нигде и нет. Есть некий задатчик цифрового образа, синхронизирующийся с некоей оценкой (а не физически!) сети... даже так это все при подключении например параллельно к дизелю прекрасненько взрывается, был у меня случай выгорания всей силы в пытавшемся рекуперировать лифтовом инверторе, на очччень большую сумму. А если бы там еще и аналоговые сигналы как-то бродили, как-то неведомо как настроенные, то оно бы вообще не жило не то что от дизеля а и от включенной в щиток вот такенной выпрямительной сварки, срущей на всю сеть от своей китайской души.

Так в том и дело, что в сети нафиг не нужны никакие 100дб, на синусоиду похоже ну и ладушки, переварится.

А остальное да, это и означает, что в инверторах, даже игбт высокочастотных шимах, срача будет довольно много. Но всем пофиг.

[nivanych.livejournal.com]

> синхронно с внешней сетью

Тогда можно вусмерть уфильтровать напряжение этой внешней сети (обратить внимание на возможное смещение фазы) и использовать в качестве эталонного.
Заострю внимание — в этом случае, фильтрация не силовая, что значительно проще.
Но хоть и не силовая, всё равно, фильтровать надо оочень аккуратно, что не элементарно, но вполне возможно.

При таком подходе, никакой рассинхронизации не произойдёт в принципе.

> на синусоиду похоже ну и ладушки, переварится

В европейских стандартах по гармоникам где-то так и задано ;-)
Идеальная синусоида почти никогда на практике и не нужна.
А там, где нужна, в любом случае, потребуется городить непростую схему.

И европейские нормы по гармоникам я считаю вполне разумными.
Даже чууть жестковато, на мой взгляд.

[antontsau.livejournal.com]

брать с собственного выхода плохо получается - оно эталонное до тех пор пока сам инвертор не начал туда что-то вливать, вот тут и возникает непонятно какая (зависит от погоды на марсе - наличия всяких реактивных нагрузок, внутреннего сопротивления и тп) обратная связь. Так что пытаются как-то виртуально симулировать, а потом ВНЕЗАПНО обнаруживают, что сеть-то оказалась малостабильна, не +-0.1гц, а кееек просело на пару герц (в дизельгенератор на 200квт резко включили какую-то фигню киловатт на 50) и фаза уползла быстрее, чем этот задатчик сместился.

[nivanych.livejournal.com]

> а кееек просело на пару герц

Идея в том, чтоб вот это самое, которое просело на пару герц, и брать в качестве эталонного, только пофильтровать его хорошенько.

Не знаю, можно ли это сделать чисто аналогово.
Может быть, можно, но надо крепко думать — линейная фильтрация тут работает хреново.

Но если не постесняться как следует измерять хорошим АЦП'шником, то можно сделать регулирование в цифровом виде.
А уж исполнить наилучшее синусоидальное приближение к этому самому, которое "просело на пару герц" —
запросто и для этого достаточно даже какой-нибудь ATmega8'и, а не то, чтоб STM32.

Ну там не совсем так просто будет, деталей много, но суть такая —
если надо с чем-то согласовываться, то получив это напряжение, согласоваться с ним запросто.
А если согласовываться не надо, то можно и просто самому генерировать хорошую синусоиду.

[antontsau.livejournal.com]

вот если бы можно было протянуть силовой кабель "туды" и отдельно измерительный "оттель", то все было бы просто и замечательно - смотрим что пришло и тут же повторяем это, уже с силой, на выходе. Все примитивно, надежно и никаких проблем. Но, увы, эти два кабеля - это одно и то же, то, что мы запустили из инвертора, тут же увиделось на "приемнике", и результат малопредсказуем.

[nivanych.livejournal.com]

> и отдельно измерительный "оттель"

А с этим часто проблемы?
Если можно решить замечательные вещи (чисто работающий инвертор, согласованный с сетью), то разве ж, некоторое неудобство в протягивании измерительного кабеля не окупается результатом?

Есличо, я просто не знаю, как оно в реальности — в энергетике не работал, с мощностями (и напряжениями) большими дел никогда не имел.

[antontsau.livejournal.com]

аппсалютно нереально. Имеется некая лэпина по которой сила бегает и все, никто никакой второй провод чисто для измерения вешать не будет, жуйте граждане что выдано.

В совсем приличных конструкциях конечно можно сделать и цифровую передачу (измерять прямо там, а намеряное уже передавать куда угодно как цифру, не как аналоговый сигнал) и черта лысого с рогами, но не на уровне каких-то одиночных мегаваттных инверторов. И будет это все очень стремно, у нас вон целый штат отрубили потому что где-то в какой-то дыре коммуникационная вышка рухнула. Потребует поддерживать не только силу, но и с такой же надежностью и дату.

[nivanych.livejournal.com]

Ага, понятно.
Но осмелюсь предположить, что в случае ветряков, они вполне могли бы предусмотреть измерительный провод.

Ну и как-то же сети (как частоту, так и фазу) синхронизируют?...
Неужели, это делают наугад, без измерения?...

[antontsau.livejournal.com]

никто ничего в сетях не измеряет. Синхронизируют генератор (турбину весом в хренадцать сотен тонн), подключают к остальному миру и он крутится себе на самосинхронизации, забежит вперед - нагрузка у него станет побольше - отстанет. Все держится на этой огромной инерционности механических электромашин, которой у электронных инверторов просто нет. Ну а если этот способ не срабатывает, то генераторы один за другим отрубаются по предельной защите (по току, по оборотам) и происходит классический коллапс энергосистемы.

[nivanych.livejournal.com]

Ужосы какие...
Понятно, спасибо.