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.
Вячеслав Ганцев: «Теплопакет DS NEXT – новый флагман в оконных решениях»
В Петербурге в конце сентября компания STiS (входит в холдинг SP Glass) запустила производство Теплопакетов DS NEXT. Новая линейка продуктов имеет улучшенные характеристики по сохранению тепла в помещениях и защите от солнечного жара. Подробно о характеристиках уникальных энергоэффективных теплопакетов «Строительному Еженедельнику» рассказал продакт-менеджер компании SP Glass Вячеслав Ганцев.
– Каковы особенности Теплопакетов DS NEXT? Почему называются именно теплопакетами и в чем их отличие от уже выпускаемой линейки продуктов под маркой STiS?
– Теплопакеты – это класс стеклопакетов, в состав которых входит энергоэффективное мультифункциональные стекло, а также так называемая теплая рамка, обладающая гораздо меньшей теплопроводностью, чем обычная алюминиевая. Таким образом, теплопакеты гораздо лучше удерживают тепло в помещениях в холод и сохраняют прохладу в жаркие летние дни в сравнении со стандартными оконными стеклопакетами.
Теплопакет DS NEXT – в настоящее время самый технологичный продукт STiS. В нем задействовано новое стекло Lifeglass Plus с двумя слоями серебра. Оно является топовым продуктом в линейке оконных стекол с напылением Double Silver, выпускаемых заводом Pilkington Glass Russia, и обладает наилучшим сочетанием характеристик по энергосбережению.
Кроме того, в DS NEXT мы задействовали «теплую» пластиковую рамку Multitech. Ее теплопроводность в 1000 раз ниже, чем у алюминиевой. Чтобы при производстве теплопакетов такую рамку можно было гнуть, было закуплено итальянское высокоточное полностью автоматизированное оборудование, аналогов которому в России на данный момент нет. Можно с уверенностью сказать, что сегодня Теплопакет DS NEXT обладает наиболее качественными светотехническими и теплозащитными характеристиками из всей высокотехнологичной продукции, выпускаемой под маркой STiS.
– Где Теплопакет DS NEXT можно будет задействовать?
– Он идеально подходит для всех видов жилых помещений и зданий, где собственник заботится об экономии на отоплении и кондиционировании. Теплопакеты DS NEXT можно установить в квартирах, индивидуальных жилых домах, даже в некоторых коммерческих зданиях. Благодаря энергоэффективным свойствам DS NEXT собственники помещений могут существенно сэкономить на оплате коммунальных ресурсов.
– Существенно ли он дороже он обычных стеклопакетов?
– Теплопакет DS NEXT чуть дороже обычных стеклопакетов, но не в два раза. В большей степени конечная цена продукта будет зависеть от компаний, занимающихся реализаций и установкой окон. Приходит в голову сравнение с одинаковыми автомобилями, имеющими качественную и посредственную резину. Цена продажи таких машин будет приблизительно одной и тоже, но их текущие функциональные характеристики – совершенно разными.
– Как и где потребители могут приобрести Теплопакет DS NEXT?
– Покупки возможны через партнерские организации, занимающиеся реализацией и установкой продукции STiS. В Петербурге их достаточно много. Покупатель может прийти в оконную компанию и заказать окно с Теплопакетом DS NEXT.
– В целом, существенно ли изменились стеклопакеты за последние годы?
– Самое главное, что сейчас в стеклопакетах все активнее используются специализированные стекла. Десять лет назад их доля была не более 5%. В настоящее время почти все оконные компании задействуют их в своей продукции, иногда даже во всех своих продуктах. Это означает, что спрос на высокотехнологичное стекло и стеклопакеты есть – и в дальнейшем будет только расти.
Кстати
Линейка Теплопакетов DS NEXT представлена пятью версиями продукта, различающихся оттенками (нейтральный, Red Gold, Blue Sapphire, White Platinum, Royal Aquamarine) и светотехническими характеристиками. Благодаря напылению Double Silver, оттенок стекла виден только снаружи здания, а при взгляде изнутри помещения стеклопакет абсолютно прозрачен и обеспечивает нейтральное естественное освещение.
Выбирая «иностранца»
Зарубежная дорожная и строительная спецтехника продолжает занимать прочные позиции на российском рынке. Меры государственной поддержки отечественных производителей пока не дают эффективного результата.
По оценке экспертов, в настоящее время более 80% всей дорожной и строительной спецтехники в России закупается у зарубежных производителей. За последние 10 лет этот показатель существенно не изменился. Принятый в 2015 году курс на импортозамещение, а именно запрет закупки зарубежной спецтехники для государственных и муниципальных нужд, чуть понизил долю присутствия «иностранцев» на рынке, но с 2017-го показатель вновь пошел вверх. Госпредприятия стали активнее работать с коммерческими подрядчиками, которых запреты закупки зарубежной продукции не касаются.
Тем не менее, российские власти продолжают принимать различные меры поддержки отечественных производителей спецтехники. В частности, Минпромторг РФ два года назад запустил программу субсидирования лизинга российской продукции. В этом году на нее было выделено 2 млрд рублей. За первое полугодие 2019 года, как отмечают в Российской ассоциации производителей специализированной техники и оборудования (Росспецмаш), отгрузки отечественной продукции, по сравнению с аналогичным периодом прошлого года, выросли на 30%, до 18 млрд рублей. Наибольший рост в количественном выражении был зафиксирован в сегменте бульдозеров – на 44%, а также экскаваторов-погрузчиков – на 35%. При этом было отмечено сокращение на 50% отгрузок автобетоновозов, на 15% – катков, на 9% – мини-погрузчиков. Представители Росспецмаша положительно оценивают эти результаты, но признаются, что они пока недостаточны для изменения ситуации на рынке. Члены Ассоциации выступают за более эффективные и более разнообразные меры господдержки отечественных производителей, в том числе в налогообложении, льготном кредитовании.
