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.
А если невозможное – возможно?
Распространение цифровых процессов, постоянно ускоряющееся изменение облика городов, слияние общественной и личной жизни, повышение комфорта и качества жизни – основные запросы для современного здания.
Возможно ли не только идти в ногу со временем, но и опережать его? В компании Schüco уверенно отвечают – да!
Перспектива – в инновациях
Поскольку в компании оценивают свою продукцию и услуги с учетом уровня инновационности, Schüco активно участвует в реализации жилых и офисных зданий, ориентированных на будущее. Требования к эффективным зданиям рассматриваются в комплексе, что делает возможным разрабатывать решения с уникальным и инновационным дизайном.
Инновация в Schüco начинается с идеи. Ассортимент услуг, предлагаемых специалистами компании, охватывает все этапы строительного процесса, гарантируя на каждом из них высокое качество.
«Сегодня заказчики, а следовательно, и архитекторы хотят видеть в проектах больше света, – отмечает генеральный директор российского представительства Schüco International Штеффен Ретиг. – Большой формат остекления, меньшая видимая ширина профиля помогают преобразовать архитектуру города, представить объект как единый организм, гармонично вписывающийся в окружающий ландшафт».
Все новинки, будь то утонченный профиль (Schüco FWS 35 PD), ручка с минималистичной геометрией (для окон серии PD) или встроенная в фасад раздвижная система (Schüco ASE 80 TC), сразу представляются компанией на профильных выставках и предлагаются к продаже.
Так, на последней выставке BAU-2019 были представлены: элементный фасад с непрозрачными поверхностями (платформа Schüco AF UDC 80), панорамными дизайнерскими встраиваемыми оконными элементами (Schüco AWS 75 PD), панорамными дизайнерскими вентиляционными створками (Schüco AWS VV PD) и скрытой текстильной солнцезащитой; концепция элементного фасада со встроенной раздвижной дверью Schüco ASE 80 TC, системой вентиляции с функцией очистки воздуха Schüco VentoLife и звукопоглощающими фасадными элементами Schüco PNC; стоечно-ригельный фасад с дверью и сенсорным дисплеем Schüco DoorControlSystem, встраиваемым оконным элементом с RWA, широкими солнцезащитными ламелями ALB и стеклами с изменением прозрачности; оболочка с объединенными в единую сеть компонентами управления фасадом контрольными устройствами Schüco BSC; элементные фасады со структурным остеклением и мехатронными элементами открывания; а также различные оконные и дверные системы.
Специальный и системный баланс
Широта линейки продукции, а также имеющиеся в Schüco разработки и технологии позволяют воплотить самые смелые архитектурные идеи, даже если они требуют создания уникальных продуктов.
Стандартные (или базовые) решения позволяют заказчику вписаться в экономическую составляющую проекта, соблюсти требования технических нормативов. Они изготавливаются по проверенным временем и практикой технологиям, соответствуют сертификатам и обеспечивают предсказуемый результат.
Если же проект подразумевает какие-либо технологические или архитектурные особенности, то профессионалами проектного бюро компании разрабатывается специальное решение (уникальные по геометрии профили, комбинации фурнитуры, ламели и т. д.).
При этом используются технологии информационного моделирования, 3-D печать и тщательное тестирование. Специальные решения проходят этапы согласования по геометрии, функциональности, возможностям производства и эксплуатации.
Все это, по мнению специалистов компании, способствует развитию производства, ведь если использованное единично инновационное решение окажется удачным, то со временем оно становится востребованным и превращается в новинку, выпускаемую серийно.
«Умный» профиль
С использованием продукции Schüco построено достаточно много зданий и сооружений, имеющих сертификацию систем LEED и BREAM. Есть ряд объектов, вырабатывающих больше энергии, чем потребляют (так называемые пассивные дома). Поэтому в компании тема энергоэффективности – уже не будущее и не настоящее, а, можно сказать, недалекое прошлое.
Сегодня в Schüco работают в векторе развития автоматизации и интеллектуализации своей продукции.
Оконные и дверные профили, производимые компанией по технологии Green, свободно интегрируются в систему «умный дом» или функционируют в автономном режиме.
Полностью укомплектованные необходимыми приводами и датчиками автоматизированные системы остекления Schüco могут, к примеру, учитывая уровень углекислого газа в помещении, температурные и погодные факторы, внешние воздействия и скорость ветра, соблюдать или корректировать график проветривания, менять степень солнцезащиты, а также работать под управлением пользователей, в том числе удаленно.
При этом сложная автоматика, которая, используя мехатронную фурнитуру, формирует и меняет индивидуальный сценарий в каждом помещении, скрыта в профиль и не влияет на эстетику восприятия.
Обучающийся сервис
При инновационности и сложности продукция Schüco легка в эксплуатации. В отдельных компонентах систем производитель добился максимального качества и срока службы – до пятидесяти лет – и всегда готов проконсультировать потребителя по всем вопросам, предоставляет через своих партнеров-переработчиков сервисное обслуживание.
В Билефельде (Германия) находится главный обучающий центр для сотрудников Schüco.
Полученные знания они передают через успешно работающие площадки в Солнечногорске и Химках. Здесь ежегодно повышают свой уровень компетентности по установке, наладке и обслуживанию систем десятки сервисных специалистов компаний-партнеров.
Ознакомиться с новинками, а также с технологиями сборки и обслуживания продукции компании можно и на проводимых Schüco по всей России семинарах.
