Ветровые электростанции
Созданные ветряные электростанции в качестве источника энергии используют силу ветра. В результате обеспечивается выработка дешевой электроэнергии. Применение таких конструкций имеет высокую эффективность, поскольку перемещение воздушных масс идет постоянно, и этот источник энергии является возобновляемым. С течением времени использование ветровых генераторов становится все популярнее, что влечет за собой развитие данного направления. Выражается это в появлении новых разновидностей ветровых агрегатов, используемых в промышленности и для частных нужд.
Основные характеристики и принцип работы
Работа ветряных электростанций характеризуется следующими показателями:
- Мощностью. Это основной параметр ветровой электростанции. Мощность установки зависит от способности генератора вырабатывать электроэнергию при стандартной скорости ветра равной величине 12 м/с.
- Номинальным напряжением. Данная величина, которая также вырабатывается генератором, может изменяться в широких пределах. Она бывает 220 В, 12 В и 24 В.
- Мощности турбины. Данная величина зависит от диаметра турбины,
- Производительностью. Этот параметр позволяет определить количество вырабатываемой ветроустановкой электроэнергии в год.
При выработке электроэнергии важной величиной является диаметр турбины, которая должна выдержать сильные порывы ветра. Ее расчет ведется с учетом особенностей региона, поскольку в каждой местности перемещение воздушных масс обладает разной силой. При этом за базовую величину берется максимальная сила ветра.
Производителями выпускается большое разнообразие ветроустановок. При этом принцип действия у них всех одинаковый. Заключается он в следующем:
- В верхней части установки располагаются лопасти, задача которых состоит в захвате перемещающихся воздушных масс.
- При соприкосновении ветра с лопастями последние приводятся во вращение, которое передается на ротор генератора.
- Как только генератор начинает вращаться, между магнитами статора тут же происходит формирование электромагнитного поля, с последующим появлением в обмотках статора переменного электрического тока. Его создание происходит на основе физического явления электромагнитной индукции.
- На следующем этапе происходит образование постоянного тока путем прохождения его сквозь выпрямитель.
- Затем он снова преобразуется в переменной ток, частота которого составляет 50-60 Гц. Достигается это путем прохождения его через инвертор. Выработанная энергия поступает в электрические сети.
Из-за разного рельефа местности часто ветряные электростанции устанавливаются на высоких мачтах, поскольку близко к земле потоки воздуха не отличаются стабильностью, а также их сила уменьшается. При этом на высоте они дуют равномерно, что обеспечивает оптимальную эксплуатацию установки.
Разновидности по конструкции
Существует несколько видов ветрогенераторов, которые разделяются по конструкции и месторасположению. Каждая из них отличается своей особенностью и применяется с учетом конкретных условий. При этом принцип действия у всех ветряных электростанций одинаковый, основанный на использовании силы ветра.
Горизонтальные
Особенностью данного типа ветрогенераторов является расположение оси вращения в горизонтальном направлении. Это сложные устройства, отличающиеся высокой эффективностью. Такой конструкции ветрогенераторы выпускаются нескольких видов:
- С фиксированным углом наклона лопастей. Такого типа ветровые электрогенераторы можно встретить чаще всего. Их особенностью являются лопасти, расположенных с наиболее эффективным углом наклона, что позволяет их использовать при любой силе и скорости ветра.
- С регулируемым углом наклона лопастей. В таких ветровых установках есть возможность изменять расположение наклона лопастей. Это увеличивает универсальность оборудования и дает возможность подстраиваться под любую ветровую нагрузку.
- Саблевидной формой лопастей. Такие лопасти имеют особую геометрию, специально приспособленную под высокую скорость ветра.
Горизонтальные ветровые электростанции нашли наиболее широкое применение среди других типов оборудования.
Вертикальные
Это ветровые устройства, ось вращения в которых установлена вертикально. В результате у них отсутствует зависимость от направления ветра. Такие изделия имеют упрощенную конструкцию, но обладают меньшей эффективностью. Вертикальные агрегаты выпускаются следующих видов:
- С ротором Савониуса. Геометрия лопастей выполнена в виде синусоиды, что способствует формированию подъемной силой при попадании на них воздушных масс.
- Ветровая электростанция Дарье. В состав конструкции входит ряд лопастей, которые устанавливаются вдоль вертикальной оси. Они также имеют особую изогнутую форму, которая обеспечивает создание подъемной силы.
