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.
Люки дымоудаления: во имя безопасности
Различные системы обеспечения пожарной безопасности в последнее время получают все большее распространение в России. И люки дымоудаления не являются исключением. О том, на что надо обратить внимание при выборе и монтаже этого оборудования, а также ситуации на рынке рассказали эксперты.
Свобода выбора
Сегодняшний рынок предлагает разнообразие систем обеспечения пожаробезопасности. «Выбор типа системы дымоудаления регламентирован в п 7.10 СП 7.13130 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности» (СП7). Естественное дымоудаление можно применять в одноэтажных однообъемных зданиях, таких как торговые центры, производственные и складские здания, выставочные комплексы, или на верхних этажах многоэтажных зданиях. С вводом в действие изменения №1 к СП 7 в августе 2020 года в одноэтажных зданиях допускается применять системы с механическим побуждением тяги, ранее это было запрещено», - рассказывает технический специалист ООО «Меркор-ПРУФ» Артем Минин.
По его словам, целесообразность выбора именно естественного дымоудаления определяется его преимуществами и особенностями по сравнению с механическими системами. «Люки дымоудаления позволяют существенно экономить время на монтаже, так как для них не нужно организовывать сеть из огнестойких воздуховодов. Малый вес также упрощает монтаж люков и снижает нагрузку на несущие конструкции зданий. Люки менее требовательны к энерговооруженности здания, так как электроприводы люков потребляют значительно меньше электроэнергии и только во время открывания створок (не более 90 секунд), что позволяет применять более доступные и простые решения основного и резервного электроснабжения для противопожарных систем. А также с помощью люков можно организовать проветривание и естественное освещение помещений дневным светом. В конечном итоге, система естественного дымоудаления обойдется дешевле, сэкономит время и деньги при монтаже, а также позволит повысить энергоэффективность и комфорт здания», - отмечает эксперт.
Со своей стороны генеральный директор ООО «Керапласт» Игорь Гусаков отмечает, что не совсем корректно противопоставлять эти решения. «Это не конкурентные системы, они друг друга могут дополнять, а не взаимоисключать. Но когда проектировщик «ОВ» определяет объем дыма, который потенциально может возникнуть в помещении, он принимает и решение, какую систему ДУ можно применить, чтобы этот объем был удален для безопасной эвакуации людей. Можно обойтись без принудительного дымоудаления и использовать только естественное, если увеличить площадь открываемых люков», - говорит он.
Эксперт отмечает также, что при выборе оборудования надо учитывать ряд характеристик, как то: сертификация продукции в ведомствах пожарного надзора; история и имидж производителя; реальный опыт использования предлагаемой продукции; удобство для технического отдела; гарантия на оборудование и реакция производителя на возникающие вопросы. Не менее существенно понимать конкретные условия эксплуатации. «Важно обратить особое внимание на угол открывания, мощность привода и время открывания створки под нагрузкой. Согласно требованиям ГОСТР Р 53301 люки должны открываться на 90 градусов относительно первоначального положения створки не более чем за 90 секунд преодолевая при этом снеговую нагрузку согласно СП 20.13330 «Нагрузки и воздействия». Также немаловажно правильно подобрать утепление для основание люка и тип заполнения створки люка с учетом тепловой защиты зданий, чтобы избежать негативных последствий образования конденсата внутри помещений», - добавляет Артем Минин.
Нюансы монтажа
Эксперты подчеркивают, что даже с самым качественным оборудованием могут возникнуть проблемы в случае неграмотного монтажа. Со своей стороны изготовители должны стремиться обеспечить максимальную сборку системы на производстве. «Предпочтение надо отдавать готовой к монтажу конструкции, чтобы на месте проводить минимум работ, как по вскрытию кровли (если это старое здание), так и сборке самого люка вне заводских условий», - подчеркивает Игорь Гусаков.
«Нередко на этапе проектирования забывают производить теплотехнические расчеты, в результате чего на зенитных фонарях или люках образовывается конденсат из-за неправильно выбранного утепления и светопрозрачного заполнения», - констатирует Артем Минин.
При установке систем, по его словам, основная проблема – это несоблюдение инструкции и рекомендаций по монтажу. «В результате этого к нам обращаются заказчики с жалобами на протечки или некорректную работу люков», - говорит эксперт. К самым распространенным ошибкам он относит: неотрегулированые приводные системы; неустановленные по забывчивости уплотнители; непротянуые гайки и прочие крепежные элементы; ошибки с монтажом гидроизоляции на кровле; неверное позиционирование относительно проема в кровле, несоблюдение проектных решений; установку вверх ногами поликарбонатных панелей, защитным УФ-слоем вниз.
Игорь Гусаков в числе проблем называет недостаточное понимание технических особенностей продукции покупателем, а также попытки «сэкономить». «Иногда берут самый дешевый вариант на уровне рассмотрения КП. Часто непрофессионалы начинают «дорабатывать» систему по своему усмотрению, не понимая специфики оборудования. В итоге это выливается в переделки и высокие затраты при монтаже», - отмечает он.
Эксперты единодушно призывают в случае отсутствия компетентных монтажников, воспользоваться услугами производителя по установке оборудования: это позволит избежать ошибок, переделок и в конечном итоге обойдется дешевле.
Спрос растет
Востребованность люков дымоудаления, по словам экспертов, растет год от года. «Повышение интереса и нельзя назвать каким-то сверхбыстрым или скачкообразным. И тем не менее, спрос на эти системы стабильный и имеющий тенденцию к росту, особенно в последние 3-4 года», - отмечает директор ООО «Лерон Технолоджи» Ольга Мазенкова.