Повышая профессионализм персонала, компания держит курс на дальнейшее улучшение качества работы клиентской структуры «архитектор – заказчик – партнер Schüco», что максимально отвечает реалиям рынка и заставляет невозможное становиться возможным.
Цитаты
Генеральный директор Schüco в России Штеффен Ретиг:
– Мы в России с 1997 года. За эти годы наша компания создала по всей стране сеть представительств. Благодаря современной складской и дистрибьюторской логистике мы обеспечиваем своевременную доставку систем оконных и дверных профилей, фасадов, комплектующих и фурнитуры нашим переработчикам со складов в Солнечногорске и Гатчине.
Компания постоянно развивается и двигается вперед. Но главное, что все это мы делаем не ради себя, а ради наших партнеров: архитекторов, производителей, инвесторов и частных заказчиков. Именно от них идет стимул к обеспечению с помощью нашей продукции большей свободы дизайна, к созданию технологических и инновационных решений, позволяющих работать на более высоком уровне.
Старший архитектурно-строительный специалист Schüco Екатерина Троц:
– У нас есть очень удобная по использованию в BIM-проектировании база семейств наших решений и узлов. Архитекторы, работающие с нами, хорошо знакомы с данной платформой на сайте. Данные базы свободно интегрируются в модели. Кроме этого, наши специалисты могут создавать семейства под индивидуальные запросы заказчиков. Базы, созданные в разных странах, в том числе и линейка digital-продуктов, представленная на BAU-2019, интегрируются между собой. Это очень удобно, ведь при малейшем изменении проекта мы можем выгрузить семейство, внести необходимые правки на любой стадии реализации и загрузить обратно с привязкой к стоимости, к конкретному подрядчику и, например, к планируемому сроку проведения технического обслуживания.
Матвей Пироженко: «Продукция Peikko востребована «от Москвы до самых до окраин»
Финская семейная компания Peikko, основанная в 1965 году в Лахти, работает в России уже 12 лет. И, несмотря на непростую рыночную ситуацию, ей удается не только сохранить свои позиции, но и активно развиваться. О новом заводе компании в Санкт-Петербурге и его продукции «Строительному Еженедельнику» рассказал генеральный директор ООО «Пейкко» Матвей Пироженко.
– Матвей Евгеньевич, расскажите, пожалуйста, о новом российском производстве компании.
– Peikko – известный в Финляндии и Скандинавии, а теперь и в России, производитель металлоконструкций для железобетонного строительства (это панели, колонны, элементы фундаментов, дорожные ограждающие конструкции и пр.).
В прошлом году был запущен новый современный завод в Северной столице России. Нами было приобретено промышленное здание площадью более 7,5 тыс. кв. м, а также закуплено высокопроизводительное европейское оборудование. Общий объем инвестиций в проект превысил 420 млн рублей.
На нашем российском предприятии выпускается полный спектр продукции, который холдинг Peikko имеет в своем продуктовом портфолио. Используемое оборудование, стандарты качества как производства, так и самих изготавливаемых изделий полностью отвечают европейским стандартам и требованиям. Это совершенно необходимо, поскольку значительная часть продукции нами экспортируется.
Трудовой коллектив компании в прошлом году увеличился с 40 человек до 100, а в будущем году должен дорасти до 150.
– Вы планируете расширять производство, ставить новые линии?
– В настоящее время установленное оборудование работает в две смены, то есть загружено примерно на 70%. Мы рассчитываем в 2020 году перейти на трехсменную работу, с полным задействованием имеющейся техники.
Впрочем, поскольку объемы поставок у нас неуклонно растут, не исключено, что через несколько лет существующих мощностей нам будет не хватать. И тогда, видимо, встанет вопрос и о запуске нового производства. Скорее всего, в целях оптимизации логистических схем оно будет расположено в Московской области.
– Продукция компании настолько востребована?
– Несмотря на непростые общеэкономические условия и определенную стагнацию, наблюдающуюся на рынке железобетонных изделий, «Пейкко» удается ежегодно увеличивать объемы поставок продукции, в том числе и в последнее время, когда, в общем, мало кто может похвастать заметным ростом.
У нас более 250 российских клиентов, географически расположенных, как поется в известной песне, «от Москвы до самых до окраин»: от Калининграда до Владивостока. Кроме того, сегодня наша продукция экспортируется в пять стран: Финляндию, Швецию, Норвегию, Белоруссию и Казахстан.
Полная локализация производства в России – а мы работаем с качественным сырьем отечественного производства (сталь европейских марок) – в сочетании с жесткими международными требованиями к качеству позволяют нам предложить покупателям в других странах весьма привлекательные условия как по характеристикам выпускаемых изделий, так и по цене. А близость производственной базы к Финляндии и Скандинавии обеспечивает сравнительно невысокие затраты на логистику.
– Какая продукция российского завода идет на экспорт?
– Мы поставляем за рубеж практически всю производимую предприятием номенклатуру. Из наиболее востребованных в Финляндии и Скандинавии продуктов могу выделить комплекты для устройства фундаментов ветрогенераторов электроэнергии. Тема «зеленой энергии» сейчас очень актуальна в Европе, и наша продукция в этой области пользуется повышенным спросом. Это связано с тем, что Peikko предлагает полный комплекс проектирования, производства и затем шеф-монтажа элементов фундаментов «ветряков».
Отмечу, что в последнее время это направление начинает развиваться и в России. Существует уже несколько ветропарков, и заявлено еще около десятка проектов в этой сфере. Соответственно, мы можем быть уверены в перспективности работы в этом сегменте, и в ООО «Пейкко» есть специальное подразделение, работающее в этой сфере.