- Ветрогенераторы Фена. Лопасти устанавливаются на цилиндрической турбине и приводят ее во вращения под воздействием силы ветра.
Вертикальные ветровые электростанции также находят широкое применение в местах, где ветер может часто менять направление.
Роторные и карусельные
В роторных устройствах используются специальные узлы для улавливания ветра с дальнейшим превращением его в энергию. Оборудование имеет усложненную конструкцию, но обладает большой эффективностью. Такие ветрогенераторы могут работать в плохих погодных условиях. При этом их монтаж не вызывает сложности. Рассматривая недостатки, можно выделить небольшую высоту башни, что увеличивает риск разрушения лопастей. Также аппараты издают повышенный шум.
Высокой надежностью обладает и карусельное оборудование, принцип работы которого заключается в следующем:
- Движущийся воздух попадает через патрубок во вращающийся барабан ветрогенератора.
- При вращении барабана за счет центробежной силы вся присутствующая в воздухе пыль отбрасывается к боковым стенкам, а затем попадает в пылесборник. В результате воздух очищается и не загрязняет оборудование
Роторные и карусельные ветровые электростанции относятся к наиболее качественному оборудованию. Оно выполнено в соответствии со всеми технологическими требованиями, а почему необходимо придерживаться разработанных норм, не отклоняясь от стандарта, вы можете узнать здесь.
Типы ветровых электростанций
Важным моментом является место установки ветровых электростанций. В зависимости от этого они разделяются на виды:
- Прибрежные. Устанавливаются на некотором расстоянии от берега моря или океана. Именно в этом месте регулярно дует бриз, способствующий стабильности работы установки. Его присутствие обеспечено разностью температур между морской водой и поверхностью суши. В результате формирование ветра происходит днем и ночью, поскольку перемещение воздушных масс постоянно чередуется с морского побережья в сторону водоема, а затем в обратном направлении.
- Наземные. Установка таких ветровых электростанций ведется на возвышенных участках земли. Желательно, чтобы высота территории превышала 50 м. Очень удобными местами являются холмы. Формирование нужной площадки ведется на протяжении 7-10 дней. Основная сложность заключается в выборе местности, поскольку необходимо обеспечить подъезд строительной техники, а это связано с наличием дорог. Кроме того, длительность процедуры монтажа ветрогенераторов увеличивается за счет необходимости согласования всей документации в различных организациях.
- Шельфовые. Такие ветрогенераторы располагаются в море на расстоянии от берега в районе 60 км. К достоинству установок относится их месторасположение, когда не занимается полезная территория земли. Также они не видны с берега и при работе показывают хорошую эффективность. Их строительство ведется в местах, где присутствует небольшая глубина. Это необходимо для закладки свайного фундамента на глубину 30 м. Также под землей прокладываются подводные кабеля. Строительство шельфовых электростанций обходятся намного дороже, чем их наземные варианты. Для изготовления используются качественные материалы, поскольку в соленой водной среде они быстро покрываются коррозией. При строительстве таких сооружений специально используются самоподъемные корабли.
- Парящие. Особенностью конструкции таких ветровых электростанций является их расположение над землей. С помощью специальной оболочки, наполненной гелием, ветрогенератор поднимается на высоту несколько сотен метров. Внутри агрегатов расположены турбины мощностью до 40 кВт. Оборудование имеет множество преимуществ, но применяется редко из-за сложности его изготовления и монтажа.
- Плавающие. Это ветровые генераторы, выполненные в виде платформы с башней. Устройство опускается под воду на десятки метров, а верхняя часть возвышается над морской гладью. Для стабилизации системы внутри водоема используется специальный балласт, сделанный из гравия или любых камней. Для удержания оборудования на месте применяются якоря.
- Горные. Такое оборудование представляет собой обычные ветровые генераторы, только установленные в горах. Они характеризуются большой эффективностью, поскольку в горной местности всегда присутствуют сильные ветры.
Каждый тип ветрогенератора обладает своими особенностями и применяется в той местности, где от него можно получить максимальную отдачу.
Правила выбора
При выборе ветрогенератора нужно учитывать множество параметров оборудования:
- Мощность. Для этого необходимо рассчитать, какое количество электроэнергии необходимо для обслуживания данной территории. К полученному результату следует обязательно прибавить запас на случай возможных потерь.