С ней соглашается Игорь Гусаков. «Люки дымоудаления становятся все более популярны. Мы наблюдаем положительную динамику и спокойный, но приятный рост продаж. Даже несмотря на сравнительно небольшие объемы производства нашей компании, география поставок продукции очень широка: от Калининграда до Сахалина и от Мурманска до Дагестана и Чечни. Оборудование находит применение на производственных объектах, складах, торговых и деловых центрах, словом во всех зданиях, где предполагается большое скопление людей», - рассказывает он.
По мнению Ольги Мазенковой, вотребованность этого оборудования связана с тем, что в России были ужесточены требования к вопросам пожарной безопасности. «Думаю, значительным фактором в этом вопросе стали громкие трагедии, произошедшие при пожарах в клубе «Хромая лошадь» и в торговом центре «Зимняя вишня». Они стали печальным примером того, чем может обернуться небрежность в вопросе обеспечения пожаробезопасности. Сейчас и при строительстве, и при реконструкции различных общественных объектов – торгово-развлекательных и деловых центров, промышленных и складских помещений, спортивных комплексов и др. – этому вопросу стали уделять гораздо более серьезное внимание», - говорит эксперт.
Она отмечает, что характерным рыночным трендом последнего времени постепенный стал рост цены на люки дымоудаления. «И можно ожидать, что эта тенденция продолжится. Отчасти это связано с колебаниями курса рубля по отношению к ведущим мировым валютам. Дорожает и сырье, в котором есть импортная составляющая, и материалы у отечественных производителей. В последние два-три месяца цены существенно выросли у поставщиков алюминия, оцинкованной стали (примерно в 1,5 раза), поликарбоната (на 10%). Разумеется, в этих условиях не может не увеличиваться и цена нашей продукции, хотя мы и предпринимаем меры для сдерживания этого процесса, чтобы продукция была доступна более широкому кругу потребителей», - констатирует Ольга Мазенкова.
Ситуация стимулирует процесс импортозамещения. «Мы постоянно ищем варианты, как предложить более интересные варианты своему покупателю без потери качества. Сейчас есть такие поставщики на российском рынке, продукция которых, как нам кажется, ничуть не уступает датским и немецким аналогам, а в некоторых показателях даже сильно превосходят. И это не говоря уже о цене», - добавляет Игорь Гусаков.
ПЕНОПЛЭКС®: оптимальный заполнитель деформационных швов для Северо-Запада
Теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС® успешно применяется для обустройства деформационных швов на строительных объектах различного назначения Северо-Запада России.
Деформационные швы призваны предупреждать возможные смещения и разрушения вследствие различных нагрузок на здание, включая температурные колебания, что особенно актуально в районах с переменчивым климатом, в частности, в Санкт-Петербурге и других регионах Северо-Запада России.
Город на Неве не зря называют северной столицей нашей страны. Он распложен на широте всего лишь двумя градусами южнее Якутска. И только влияние Северо-Атлантического течения (продолжения Гольфстрима) спасает Петербург от лютых сибирских холодов, но при этом вносит в погоду переменчивость и непредсказуемость. Утром трескучий двадцатиградусный мороз, вечером оттепель — такие погодные капризы для Петербурга не редкость. Для подобных условий нужны материалы, устойчивые к температурным перепадам на протяжении всего срока службы.
Деформационный шов заполняют материалами, осуществляющими различные функции. Это — герметизирующие мастики, уплотнители, ленточные материалы и утеплители. Последние необходимы для предотвращения существенных потерь тепла и поддержания заданной энергоэффективности объекта. Теплоизоляция из экструзионного пенополистирола уместна уже хотя бы из-за высоких теплозащитных свойств на фоне других ходовых утеплителей. Теплопроводность плит ПЕНОПЛЭКС® в условиях эксплуатации Б не превышает 0,034 Вт/м∙°С.
Среди других характеристик теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС®, важных для заполнения деформационных швов, следует выделить высокую прочность на сжатие (от 120 кПа при 10%-й деформации), гидрофобность (водопоглощение не более 0,5% по объему), упругость (модуль упругости 15 МПа) и устойчивость к перепадам температур, в том числе знакопеременным.
Последнее качество материала, как уже было сказано выше, особенно актуально для Петербурга и других регионов Северо-Запада России. Данный параметр был определен количественно в ходе испытаний в лабораториях НИИ Строительной физики РААСН.
Образцы теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС® замораживали до –40°С, затем прогревали до +40°С, потом снова замораживали и выдерживали в воде. Один такой цикл длился сутки, графически он выглядит так:
Теплоизоляционные плиты ПЕНОПЛЭКС® выдержали 90 таких циклов без изменения технических характеристик.
Сегодня материал находит успешное применение при заполнении деформационных швов на зданиях и сооружениях Северо-Запада. В частности, из относительно недавних объектов можно назвать петербургские ЖК «Георг Ландрин», «Московский», «Полюстрово», «LIFE-Лесная», «Приморский квартал», «Питер», «Оазис», апарт-отель Zoom Apart в Санкт-Петербурге. Среди объектов других регионов Северо-Запада, где применены дефшвы с ПЕНОПЛЭКС®, следует отметить жилые комплексы «Энфилд» в Ленинградской области, «Флагман» в Вологде, «Кристалл» в Череповце, «Александровский» в Петрозаводске и т.д.