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.
Светопрозрачные конструкции:легкость, прочность, экологичность
В современном строительстве на протяжении последних десятилетий прослеживается отчетливый тренд к увеличению площадей остекления как внутри зданий, так и на их фасадах. При этом расширяется применение светопрозрачных конструкций (СПК) на основе алюминия, доля которых на рынке растет с каждым годом.
Направления использования
Традиционным сегментом применения оконно-фасадных конструкций из алюминиевого профиля являются объекты социального и производственного назначения. По сей день основной объем потребления приходится на деловые и торговые центры, спортивные сооружения и т. п. Но участники рынка отмечают тенденцию к расширению использования алюминиевых светопрозрачных конструкций в жилищном строительстве. «До 2016 года основными проектами, куда мы поставляли свои системы, были административные и общественные здания. Появление в нашем портфеле новинок – SlimLine и Masterline, отличающихся разнообразием внешнего вида и улучшенными техническими характеристиками, – позволило нам значительно увеличить объем жилищных проектов», – поясняет директор филиала Reynaers Aluminium RUS в Северо-Западном регионе Сергей Колосов. «Изначальные возможности алюминиевых систем гораздо шире. Можно учесть хотя бы тот факт, что алюминиевые светопрозрачные конструкции можно устанавливать в регионах с сейсмичностью в 9 баллов. Не говоря уже о возможности исполнения противопожарных, бронированных и других специальных систем», – отмечает руководитель Северо-Западного представительства компании Schuco Нодар Тузбая.
Виды остекления
Говоря о применении светопрозрачных конструкций, можно выделить четыре укрупненных направления. Это внутренние перегородки, оконно-фасадные системы, крыши зданий (атриумы и зенитные фонари) и полностью остекленные помещения (террасы, теплицы и т. п.). В каждом из вышеупомянутых случаев в зависимости от поставленных задач и климатических условий целесообразным может быть как утепленное, так и холодное остекление.
Алюминий при высоких показателях прочности и долговечности отличает высокая теплопроводность, что послужило причиной сужения сферы его использования в северном климате. Но с появлением профилей с терморазрывом и алюмо-деревянных конструкций оконно-фасадные системы на основе алюминия увеличили долю в сегменте теплого остекления, сохраняя позиции в традиционной для вида области холодного остекления.
Потребительский спрос
По данным исследования «Фасадной академии», в 2017 году рынок алюминиевых конструкций для светопрозрачных фасадов составил около 18 тыс. т, а потребление алюминиевых конструкций для светопрозрачных фасадов – около 6, 5 тыс. кв. м. Доля рынка светопрозрачных алюминиевых конструкций растет – несмотря на то, что по стоимости такие системы превышают в большинстве случаев металлопластиковые аналоги.
Технологические особенности конструкций из алюминия:
Легкость и прочность
Использование алюминия благодаря его низкой плотности позволяет расширить площади остекления, не создавая дополнительных нагрузок на несущие конструкции. Это позволило строительной отрасли удовлетворить потребительский спрос на больший объем естественного освещения помещений, не приводя при этом к дополнительным затратам на увеличение запаса прочности конструкций в целом. Вес 1 кв. м металлопластикового окна с однокамерным стеклопакетом доходит до 35 кг, в то время как в алюминиевом исполнении он составит меньше 20 кг. «Панорамное остекление, французские балконы со створками высотой свыше 2,5 м сегодня перестают быть новинками, становясь с каждым днем все более широко используемыми благодаря прочности и легкости алюминиевого профиля», – отмечает Сергей Колосов. Помимо этого, алюминий отличает высокий уровень стойкости к температурным перепадам, деформациям и коррозии, а также высокая пожаробезопасность – материал не горит и не так-то легко плавится. Нодар Тузбая к основным преимуществам алюминиевых оконно-фасадных систем относит именно их «светопрозрачность», поясняя, что «за счет своих повышенных статических свойств алюминиевые и стальные системы могут удерживать больший вес и размеры стеклопакетов, при этом видимая часть самих конструкций сводится к минимуму».
Долговечность и экологичность
Такое неоспоримое преимущество конструкций из алюминия, как долговечность, изначально играло и продолжает играть весомую роль для потребителя. «Светопрозрачная конструкция из алюминиевого профиля соответствующего сплава и качества прослужит не менее 50 лет», – утверждает Сергей Колосов. Но необходимо отметить, что в последние годы все большую значимость приобретает экологический фактор. LEED, BREAM, GREEN ZOOM и другие системы экологической сертификации рекомендуют применение оконно-фасадных систем из алюминия. В качестве преимуществ данного материала указывается полное отсутствие выделений вредных веществ вне зависимости от условий эксплуатации, а также возможность 100%-ной переработки любого алюминиевого изделия. Помимо вышеперечисленного отмечаются и высокие звукозащитные свойства светопрозрачных алюминиевых конструкций, способных снизить уровень шума на 40 дБ.
