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.
Проникающая гидроизоляция может оказаться самой экономной
Все традиционные гидроизоляционные материалы, как правило, защищают основание своим слоем. От характеристик этого слоя зависят и эксплуатационные особенности материала. Проникающая гидроизоляция (сухая смесь на песко/цементной основе) работает только по бетону. И связано это с тем, что химия в составе после нанесения гидроизоляционного слоя на бетон, впитывается в тело этого бетона и реагирует с солями, всегда присутствующими в бетоне. При наличии влаги и положительной температуры в порах бетона вырастают нерастворимые кристаллы. Молекулы воды не могут пройти через такие поры, которые оказались перегорожены игольчатыми кристаллами. Таким образом, преградой для влаги становится не только сам гидроизоляционный слой, но и бетон, который благодаря кристаллам стал водонепроницаемым.
В связи с таким принципом работы для проникающей гидроизоляции неважно, как она будет нанесена - на бетонную поверхность со стороны действия воды (положительное давление) или с противоположной стороны бетона (отрицательное давление). Отсюда – уникальная возможность, которой не обладает ни один другой гидроизоляционный материал – проводить гидроизоляцию подвальных помещений изнутри подвала!
Гидроизоляция изнутри заглубленных парковок, подвалов, заглубленных сооружений, когда отсутствует возможность откопать фундаментную часть здания – основная фишка и особенность проникающих материалов. Такая необходимость возникает, когда здание уже возведено, но в процессе его эксплуатации выявляются ошибки. То есть, основная функция проникающих материалов – это ремонт.
Гидроизоляция гаражного подвала из ФБС блоков
Гидроизоляционный материал, нанесенный изнутри подвального помещения, испытывает колоссальные нагрузки. И самая главная из них - отрицательное давление грунтовых вод, которые работают на отрыв гидроизоляционного слоя от бетонной поверхности. Отсюда идут особенности и отличия его применения.
Во-первых, швы. Плотность раствора в швах, как правило, ниже плотности блоков или монолита, поэтому влага в первую очередь стремится проступить именно там. При работе изнутри помещения обязательна предварительная гидроизоляция швов. Шов штробится, удаляется кладочный раствор, зачищается, тщательно увлажняется и заделывается специальным проникающим составом для швов.
Во-вторых, зачистка и удаление цементной пленки. Любая бетонная поверхность в процессе созревания бетона покрывается цементной пленкой или бетонным «молочком». Эта пленка мешает проникновению химии в тело бетона, поэтому ее удаляют металлическими щетками или дисками. Чтобы цементная пыль после зачистки опять не забила поры, ее не только смахивают, но даже замывают водой под давлением или щетками. Поры должны быть открыты. Это главное.
В-третьих, увлажнение бетона. Химия из проникающих составов пойдет в тело бетона лишь на ту глубину, на которую смогли увлажнить бетон. Этот этап работы тоже имеет очень важное значение. Проигнорировать его – получить брак.
Гидроизоляция подвального помещения, которое будет использоваться для производства пищевой продукции
Нанесение материала похоже на нанесение штукатурки шпателем или кистью. Толщина гидроизоляционного слоя не велика – от 1 до 3 мм. Третья, очень важная часть работы – увлажнение гидроизоляционного слоя в течение трех дней. Когда химия проникает в бетон, для роста кристаллов ей требуется много воды. И химия начинает активно забирать влагу и из бетона, и из самого гидроизоляционного слоя. Если слой не увлажнять, воды может не хватить, и он потрескается.
По работам – все. Грунтовые воды в подвал перестанут проникать сразу, но работа по росту кристаллов внутри бетона будет идти еще 28 дней. И с каждым днем грунтовая вода будет все дальше отступать от внутренней поверхности подвальной стены.
Сильной стороной проникающих материалов, нанесенных изнутри помещения, является их способность держать отрицательное давление воды в 12 атмосфер, это 120 метров водяного столба.
Для дальнейшей отделки очень важна адгезия гидроизоляционного слоя к бетонной поверхности. Если она слабая, вся отделка рухнет вместе с гидроизоляционным слоем. Некоторые производители рекомендуют по прошествии 28 дней удалять гидроизоляционный слой и лишь потом проводить отделочные работы. К сожалению, данный процесс увеличивает трудозатраты, время, поэтому рекомендуем сразу выбирать материал с хорошей адгезией.
Расход материала при кистевом нанесении равен 1 кг/м2, при нанесении шпателем – до 3 кг/м2, если требуется ремонт бетона, расход бетона может составлять до 10 кг/м2. Цены производителей самые разные, Поэтому для выбора лучше сразу определиться со стоимостью материала, необходимого именно для 1 м2, а не ценой на мешок или 1 кг.
