Ветровые электростанции


06.11.2023 09:00

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:

  1. Мощностью. Это основной параметр ветровой электростанции. Мощность установки зависит от способности генератора вырабатывать электроэнергию при стандартной скорости ветра равной величине 12 м/с.
  2. Номинальным напряжением. Данная величина, которая также вырабатывается генератором, может изменяться в широких пределах. Она бывает 220 В, 12 В и 24 В.
  3. Мощности турбины. Данная величина зависит от диаметра турбины,
  4. 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:

  1. В верхней части установки располагаются лопасти, задача которых состоит в захвате перемещающихся воздушных масс.
  2. При соприкосновении ветра с лопастями последние приводятся во вращение, которое передается на ротор генератора.
  3. 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.
  4. На следующем этапе происходит образование постоянного тока путем прохождения его сквозь выпрямитель.
  5. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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:

  1. С ротором Савониуса. Геометрия лопастей выполнена в виде синусоиды, что способствует формированию подъемной силой при попадании на них воздушных масс.
  2. 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.
  3. 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:

  1. Движущийся воздух попадает через патрубок во вращающийся барабан ветрогенератора.
  2. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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:

  1. Мощность. Для этого необходимо рассчитать, какое количество электроэнергии необходимо для обслуживания данной территории. К полученному результату следует обязательно прибавить запас на случай возможных потерь.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Инвертор. Это прибор, в задачу которого входит преобразование переменного тока с целью зарядки аккумуляторов. Устройство может быть в составе ветрогенератора или установлено отдельно.
  6. Производитель. Здесь нужно выбирать надежного хорошо известного поставщика. При покупке такого дорогостоящего оборудования обязательно следует проверять гарантию и возможность его ремонтирования в сервисных центрах.
  7. 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.


ИСТОЧНИК ФОТО: ASNinfo

Подписывайтесь на нас:

На все времена: о чем говорит кирпичный фасад


15.02.2021 10:17

Несмотря на появление все новых фасадных решений, кирпич был и остается универсальным материалом, позволяющим не только создавать неповторимую эстетику, но и обеспечивать надежность и долговечность ограждающих конструкций.  Видением ситуации на рынке кирпича, причинах стабильно высокого спроса и современных возможностях кирпичного домостроения делятся производители и застройщики.


Тяжелый 2020 год не стал критичным для производителей кирпича. «Спрос был неравномерным из-за того, что ритм стройки был сорван изменениями 214-ФЗ, — делится Виталий Калашник, маркетолог АО «Павловский завод». — Сначала все кинулись выводить новые корпуса и лить каркасы, затем клали мелкоштучку, а затем отделывали уже начатое, тормозя вывод новых корпусов. Соответственно качели спроса были и у производителей кирпича. По итогам года — слегка лучше предыдущего. В том числе за счет того, что на пике разбирали даже запасы менее ликвидной продукции».

Ситуация с пандемией не оказала негативного влияния и на объемы производства и продаж крупнейшего производителя кирпича в странах Балтии — LODE. «Активизировались фирмы, выполняющие общестроительные работы, они стали быстрее заказывать продукцию», — поясняет Егор Донченко, региональный менеджер ООО «Лоде ру» в Северо-Западном регионе.

Стройматериалов хватает

«С точки зрения обеспечения стройки материалами на сегодня мы не чувствуем каких-либо сложностей, — подтверждает Анжелика Большегородская, заместитель генерального директора корпорации «Мегалит». — Для таких масштабных проектов, как, например, "Приморский квартал", договора на поставку заключаются заранее. В целом рынок кирпича довольно стабилен и представлен как нашими и белорусскими компаниями, так и иностранными — немецкими, бельгийскими, эстонскими. Естественно, что вместе с ослаблением рубля цены на зарубежную продукцию выросли».

При этом Егор Донченко подчеркивает, что их компании удалось удержать цены для российского потребителя на прежнем уровне, поскольку у представительства в РФ заключены рублевые договоры с заводами изготовителя.