Правильный дом – это каменный дом
Малоэтажное загородное домостроение в последнее время активно развивается. Дома строят как для постоянного, так и для сезонного проживания. Но в итоге человеку важно одно – получить максимально комфортное жилье. А правильный дом, в котором жить тепло и удобно, – это каменный дом.
В компании «ЛСР. Стеновые» – «дочке» одного из лидеров российского строительного рынка, «Группы ЛСР» – об этом правиле знают по собственному опыту. Компания является одним из крупнейших отечественных производителей стройматериалов, и за ее продукцию голосуют рублем чаще всего. Особенной популярностью у покупателей пользуются лицевой и рядовой кирпич, а также клинкер – фасадный и тротуарный (о нем подробнее читайте статью «Российский клинкер: эпоха возрождения», «Строительный Еженедельник, № 8, 2019»).
Надежная основа
Собственников будущего жилья и строителей, которые будут его возводить, беспокоит главный вопрос: как выбрать экономичный, но качественный современный материал, который обеспечит теплоизоляцию, экологичность и долговечность здания? Судя по наметившемуся тренду на рост использования газобетона для этих нужд (около 50% от всего малоэтажного строительства), принципиальный выбор потребителями уже сделан. И хозяева, и девелоперы коттеджных поселков все больше ориентируются на газобетон как основу будущего дома.
«Из какого материала должны быть возведены стены, чтобы дом получился прочным, теплым и красивым? Определенно, из каменных стеновых материалов. Особо широкое распространение на рынке получил именно газобетон. Его используют для строительства наружных стен, так как он обладает высокими теплозащитными свойствами», – подчеркивает коммерческий директор компании «ЛСР. Стеновые» Алексей Онищенко.
Чем же так хороши газобетонные блоки?
- Они удобны в использовании и легко поддаются обработке.
- Отличаются высокой прочностью.
- Низкий вес блоков и их геометрические характеристики снижают сроки строительства в сравнении с другими материалами.
- Огнестойкость.
- Обладают прекрасной шумозащитой и теплоизоляцией.
- Благодаря структуре газобетона воздух свободно проникает снаружи, в результате чего создается комфортный микроклимат в доме.
- Широкий ассортимент типоразмеров дает возможность строительства зданий любых форм.
- Небольшая цена в сравнении с подавляющим большинством стеновых материалов.
- Высокая морозостойкость. Можно считать, что газобетон является рекордсменом среди материалов, применяемых для строительства малоэтажных зданий. Об том говорит его способность без ущерба выдерживать 100 циклов замораживаний и оттаиваний при полном насыщении водой.
- Практически идеальная конфигурация газобетонных блоков (допускается отклонение до 1 мм) позволяет использовать тонкошовную кладку с применением специального клеевого раствора, что дает возможность экономить при строительстве.
«Решая, из какого материала лучше строить дом, выбирайте материал, обладающий высокой надежностью и хорошими теплоизоляционными свойствами. Газобетон соответствует всем этим критериям», – замечает Алексей Онищенко.
Все познается в сравнении
Чтобы оценить преимущества газобетона, давайте сравним его с деревянным брусом, одним из наиболее популярных строительных материалов.
Особенно среди своих «собратьев» выделяется газобетон марки ЛСР (AEROC) D400:
- Возможность строительства трех полных этажей из газобетона.
- Полностью негорючий материал. Огнестойкость конструкций до REI 240.
- Обладает достаточной паропроницаемостью, так называемой способностью «дышать».
- Морозостойкость не менее F100. Позволяет возводить здания сроком службы более 100 лет.
- Высокая звукоизоляция воздушного шума – не менее 47 дБ.
Легкость – в тренде
Чем тяжелее дом, тем дороже обходится ему фундамент, а качество обеспечить в таком случае еще сложнее. Особенно если строительство ведется на сложных грунтах – например, с низкой несущей способностью. В этом случае именно стены являются значительной составляющей в общем весе всего дома и, как следствие, в итоговой нагрузке на фундамент.
Выбрав наиболее легкий стеновой материал, можно значительно снизить нагрузку. И снова сравним брус и газобетон:
Дома из газобетона ЛСР (AEROC) марки D400 являются одними из самых легких – плотность этого материала практически в два раза ниже, чем у бруса при одинаковой влажности.