Пока уступаем
По словам члена правления РСПП, генерального директора ГК «КрашМаш» Виктора Казакова, если говорить о процессе вытеснения «иностранцами» российской строительной техники, то в сегменте сноса зданий и сооружений вытеснять, к сожалению, нечего. Ни экскаваторов-разрушителей, ни навесного оборудования для демонтажных работ в отечественной машиностроительной промышленности пока нет. «В связи с этим мы просто вынуждены закупать инновационные разработки только иностранных производителей. Для этого специалисты нашей компании регулярно посещают крупнейшие мировые выставки спецтехники и оборудования. В итоге только в этом году нами была приобретена партия из 10 гидроножниц модели Arden Jet с интегрированной системой пылеподавления. Кроме того, мы закупили высокопроизводительные мобильные комплексы Kleemann, которые не только способны оперативно перерабатывать и сортировать строительные отходы во вторичный продукт, но и оснащены собственным встроенным пылеподавлением, что для дробилок и грохотов, работающих только с сухим материалом, чрезвычайно актуально», – отметил он.
Директор департамента дорожно-строительной техники компании Volvo Construction Equipment Олег Никитин говорит, что тенденция вытеснения российской техники иностранной сохраняется уже более 20 лет. «Сегодня нетрудно заметить, что 8–9 машин из 10 имеют зарубежное происхождение. Причины сложившейся ситуации разные. Например, в сегментах фронтальных погрузчиков и грейдеров продукция отечественного производства уступает более дешевым китайским аналогам. В сегментах карьерных самосвалов, экскаваторов и укладчиков асфальта изготовленные в РФ машины пользуются меньшим спросом по сравнению с высокопроизводительными и высокотехнологичными зарубежными аналогами, позволяющими обеспечить требуемый уровень качества и скорость работ», – рассказывает эксперт.
При этом, добавляет Олег Никитин, выпуск строительной техники в России не дает иностранному производителю экономического преимущества, по сравнению с импортом. Исключение составляют участники рынка, заключившие специальные инвестиционные контракты с государством, которые требуют высокого уровня инвестиций в производство и локализацию. В отличие от рынка легковых или грузовых автомобилей, для строительной техники в силу малых объемов производства, отсутствия конкуренции среди поставщиков качественных комплектующих и по причине макроэкономических рисков такие требования на сегодняшний день невыполнимы. Поэтому доля производителей, собирающих технику в РФ, не превышает 10%.
«Дочки» и партнеры
В числе имеющих собственное локализированное производство – компания Hitachi Construction Machinery. В 2014 году она открыла завод по производству экскаваторов в Тверской области. Инвестиции в проект составили 3,1 млрд рублей.
Специалист по продукту Hitachi Construction Machinery Eurasia Антон Волков сообщил, что руководство компании выбирало эту площадку для предприятия, ориентируясь на клиентов, эксплуатирующих высоко востребованную технику среднего класса: большинство из них находится в центральном регионе. «Открытие представительства в России позволило компании лучше понять местный рынок и его потребности, наладить более тесное взаимодействие с клиентами и дилерами и, таким образом, предложить максимально подходящие для данного региона продукты. На данный момент завод выпускает шесть моделей экскаваторов средней эксплуатационной массы, стрелы к ним, а с мая 2017 года здесь началось производство ковшей для карьерных экскаваторов Hitachi модели EX1200-6», – добавил он.
Генеральный директор ООО «Либхерр-Русланд» Николай фон Зеела отмечает, что компания Liebherr активно инвестирует в развитие российского машиностроения «С 2017 года был запущен проект совместного производства горных самосвалов на территории предприятия «Кемеровохиммаш» в Кузбассе. Мы с оптимизмом смотрим на будущее российской экономики, невзирая на непростую политическую ситуацию. Поэтому компания продолжает стабильно вести инвестиционную деятельность. В целом уровень обеспеченности спецтехникой в России повышается, особенно в сегментах дорожного и гражданского строительства. Однако потребность в высококачественной зарубежной технике все еще остается. Для реализации ряда крупных инфраструктурных проектов в России в будущем потребуется спецтехника. Мы верим, что после восстановления рынка на докризисный уровень распределение долей между отечественными и зарубежными производителями будет более сбалансированным», – подчеркнул он.
Мнение
Виктор Казаков, член правления РСПП, генеральный директор ГК «КрашМаш»:
– Если говорить об экскаваторах, то приоритетными для нашей компании являются модели весом от 40 т и выше. Такие тяжелые гусеничные механизмы позволяют осуществлять сверхсложные работы по демонтажу зданий и сооружений, безопасно и в более короткие сроки. Этим летом мы закупили целую партию новых 40-тонных экскаваторов John Deere, которые уже отлично проявили себя в полевых условиях. Хочется выразить надежду, что в обозримом будущем процесс импортозамещения коснется и нашей отрасли, придав новый импульс развития отечественной демонтажной индустрии.