- Тип оборудования. Обычно вопрос стоит перед выбором горизонтального или вертикального аппарата. В первом случае производительность агрегата будет выше, но это произойдет только при нужном направлении движения воздушных масс. Вертикальный вариант имеет меньшую эффективность, но занимает небольшое пространство и не зависит от направления ветра.
- Размер ротора. Здесь все зависит от необходимой производительности оборудования. Большого размера ротор значительно эффективнее, но требует наличия значительного пространства. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо предварительно провести расчеты.
- Материал лопастей. Такие изделия могут изготавливаться из пластика, стали или алюминия. Металлические лопасти обладают большей прочностью, но и выше по цене. Оптимальным вариантом является пластик. По своим характеристикам он прочный и долговечный.
- Инвертор. Это прибор, в задачу которого входит преобразование переменного тока с целью зарядки аккумуляторов. Устройство может быть в составе ветрогенератора или установлено отдельно.
- Производитель. Здесь нужно выбирать надежного хорошо известного поставщика. При покупке такого дорогостоящего оборудования обязательно следует проверять гарантию и возможность его ремонтирования в сервисных центрах.
- Стоимость оборудование. Это обстоятельство также играет не последнюю роль и во многом зависит от бюджета хозяина.
Кроме перечисленных факторов обязательно нужно заранее определиться с местом установки оборудования. Здесь следует ориентироваться на территорию, насколько стабильно дуют ветры, и меняют ли они свое направление движения. Для этого необходимо выбрать возвышенность, где сила перемещения воздушных масс будет максимальной. В том случае, когда ветры дуют слабо, требуется подбирать соответствующее оборудование с высоким КПД.
Использование силы ветра как альтернативного возобновления источника энергии относится к перспективному направлению. Установленные в ряд ветрогенераторы дают хороший результат, но при изготовлении оборудования следует обращать внимание на качество его производства и ответственность работников. Об этом можно почитать здесь.
Удаляя дым
Эксперты рассказывают о системе дымоудаления в вентиляции, ее значимости для пожарной безопасности, особенностях подбора нее вентиляторов и их эксплуатации.
Система дымоудаления – важная часть любой системы вентиляции. Ее основными функциями являются удаление дыма, паров и газов, возникающих при пожаре, а также обеспечение безопасности людей. Не секрет, что чаще всего человек в таком ЧП погибает не столь от самого открытого огня, а от начавшегося ранее едкого задымления.
Установка системы дымоудаления требуется во многих общественных и коммерческих зданиях, например, в торговых центрах, офисах, гостиницах, аэропортах, стадионах и других объектах с большим скоплением людей, рассказывает технический директор ООО «ПП Благовест-С+» Игорь Губин. В случае возгорания эта система может спасти жизни, минимизировать ущерб имуществу и значительно облегчить работу пожарных служб. В состав системы дымоудаления, отмечает эксперт, входят следующие компоненты: воздуховоды и каналы – специальные трубы и конструкции, предназначенные для отвода дыма; противопожарные клапаны – устройства двойного назначения, могут работать как дымоудаляющее устройство, открываясь при пожаре, или как огнезадерживающее, закрываясь и предотвращая проход дыма и продуктов сгорания в соседние помещения или систему вентиляции; вентиляторы – устанавливаются для создания притока свежего воздуха или удаления дыма.
«Именно вентиляторы играют главную роль в системе дымоудаления. Очень важно быть уверенным в качестве используемой продукции, т. к. конкретно в этом случае от выбранного оборудования зависит человеческая жизнь. Выбор вентиляторов дымоудаления должен проводиться согласно расчету и проектным значениям. Стоит очень внимательно подходить к этому вопросу и опираться на действующие нормы и правила. Мы по-прежнему остаемся одним из ведущих поставщиков импортного оборудования и поддерживаем бесперебойные поставки из Европы, поэтому уверены в качестве вентиляторов, используемых в системе дымоудаления», – подчеркивает Игорь Губин.