Еще один важный нюанс, который влияет на легкость конструкции, – это газобетонные перекрытия. Именно они в сочетании с газобетонными стенами дают будущему дому бюджетный, а главное, легкий фундамент и цоколь.
Перекрытия из газобетона марки Marco-ЛСР (AEROC) могут применяться в помещениях любой формы и вдобавок к легкости и доступности обладают таким немаловажным преимуществом, как хороший акустический комфорт.
Сокращение затрат при использовании перекрытий достигается за счет:
- снижения расхода бетона на 25–30% в сравнении с монолитным перекрытием;
- исключения из технологического процесса использования дорогостоящих элементов съемной опалубки и вспомогательных материалов;
- меньшей стоимости работ, благодаря меньшему времени их проведения;
- сокращения числа используемых технологических опор;
- проведения монтажных работ без применения грузоподъемных механизмов;
- исключения стяжки для выравнивания основания пола;
- снижения объема арматурных и подготовительных работ на строительной площадке;
- оптимизации конструкций здания, благодаря использованию перекрытий с разной несущей способностью и толщиной;
- снижения затрат на доставку элементов перекрытия на строительную площадку.
Экономия на всех этапах
Будущий дом должен быть не только теплым и комфортным для жизни, но и экономичным в процессе строительства и эксплуатации. Важно учитывать тот факт, что цена стенового материала не особо влияет на итоговую стоимость строительства. Гораздо больше средств «съедают» фундамент и отделка. Дом же из газобетона может обойтись и без внешней отделки. Это еще один неоспоримый плюс материала.
Но главное – это экономия в процессе эксплуатации. Например, дерево имеет свойство либо расширяться от влажности, либо усыхать. В результате в конструкции образуются продуваемые места. Все это ведет к потере тепла в доме и росту затрат на его обслуживание. Ничего подобного с домами из газобетона не происходит: в них тепло зимой и прохладно летом. За подобные теплоизоляционные свойства отвечают пузырьки воздуха, образующиеся в материале, которые берегут тепло. Стены из газобетона в 40 см дают примерно такой же эффект теплоизоляции, как кирпичные стены толщиной не менее 70 см. Экономия на отоплении может достигать 40%.
«Благодаря низкой теплопроводности газобетона существенно увеличивается энергоэффективность дома. Газобетонные блоки имеют почти идеальную геометрическую форму, поэтому швы кладки получаются очень тонкими, что позволяет экономить клей, а также улучшает теплоизоляцию и делает стены дома прочнее. Газобетон можно обрабатывать обычным ручным инструментом. Из него вырезают нестандартные элементы всевозможных размеров. Работать с газобетоном настолько просто, что с этим справится любой частный строитель, не говоря уже о профессионале», – уверен Алексей Онищенко.
В чем секрет?
Для производства газобетонных блоков используется безопасное сырье, основными компонентами которого являются кварцевый песок и цемент. А «волшебные пузырьки» образуют обычная известь и алюминий.
Основные сырьевые материалы (песок, цемент, известь) дозируют, перемешивают, а затем добавляют в очень малых количествах алюминиевый порошок. После формования и нарезки основного массива с помощью струн – начинается процесс автоклавного твердения. Таким образом, мы получаем прочный, экологически чистый, минерализованный и теплый стеновой материал.
Для выпуска качественной продукции нужны современные высокотехнологичные и высокопроизводительные (что обеспечивает сравнительно невысокую стоимость) производственные линии. Именно такие установлены на Сертоловском газобетонном заводе «Группы ЛСР».
Качество строительных материалов сложно оценить «на глаз». Прочность, теплопроводность и прочие характеристики можно проверить только на специальном оборудовании в лабораторных условиях. У Сертоловского газобетонного завода, производящего газобетон ЛСР (AEROC), такая лаборатория есть. Квалифицированные специалисты проводят всевозможные обследования и испытания. Помимо этого, продукция, выпускаемая на Сертоловском газобетонном заводе, получила аттестат аккредитации Центра испытаний строительных материалов и изделий – сертификат соответствия качества ГОСТ Р.
О популярности газобетона говорят цифры. Сегодня доля новых домов с использованием этого материала на рынке малоэтажного строительства близка к 50%. Заслуженным лидером продаж газобетон является и в Центрах строительных материалов «Группы ЛСР». При этом любой желающий может лично убедиться в его качестве на регулярных мастер-классах по работе с материалами производства «Группы ЛСР». Приглашаем всех оценить преимущество газобетона:
пр. Кима, 19
ул. Репищева, 10
пр. Народного Ополчения, 10
+7 (812) 334-87-87
Ежедневно: 09:00–20:00.
Интернет-магазин строительных материалов «Группы ЛСР»: sm.lsr.ru