В объединении «Строительный трест» удовлетворены объемами и сроками поставок кирпича. Что касается роста цен, по данным компании, в кирпичном сегменте рынка удорожание в 2020 году составило около 5%.

Фасад надежности

«Из кирпича можно создавать не только прочные, но и интересные с архитектурной точки зрения фасады, — убежден Андрей Паньков, заместитель генерального директора по строительству объединения «Строительный трест».Кирпичная кладка постепенно усложняется, используются разнообразные сочетания текстур, цветов. На своих объектах мы используем разные виды кладок, в том числе наиболее оригинальную — баварскую».

Виталий Калашник рассказывает, что Павловский завод уделяет сейчас основное внимание самому ходовому в своей продуктовой линейке кирпичу — силикатному.  «По белому кирпичу у нас четыре типоразмера и три фактуры, включая две невозможных в керамике (колотый и "Антик"), что позволяет создавать разнообразные и изысканные фасады просто за счет смены ритма кладки. К тому же силикатный кирпич, в отличие от керамики, ровно колется колочной машинкой, из него легче делать архитектуру сложной формы».

«Типы современных кирпичных материалов фактически не накладывают никаких ограничений на проект. Фасад может быть стилизован под любой архитектурный стиль, выполнен в любой цветовой гамме или с узором», — считает Юрий Колотвин, генеральный директор «ПСК».

Дмитрий Ефремов, руководитель аналитического центра «Главстрой Санкт-Петербург» добавляет, что сегодня кирпич все чаще используется и для оформления мест общего пользования, лифтовых холлов, парадных: «Помимо строительства непосредственно домов, кирпич также может применяться при создании малых архитектурных форм, обустройстве дворовых пространств с кирпичными ограждениями или, например, уличными очагами».

«По проектным заказам у нас сейчас пользуется спросом ангобированный кирпич, а также полнотелый и цветные. Кроме этого, компания LODE уверенно чувствует себя на рынке печного кирпича», — рассказывает Егор Донченко.

Для тех, кто ценит

Анжелика Большегородская согласна, что покупатели в основной своей массе положительно относятся ко всем возможным технологиям: «В нашей практике есть опыт работы как с кирпичными, так и с вентилируемыми фасадами. Мы не отдаем предпочтение какой-либо одной технологии. Многое зависит от конкретного проекта, его архитектуры, окружения». При этом эксперт отмечает, что есть категория клиентов, которая отдает предпочтение кирпичу, поскольку считает его наиболее надежным и проверенным материалом. Ряд преимуществ этого материала неоспорим: долговечность, эстетика, возможность работы со сложными архитектурными формами.

Нечастный случай

За время пандемии резко возрос спрос на земельные участки под загородное строительство. Производители стройматериалов ожидают, что в этом году будет рост продаж — если люди приобрели землю, значит, буду активно строиться. «Несмотря на моду на каркасные скандинавские дома, спрос на кирпич остается неизменно высоким в той нише, где люди предпочитают строить надолго», — сообщает Егор Донченко.

«Для нас частник — основной потребитель облицовочного кирпича в силу разных причин. В том числе из-за того, что застройщики крупных объектов выводят кирпич с фасадов в целях экономии или из-за недостатка квалификации. Частник же понимает, что кирпичный фасад — самый неприхотливый, и в то же время он смотрится солидно, дорого и натурально, в отличие от прочей облицовки. К тому же частник сейчас более требователен к эстетике, чем крупный застройщик, так как на продажи последнего красота влияет мало, к сожалению», — объясняет Виталий Калашник.

Отличия в выборе материалов при строительстве домов разных классов объясняет Юрий Колотвин: «Фасады недорогой недвижимости, как правило, отделываются кирпичом до 2–3-го этажа. В бизнес-классе материал используется не как попытка сделать внешний вид дороже, а как способ выразить архитектурный замысел автора проекта».