Гидроизоляция сухого фонтана при его возведении на Центральной площади города
Ну и очень важны отзывы. Хорошо, если вам посоветовал материал человек, который уже поработал с ним и видит результат на своем подвале или гараже. Если таких в вашем окружении нет, ищите отзывы в интернете. Их много. Мы, например, за 13 лет на рынке создали целый сайт-библиотеку с реальными отзывами как частных лиц, так и подрядчиков – kristallizol.club. На сайте можно вести поиск по объекту, например – колодцы, подвалы и пр., по региону. Многие из отзывов сопровождаются фотографиями, где можно наглядно увидеть этапы работы и как они проводились. Это своего рода «ликбез» по работе с новым, еще не опробованным материалом, хорошая возможность сравнить проблемы своего объекта и провести работу правильно, без ошибок.
Проникающие гидроизоляционные материалы успешно используются и для проведения работ снаружи фундамента, на этапе строительства. В результате того, что здесь не требуется предварительная гидроизоляция швов, это получается самая экономная гидроизоляция.
Оптимальный вариант. Какой внутрипольный конвектор выбрать?
В России растет спрос на внутрипольные конвекторы. Активно их задействуют в помещениях с большой площадью остекления, будь это офис, квартиры или загородные дома. За счет своей « невидимости» данные системы отопления гармонично вписываются в интерьер комнат. В сравнении с классическими радиаторами, они имеют более высокую теплоотдачу, причем – одновременную и равномерную по всей площади помещения.
Фактор пространства
Внутрипольные конвекторы подразделяются водяные или электрические. В первом случае теплоносителем является циркулирующая вода, во втором трубчатый электронагреватель. Также приборы разделяют по типу конвекции (передвижения) воздуха в помещении. Она может естественной или принудительной, за счет работы вентиляторов.
При выборе внутрипольного конвектора, отмечает коммерческий директор компании MOHLENHOFF Александр Батаев, изначально рассматриваются модели с естественной конвекцией. Если в силу габаритных ограничений при естественной конвекции не достигается требуемая теплоотдача, то уже тогда рассматриваются модели с вентиляторами.
Схожие выводы делает и генеральный директор АО «Фирма Изотерм» Виктория Нестерова. По ее словам, конвекторы с естественной конвекцией идеальны для применения в качестве вспомогательных отопительных приборов в сочетании с системами теплого пола, воздушного или радиаторного водяного отопления. «При необходимости обогрева помещения большой площади или со значительной долей панорамного остекления, а также когда нежелателен дополнительный источник тепла, можно использовать конвектор с принудительной конвекцией. Он позволяет увеличить тепловую мощность в пять раз по сравнению с аналогичным прибором с естественной конвекцией»,- подчеркивает она.
Инженер по новой технике ООО "КЗТО "РАДИАТОР" Алексей Сведомцев рекомендует при высоте остекления помещений до 2,5 метров задействовать конвекторы с естественной конвекцией. При высоте остекления до 4 метров – с принудительной. По мнению эксперта, для большинства жилых помещений подходят приборы с естественной конвекцией. В общественных же можно применять как естественную, так и принудительную. «В случае выбора конвектора, оснащенного вентиляторами, конечно же, главное – определиться с напряжением в его источнике питания. Оно может составлять 220 В, а может быть безопасным, т.е. 12 и 24 В. Также важно изучить способ управления конвектором и условия эксплуатации. Энергопотребление этих приборов меняется в зависимости от длины (количества устанавливаемых вентиляторов), и с вентиляторами 220 В может составлять от 10 до 300 Вт/час. Более энергоэффективны конвекторы с установленными ЕС-вентиляторами постоянного тока и напряжением 24 В. Их диапазон энергопотребления составит от 3 до 30 Вт/час в зависимости от длины прибора»,- добавляет эксперт.
Невзирая на более высокую стоимость конвекторов с принудительной конвекцией в сравнении с естественной, добавляет технический специалист компании «Тепло-Арт» Леонид Закиров, стоимость кВт тепла у таких приборов много ниже за счет их существенно большей мощности. К тому же в случае их применения для отопления помещений больших площадей не требуется дополнительных источников тепла.
Стали тише
При выборе приборов с принудительной конвекцией, как правило, принимаются во внимание и их шумовые характеристики. Звук исходит от работы вентиляторов. В последние годы во многих качественных приборах задействуются двигатели с пониженным уровнем шума. Конвекторы работают не громче блока стационарного компьютера или кондиционера.