О значимости правильного подбора вентиляторов в системах дымоудаления говорят и другие эксперты. По словам технического директора ООО «ВЕНТАРТ ГРУПП» Дмитрия Пряничникова, к конструкциям вентиляторов, устанавливаемых в системах противодымной защиты, предъявляются повышенные технические требования. Именно они должны обеспечивать устойчивость всех деталей и узлов агрегата к воздействию высоких температур. Производительность и напорные характеристики вентиляторов дымоудаления должны обеспечивать быстрый отвод дымообразных продуктов горения за пределы помещения и здания. Материалы конструктивных элементов вентиляторов изготовлены из устойчивых к воздействию химической агрессии веществ, образующихся в процессе пожара. Кроме того, вентиляторы должны соответствовать пределу огнестойкости по СП 7.13130.2013. С их помощью должен быть реализован свободный выход потока дыма. При установке вентиляторов дымоудаления следует создавать возможность вертикального, горизонтального или двухстороннего выброса дыма и других продуктов горения.
Вентиляторы дымоудаления, продолжает тему главный инженер вентиляционного завода WAER Максим Бабкин, должны вытягивать дымовые газы и продукты сгорания из зоны эвакуации или иного обслуживаемого объема в рамках нормативного промежутка времени. Технические характеристики вентиляторов дымоудаления можно разделить на базовые, учитывающие расход воздуха или продуктов сгорания в м³/ч, статический напор вентилятора в Па, условия эксплуатации (температура, время работы, удаляемая среда), а также вспомогательные характеристики: электрическое потребление в кВт, массогабаритные показатели, исполнение, направление выхлопа и т. д. «Ключевым этапом подбора вентилятора является аэродинамический расчет производительности. Далее в зависимости от условий проекта могут использоваться вентиляторы с различным исполнением, временем работы 1,5, 2 часа, максимальной температурой продуктов сгорания 400, 600ºC и прочими», – отмечет специалист.
По словам Игоря Губина, правильное подключение вентиляторов к электропитанию также является важным аспектом монтажа. Необходимо убедиться, что все соединения сделаны правильно и безопасно и вентилятор имеет специальные предохранительные устройства. После успешной установки эксплуатация вентиляторов дымоудаления требует регулярного технического обслуживания. Рекомендуется проводить периодическую проверку и очистку вентилятора от загрязнений и осадков, которые могут накопиться на его лопастях.
Демонтаж в плюсе
На фоне активизации строительных работ по госконтрактам, федеральным и региональным инфраструктурным проектам растут и объемы рынка демонтажных работ. При этом отраслевые компании все чаще в своей деятельности задействуют новые технологии и технику.
Рынок демонтажных работ, несмотря на внешние факторы, остается в плюсе. Объемы работ, производимых отраслевыми участниками, растут, крупные компании принимают участие в федеральных и региональных инфраструктурных проектах, связанных с редевелопментом промышленных территорий, реновацией жилых районов. Трендом текущего времени также стало участие представителей рынка в госпрограммах развития территорий новых регионов России. Специалисты сносят поврежденные здания и сооружения, не подлежащих восстановлению.
В целом участники рынка смогли избежать негативных последствий периода пандемии, когда реализация относительно небольшой части проектов была приостановлена. Также многие из них смогли перестроить логистику закупок определенной спецтехники и оборудования в условиях ужесточения антироссийских санкций.
Со сдержанным оптимизмом
Собственник ГК АРАСАР Александр Штарёв отмечает, что рынок демонтажа специфичный. Компетенции формируются десятилетиями. «Основные игроки всем известны. Они растут вместе с рынком. Периодически появляются новые компании, но, как правило, они быстро перепрофилируются. В настоящее время ситуация на рынке достаточно стабильная. На ближайшее будущее тоже смотрим со сдержанным оптимизмом. Конечно же, есть влияние внешних факторов, как политических, так и экономических, в том числе рост курса валют, но рынок продолжит развиваться».
Схожие выводы делает и ведущий специалист по координации и развитию ООО «ЖБС инжиниринг» Лейсан Асхарова. «Однозначно объемы демонтажных работ увеличились, в том числе за счет освоения новых территорий, но позиции на рынке среди демонтажных компаний остались неизменны. Будем честны, первые введенные санкции показали проблему и дали почву для размышлений, но это не выбило нас из колеи, т. к. логистические проблемы и дефицит оборудования появились уже во времена пандемии, так что у нас было время модифицировать свой подход к работе и не тормозить свою деятельность», – констатирует представитель рынка.
Импортозамещение и закупка оборудования у дружественных стран, считает Лейсан Асхарова, открывают новые возможности для роста и развития компаний. Предвзятое отношение к азиатским аналогам – это явное заблуждение. Можем сказать, что ввозимая спецтехника и оборудование со стороны Дальнего Востока, в том числе Китая, зарекомендовали себя как хороший конкурент европейскому рынку техники. В Китае достаточно высокотехнологичные производства, качество продукции которых не уступает зарубежным аналогам. Также стоит отметить, что стоимость товара китайских производителей ниже, чем в Европе.