По мнению Виталия Калашника, потребитель растет эстетически, и каждый новый красивый кирпичный дом создает спрос среди тех, кто его видит: «Кирпич — самый гибкий и неприхотливый фасадный материал и, к примеру, белый силикатный прекрасно сочетается с зеленью, снегом, с контрастными архитектурными элементами. Но, чтобы строить из него красиво, нужно, чтобы вместе со вкусом потребителей качественно росли также архитекторы и строители».

«Наш опыт показывает, что в сегментах класса "комфорт-плюс", "бизнес" и выше всегда позиционируется кирпич, — рассказывает Егор Донченко. — Кирпич и есть та самая гарантия, за которую люди готовы платить».


АВТОР: Александра Тен
ИСТОЧНИК ФОТО: https://designcapital.ru

Подписывайтесь на нас:

Какие уроки стоит извлечь из трагедии в Гренфелл-тауэр в Лондоне?


02.02.2021 15:07

72 человека погибли, когда Гренфелл-тауэр (Grenfell Tower), многоэтажный жилой дом, построенный на западе Лондона в 70-х годах, был охвачен пламенем в июне 2017 года. Очаг возгорания находился на четвёртом этаже, но огонь стремительно распространился по облицовке здания и достиг верхних этажей за рекордные 15 минут. В тушении пожара и спасении жильцов были задействованы сотни пожарных и бригад скорой помощи. Прошло уже почти четыре года, но расследование всех обстоятельств трагедии продолжается до сих пор. Мнение экспертов сходится в одном: именно использование горючей изоляции и облицовки способствовало быстрому распространению огня в высотке и большому числу жертв пожара.


Примечательно, что всего за год до трагедии в здании были проведены ремонтные работы по повышению энергоэффективности. В обход норм и рекомендаций для утепления и облицовки использовались горючие материалы: алюминиевые композитные панели и полимерный утеплитель (пенополиизоцианурат и фенольный пенопласт). В ходе расследования эксперты установили, что облицовка здания способствовала быстрому распространению огня, а 100% смертей при пожаре произошли от отравления токсичными продуктами горения. Спустя год после пожара был проведен анализ почвы, который показал серьёзное превышение предельно-допустимой концентрации по токсичным продуктам горения не только на месте происшествия, но и в радиусе одного километра от сгоревшего здания. На данный момент возвести новое здание на этой почве нельзя, поскольку она подлежит обязательной рекультивации.

Формально в Британии действуют достаточно серьезные противопожарные правила: учитывается высота здания, проводятся натурные испытания в пожарной лаборатории, составляются спецификации материалов. Однако, в ходе расследования трагедии в Гренфелл-тауэр были получены шокирующие доказательства того, что производители горючей изоляции фальсифицировали испытательные образцы, добавляя в полимерную изоляцию дополнительные огнезащитные добавки, которые отсутствовали в применённой продукции. Также установлено, что процедура оценки пожарной опасности была проведена таким образом, чтобы позволить горючим изделиям соответствовать предъявляемым требованиям. Таким образом, производитель получил разрешение на продажу горючих материалов для утепления высотных зданий, несмотря на осведомлённость о несоответствии материалов пожарным нормам. В конце 2020 года производители строительных материалов, которые использовались при капитальном ремонте Гренфелл-тауэр, сделали громкое заявление о том, что «исход пожара существенным образом не изменился бы, если бы здание было облицовано другим типом изоляции». Однако, это утверждение противоречит фактам о том, как ведут себя горючие и негорючие изоляционные материалы при воздействии пожара.

По сути, горючая изоляция представляет собой «пожарную нагрузку от горения топлива». Исследование Миланского университета показало, что комбинация полимерного утеплителя и горючей облицовки на здании с аналогичными Гренфелл-тауэр размерами обеспечивает нагрузку, эквивалентную горению примерно 30 000 литров бензина. Более того, дым при горении полимерных материалов содержит токсичные газы. Профессор Дэвид Персер, эксперт по расследованию трагедии Гренфелл-тауэр, описал роль теплоизоляции во время пожара как «основного источника частиц дыма, окиси углерода и цианистого водорода».