«Сейчас во внутрипольных конвекторах с принудительной конвекцией применяются современные европейские ЕС-двигатели с пониженным уровнем шума. Уровень звукового давления при максимальной скорости вращения вентиляторов не превышает предельно допустимых значений в жилых помещениях в 40…55 дБА, регламентированных стандартом СП 51.13330.2011 «Защита от шума». При этом в постоянном режиме рекомендована работа на средних оборотах, а в ночное время вентиляторы в конвекторах переводятся на пониженные обороты, либо вообще отключаются. Советуем подбирать мощность конвектора исходя из минимальной или средней скорости вращения вентилятора. Она должна находиться в пределах 2,6…25 Вт»,- отмечает Виктория Нестерова.
В новом формате
В настоящее время появились дополнительные подвиды внутрипольных конвекторов. В том числе, системы с присоединением к системе вентиляции здания. В таких случаях, помимо обогрева, прибор также обеспечивает приток свежего воздуха в помещение. За счет интенсивного обдува теплообменника приточным воздухом, конвектор имеет повышенную мощность по сравнению с аналогичным прибором с естественной конвекцией.
Также на рынке начали выпускать конвекторы отопления и с опцией охлаждения помещений. Как правило, рассказывает торговый директор компании MINIB в РФ и Белоруссии Константин Витальев, такие приборы применяются в дорогих проектах, где уровню комфорта отводится отдельное место. «В первую очередь надо учитывать, что если есть охлаждение, значит - есть и конденсат. Такие конвекторы обязательно должны иметь влагозащищённую автоматику и специальные электродвигатели, а их короб нужно выполнять из качественной нержавеющей стали. В конструкции ванны должен быть предусмотрены патрубок для отвода конденсата и уклон дна в сторону этого патрубка. Кроме того, модели с охлаждением могут быть одноконтурными и двухконтурными. У первых всего один теплообменник и 2 патрубка – подающий и обратный. В зависимости от сезона, в теплообменник подается теплоноситель или холодоноситель. В двухконтурном конвекторе в теплообменнике предусмотрен отдельный контур для теплоносителя и отдельный - для холодоносителя»,- объясняет он.
Между тем, Леонид Закиров несколько скептически оценивает данные приборы. «Нюанс их работы состоит в том, что их холодопроизводительность много меньше теплопроизводительности, поэтому они не способны одинаково эффективно решить как проблему отопления, так и охлаждения. Обычно их используют для полного покрытия теплопотерь в отопительный сезон, а в режиме охлаждения они позволяют сэкономить порядка 30-40% нагрузки от необходимого уровня холода»,- делает выводы он.
Монтаж и эксплуатация
Периодически потребитель сталкивается с тем, что установленный прибор не обеспечивает заявленных показателей. Причин тут множество, среди них и неправильная подборка прибора по теплоотдаче, и приобретение в целях экономии несертифицированной продукции. По словам Виктории Нестеровой, распространенной причиной неэффективности работы конвектора является неправильный монтаж всей отопительной системы, отсутствие необходимой гидравлической балансировки, экономия на терморегулирующем оборудовании. Все это приводит к недостаточной температуре в помещении, т.к. прибор не выдает требуемой мощности.
Александр Батаев отмечает, что при монтаже внутрипольных конвекторов следует учитывать особенности застывания бетонной стяжки пола. Во избежание давления на корпус и возможной его деформации необходимо заблаговременно подготовить в полу нишу для прибора. При установке конвектора в нише рекомендуется обмотать его корпус тепло-звукоизоляционным материалом. «Элементом невнимательного и непредусмотрительного отношения монтажников к своей работе является попадание строительного мусора внутрь приборов. Особенно опасно загрязнение движущихся частей вентиляторных моделей. Если во время эксплуатации не производится системная чистка приборов – это может привести к распространению вредных бактерий в помещении. При эксплуатации внутрипольных приборов отопления необходимо также учитывать, что их расположение в нише способствует попаданию внутрь пыли, волос домашних животных и т.п., поэтому необходимо системно производить чистку приборов пылесосом или влажной тряпкой при выключенном двигателе. В качестве дополнительной опции в конвекторах Möhlenhoff под решёткой возможна установка гигиенического фильтра по всей длине прибора»,- отмечает эксперт.
При выборе внутрипольного конвектора, кроме тепловых характеристик, важно также обратить внимание на его решетку, подчеркивает Алексей Сведомцев. «Это фактически единственный элемент конвектора, который будет постоянно попадаться на глаза при длительной эксплуатации. И чтобы ее вид сохранялся со временем, необходимо правильно выбрать тип решетки. Решетки рулонного и линейного типа из стандартного алюминиевого профиля выдерживают спокойное по ним хождение. Но бегать по ним, ставить туда решетки стремянки, стулья, столы и т.п. нельзя. Это может привести к деформации конструкции. Если предполагается нечто подобное при их эксплуатации, следует заказать более подходящие решетки, например, из стального профиля»,- резюмирует представитель "КЗТО "РАДИАТОР".