Повысить эффективность
Из-за высокой конкуренции на рынке демонтажа компании все активнее задействуют в работе новые технологии, которые повышают эффективность работы. Кроме того, заказчики также все чаще предъявляют более высокие требования к качеству проведения всего цикла демонтажных работ.
Первое, отмечает генеральный директор Группы компаний «КрашМаш» Виктор Казаков, на что стоит обратить внимание в сфере развития демонтажных работ в 2023 году, – это высокая скорость внедрение новых технологий и техники. «Например, выделю усиленный интерес демонтажных компаний к автоматизации и роботизации процессов. Роботы и специализированное оборудование, которое мы используем на наших проектах, выполняют трудные и опасные задачи, минимизируя риск для человеческой жизни. Также неотъемлемой частью инструментария ГК «КрашМаш» стали уличные камеры видеонаблюдения высокого разрешения, которые мы устанавливаем по периметру наших объектов. Они объединены в едином программном обеспечении, что дает возможность детально контролировать весь процесс демонтажа в формате 24/7. Такие инновации в целом позволяют нам проводить демонтаж на порядок безопаснее и качественнее», – подчеркивает участник рынка.
Второе, продолжает Виктор Казаков, что важно отметить в развитии сферы демонтажных работ, – это экологическая ответственность заказчиков, которые ориентируются на утилизацию и переработку материалов, избегая загрязнения окружающей среды. Раздельный сбор строительных отходов и их дальнейшая переработка сегодня становятся стандартом нашей отрасли. К слову скажу, «зеленые» стандарты в своей работе ГК «КрашМаш» начала применять еще 17 лет назад, с момента основания.
«Умный снос»
Говоря о «зеленых» стандартах, следует отметить, что реновация жилых территорий в Москве проходит с применением экологической технологии «умный снос». Она доказала свою эффективность, на вооружение ее готовы взять другие регионы.
По словам Виктора Казакова, «умный снос», внедренный по инициативе правительства Москвы, повторяет мировые «зеленые» стандарты и подразумевает поэлементную разборку здания, сортировку строительных отходов по типам материалов и их вывоз на специализированные полигоны. Москва строго контролирует не только демонтаж, но и оборот строительных отходов, который образуется в процессе сноса. В столице утвержден регламент работы в информационной системе, где собраны все данные: объект, виды отходов, их планируемый объем, перевозчики, полигон, куда строительный мусор будет вывезен.
«К слову, каждый грузовик в городе передает свою геолокацию каждые 2 минуты. Ни один самосвал в столице не может без штрафа покинуть пределы строительной площадки, если у него нет электронного талона на вывоз, открытого в рамках действующего разрешения на перемещение отходов от демонтажа. Итоговым результатом данных изменений и строгого соблюдения регламента является подъем рынка демонтажных услуг на качественно новый уровень. Компании сталкиваются с необходимостью постоянного развития и внедрения инноваций, чтобы удерживать свои позиции на рынке. Это ведет к созданию более качественных и эффективных решений при демонтажных работах», – уверен Виктор Казаков.
Положительно оценивают «умный снос» и другие участники рынка. «Это очень хорошая программа. Вкратце она подразумевает безопасность, экологичность, минимум неудобств для жителей, а весь строительный мусор от демонтажа идет на повторное использование. Конечно, этот опыт необходимо задействовать в других регионах. Другой вопрос, что за это необходимо доплачивать, а региональные заказчики не всегда готовы это делать», – считает Александр Штарёв.
По словам Лейсан Асхаровой, суть данного метода – при минимальных неудобствах для жителей столицы сократить объемы отходов и уменьшить негативное влияние на окружающую среду. Данный метод является бережным по отношению к жителям соседних домов (за счет шумо- и пылеподавления) и окружающей среде, позволяя сохранить озеленение. «В реалиях современного мира при плотной застройке Москвы и ухудшающейся экологической обстановке, «умный снос» – это просто необходимость. В других регионах пока не возникло острой потребности в нем, т. к. объемы застройки отстают от столичных. Но, думаю, пройдет 2–3 года, и данный способ станет вполне актуальным и в других регионах страны», – резюмирует специалист.