Каким мог бы стать исход пожара при использовании негорючего утеплителя? Международный опыт показывает, что, когда в высотных зданиях возникают пожары, при этом на фасадах применялась негорючая изоляция и пожаробезопасная облицовка, последствия гораздо менее разрушительны. Пожары в Мельбурнском небоскрёбе Лакросс и Полат-тауэр в Стамбуле показывают, что негорючая изоляция препятствует распространению огня по фасаду и защищает конструкции здания. В обеих башнях, как и в Гренфелл-тауэр, возгорание произошло внутри помещения, огонь перебросился на фасады и повредил здания снаружи, тем не менее, в отличие от Гренфелл, обошлось без жертв, и обе башни удалось полностью восстановить. А благодаря тому, что негорючий утеплитель не выделяет токсичных продуктов горения при воздействии высоких температур, у людей было больше шансов на спасение.

Англичане сделали все, чтобы извлечь уроки из лондонской трагедии. Было проверено более трехсот зданий с аналогичной облицовкой, более двухсот из них были признаны пожароопасными и подлежащими дорогостоящей замене утеплителя и облицовки на фасаде. А с декабря 2018 года правительство запретило использовать горючие материалы на фасадах новых и подлежащих капремонту жилых зданий высотой более 18 метров, больниц и школ и других социальных объектов вне зависимости от этажности. В настоящее время решается вопрос о полном запрете использования материалов от компаний, поставлявших продукцию для капитального ремонта Гренфелл-тауэр, в государственных проектах, то есть, речь уже идёт о бойкоте недобросовестных производителей.

Стоит отметить, что нарушение требований пожарной безопасности может стоить десятки человеческих жизней, а затраты на устранение последствий пожара могут оказаться в разы больше, чем изначальное применение негорючих теплоизоляционных материалов. Так, например, в октябре 2020 года в Екатеринбурге загорелся фасад строящегося многоквартирного дома, утепленного изоляцией из пенополистирола. Застройщик понес дополнительные расходы на восстановление и повторное утепление стены негорючей теплоизоляцией, которых можно было бы избежать.

Как считает Алексей Воронин, специалист по стандартизации и нормированию компании ROCKWOOL и руководитель технической рабочей группы ассоциации РОСИЗОЛ, проблема, с которой сталкиваются специалисты при выборе теплоизоляции заключается в том, что часто производители намеренно искажают реальные характеристики своей продукции: «Помимо показателей пожарной опасности есть факты занижения теплопроводности некоторых полимерных утеплителей и изделий из ячеистого бетона.  Проектировщики, смотря на эти показатели, выбирают утеплитель с лучшей тепловой защитой. В последствии использование теплоизоляции с ложными показателями негативно сказывается как на энергоэффективности здания, так и на способности конструкций противостоять распространению огня. Ведь помимо теплопотерь, несоответствующая заявленным характеристикам продукция кроет в себе опасность: гибель людей от удушья токсичными продуктами горения».

«Данное происшествие подтверждает, что проведение натурных испытаний является наиболее эффективным способом анализа безопасности конструкции. Так, если у подрядчика, заказчика работ, контролирующей организации или частного потребителя есть малейшие сомнения в негорючести материала ассоциация РОСИЗОЛ поможет определить реальные характеристики теплоизоляции. Для этого уже несколько лет в России действует акция «Проверь свой утеплитель». Отправив образцы на бесплатную экспертизу, можно избежать покупки материалов, свойства которых могут не соответствовать действительности», — комментирует Алексей Воронин.

Трагический урок высотки Гренфелл-тауэр показывает, что не стоит пренебрегать правилами пожарной безопасности. Важно, чтобы воздуховоды, кровля, фасады, включая облицовку и изоляцию, состояли из качественных и негорючих теплоизоляционных материалов, например, каменной ваты. Именно они способны обезопасить находящихся в здании людей и предотвратить распространение огня, а также выделение густого токсичного дыма, который опаснее, чем само пламя.


ИСТОЧНИК ФОТО: пресс-служба ROCKWOOL

Подписывайтесь на нас: