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.
Котлы CLEVER L — лучшее решение для организации крышной и уличной котельной
«Лемакс» — специализированное предприятие в сфере отопительного оборудования, которое производит газовые и электрические котлы, газовые проточные водонагреватели, а также стальные панельные радиаторы, которые соответствуют европейским и российским стандартам в области качества.
Предприятие активно развивается с 1992 года и сейчас имеет в своем активе два мощнейших производственных центра: завод по производству бытового газового оборудования и завод по производству стальных панельных радиаторов. На заводах используются лучшие технологические решения, которые делают продукцию удобной и безопасной в использовании, простой в обслуживании, эффективной в применении.
Вслед за модельным рядом котлов с микропроцессорным управлением серии CLEVER предприятие «Лемакс» организовало выпуск водогрейных котлов серии CLEVER L мощностью от 100 кВт. В настоящее время производятся котлы c номинальной теплопроизводительностью 100, 150, 180 и 200 кВт. Котлы CLEVER L рассчитаны на применение в отопительных системах, функционирующих с принудительной циркуляцией теплоносителя, демонстрируя высокую эффективность при минимальном отношении объема теплоносителя к площади и массе теплообменника.
Конструктивные особенности
Тип теплообменника «скоростной водотрубный» (вода циркулирует внутри трубы). Толщина стенок составляет 3,2 мм, а максимальное рабочее давление теплоносителя в системе отопления — 6 атмосфер.
Подобная конструкция обеспечивает прочностный запас, удобство обслуживания и возможность применения на объектах с ограничением по максимальной массе оборудования. Габариты котла позволяют переместить его в помещение через стандартный проем 900 мм, а при необходимости и демонтировать теплообменник без нарушения его герметичности.
Подключение к системе отопления осуществляется посредством фланцевого соединения с верхним расположением отводов (котел укомплектован прокладками и ответными фланцами в стандартной комплектации). Подобное решение значительно облегчает монтаж и обслуживание системы и позволяет более рационально использовать площадь котельной.
Теплообменник покрывается антикоррозионной эмалью Certa, которая выдерживает температуру до +950 °С, а также обрабатывается изнутри специализированным ингибирующим составом, обеспечивающим защиту от агрессивных воздействий (масел, соляных растворов и др.). В комплексе это способствует увеличению долговечности и надежности оборудования «Лемакс».
Основные преимущества котлов CLEVER L
- Применение алгоритма работы, обеспечивающего плавную модуляцию мощности в соотношении 1:3, что значительно расширяет область применения устройства и обеспечивает минимальную нагрузку на компоненты системы отопления.
- Высокая автоматизация работы котла, включающая розжиг, поддержание заданной пользователем температуры или рассчитываемой микропроцессором, на основании данных, полученных от датчиков, телеметрия и удаленное управление с применением промышленного протокола ModBUS.
- Высокая надежность. Котлы имеют встроенную современную защиту от замерзания, перегрева, отсутствия тяги, демонстрируют устойчивость к скачкам давления газа в диапазоне от 6 до 25 Мбар и напряжения сети в диапазоне 180–245 В.
- Расширенные возможности подключения. К котлам CLEVER L можно подключить бак косвенного нагрева, датчик уличной температуры, циркуляционные насосы, термостаты для регулирования температуры теплоносителя в зависимости от условий в помещении, системы удаленного контроля и управления.
- Возможность подключения турбонасадки «Лемакс» серии Comfort. Установка турбонасадки позволяет исключить организацию стационарного дымохода и может стать идеальным решением в условиях, когда монтаж дымохода затруднен или невозможен. Турбонасадка «Лемакс» серии Comfort для моделей котлов CLEVER L 150 кВт и CLEVER L 180 кВт поддерживает двухступенчатый режим и управляется электроникой отопительного оборудования, наилучшим образом раскрывая возможности котлов серии CLEVER L с многоклапанной модульной горелкой.
- Гарантийный период на оборудование составляет 24 месяца.
- Возможность установки котлов в каскаде.
- Использование в уличных и крышных котельных.
Напомним, что предприятие «Лемакс» является одним из ведущих отечественных производителей отопительного оборудования, в модельной матрице которого представлены настенные и напольные котлы различных модификаций, стальные панельные радиаторы и большой выбор другого оборудования. Продукция торговой марки «Лемакс» отличается высокой энергоэффективностью, поскольку базируется на передовых технологиях. Она разрабатывается для эксплуатации в российских условиях, поэтому демонстрирует долговечность и надежность, по многим характеристикам превосходит импортные аналоги. А широкий выбор котлов, радиаторов и сопутствующих товаров позволяет подобрать все необходимое для конкретного объекта с учетом его размеров, технико-эксплуатационных требований, а также климатических особенностей региона.
Котлы «Лемакс» серии CLEVER L обладают исключительными преимуществами для организации крышной и уличной котельной.
- Котлы серии CLEVER L удовлетворяют требованиям по соотношению массы к мощности от 1:1,5 до 1:2 для оборудования, применяемого для организации работы крышных котельных.
- Используется атмосферная горелка, которая создает минимальный уровень звукового давления и вибрационной нагрузки.
- Способность котла модулировать мощность создает условия для обоснованного применения котловых насосов с частотным управлением по Δt °С подачи и обратки котловой воды через теплообменник.
- Конструкция котла позволяет провести демонтаж по окончании срока эксплуатации и монтаж в уже построенной котельной без применения тяжелого грузоподъемного оборудования.
- Стандартная комплектация котла позволяет гармонично интегрировать его в общую систему автоматического контроля и управления котельной с полным доступом к параметрам работы теплогенератора по промышленному протоколу ModBUS.
- Котлы оснащены функцией управления системой принудительного дымоудаления, применение которой позволяет упростить проектирование котельной.
- Оснащение оборудования датчиком давления позволяет отображать текущее значение параметра на экране и обеспечивать защиту от превышения или снижения давления относительно заданных пределов.
Ежедневно предприятие ведет поиск эффективных точек продаж, поставляет продукцию через региональных представителей и напрямую через сайт lemax-kotel.ru, круглосуточно поддерживает точки контакта с партнерами и потребителями, регулярно участвует в специализированных выставках и внедряет инновационные технологии и подходы при производстве отопительного оборудования, проводит обучающие технические семинары и вебинары для партнеров, предоставляет всю необходимую техническую документацию и рекламную продукцию.
Контактные данные предприятия «Лемакс»:
- официальные сайты: lemax-kotel.ru и lemax-radiator.ru,
- телефон: 8-800-2008-078,
- электронная почта: info@lemax-kotel.ru.
Приобретающим оборудование торговой марки «Лемакс» предприятие гарантирует высокое качество продукции, круглосуточную техническую поддержку, наличие запасных частей и комплектующих.
Крышные котельные: экономия и энергоэффективность
В России достаточно активно в новых многоквартирных домах монтируются крышные газовые котельные. Но, по мнению экспертов, до массового внедрения такого вида децентрализованного теплоснабжения пока еще далеко. Мешают административные барьеры, консервативное мышление некоторых застройщиков и потребителей.
Автономные крышные газовые котельные в последние годы достаточно часто устанавливаются в новых многоквартирных домах (МКД). Такой формат системы теплоснабжения имеет ряд преимуществ, главные из которых — снижение затрат на доставку ресурса и повышение энергоэффективности жилого объекта. Кроме того, автономные газовые котельные позволяют жильцам домов, где они установлены, не зависеть от общегородского графика отопительного сезона.
Выгодная децентрализация
Эксперты отмечают существенный интерес застройщиков к использованию на своих объектах газовых крышных котельных. По словам представителя De Dietrich в Северо-Западном регионе, ООО «БДР Термия Рус» Олега Козлова, в ближайшее время в городах, городских агломерациях доля децентрализованных источников тепла будет расти. «Тому есть, во-первых, предпосылки, связанные с общей технико-экономической обоснованностью. Города развиваются, увеличивается ввод нового жилья в существующих районах большей этажности и площадей, идет застройка новых районов, отдаленных от узлов централизованного теплоснабжения. Во-вторых, проявляется интерес застройщиков, девелоперов, а также инвесторов среди инжиниринговых компаний к децентрализованному теплоснабжению новых объектов. При грамотном подходе это приводит к уменьшению стоимости получаемой тепловой энергии для потребителей при существенной выгоде для инвесторов за счет оптимального размещения котельных, сокращения протяженности тепловых сетей, применения мероприятий по увеличению энергетической эффективности», — отмечает он.
Специалист по техническому маркетингу ООО «Лемакс» Сергей Уваров полагает, что широкое распространение газовых крышных котельных может быть продиктовано возможностью оптимизации расхода природного газа при снижении теплопотерь в процессе транспортировки теплоносителя от теплового пункта к конечному потребителю. «Особенно данный вопрос становится актуальным из-за износа уже имеющихся тепловых сетей. Также очень важно отметить, что при переходе от централизованных к децентрализованным системам отопления снижаются затраты на содержание сетей, обеспечивающих транспортировку теплоносителя, и потребление газа на нагрев достаточно протяженных тепловых трасс. Выбор типа котельной при децентрализованном теплоснабжении зависит от конструктивных особенностей зданий, которые будут отапливаться собственными котельными, а также от технических условий, возможности того или иного типа размещения. Для обеспечения повсеместного использования вышеизложенных пунктов теплоснабжения необходимо обеспечить пропускную способность газораспределительных пунктов с созданием новых газовых магистралей, учитывающих объем газа», — подчеркивает эксперт.
За последние годы крышные газовые котельные существенно видоизменились, рассказывает руководитель управления развития собственных брендов GEFFEN Сергей Леонов. По его словам, ранее некоторые виды оборудования были очень больших размеров и сильно шумными, что в ряде случаев приводило даже к судебным разбирательствам с жильцами. Сейчас ситуация другая. На рынке выпускается современная техника с малыми габаритами. «Считаем, в настоящее время решение децентрализованного отопления не только допустимо, но и является наиболее эффективным и разумным. Оно предусматривает минимальное количество тепловых сетей в случае строительства отдельно стоящей котельной, а при строительстве крышной котельной наружные сети и вовсе отсутствуют. Поэтому, применяя современное оборудование, можно существенно снижать затраты, при этом не повышая капитальных вложений в строительство. В текущей реальности, — добавил он, — стоит отметить, что многие виды газовых котельных производятся в России, а значит, будут поставлены на объект вне зависимости от санкций и запретов».
Определяя стандарты
Если раньше организовать систему теплоснабжения целого дома было чем-то очень сложным, глобальным и громоздким, продолжает тему представитель компании-производителя WOLF Роман Гренков, то сейчас уровень развития техники позволяет предложить потребителям небольшие, компактные модели, которые доступны и удобны в обслуживании. «Но до массового развития децентрализованного теплоснабжения еще должно дорасти сознание как потребителя, так и застройщиков. Ситуация на рынке должна измениться до того момента, когда сохранность энергоресурсов станет важнее заработка, оценка энергоэффективности на долгий срок станет важнее разовой экономии, а платить собственной ответственностью за индивидуальный комфорт станет новым уровнем осознанности населения», — считает он.
Массовому применению крышных котельных в жилищном строительстве, отмечает эксперт, также, возможно, мешает недостаточная информированность проектировщиков о существовании современных решений, небольших, легких, но мощных котлах для крышных котельных. Также затрудняют внедрение крышных котельных сложные согласования. В частности, иногда мешают оформления ОПО (опасных производственных объектов) и дополнительное согласование ограничения по ГПЗУ. Для этого нужны силы, время, средства и вера в успех.
По мнению специалиста по обучению и технической поддержке ELCO Юрия Кузнецова, большинство застройщиков отдало бы предпочтение автономному теплоснабжению для своих объектов как менее затратному и быстрее окупаемому варианту. Но в настоящее время в большинстве регионов нашей страны центральное теплоснабжение имеет поддержку на административном уровне. Причиной, как видится, является возможность реконструировать существующие системы теплоснабжения за счет нового жилищного строительства. В результате чего строительными компаниями предпочтение вынужденно отдается центральным системам вопреки экономическим показателям строительства.
«В целом в России создана неплохая нормативная база по проектированию и строительству крышных котельных. Это СП 373.1325800.2018 "Источники теплоснабжения автономные" и СП 281.1325800.2016 "Установки теплогенераторные мощностью до 360 кВт, интегрированные в здание". Но хочется отметить некоторый законодательный вакуум в области автономного теплоснабжения. Ни в ФЗ № 190 "О теплоснабжении", ни в ФЗ № 210 "Об основах регулирования тарифов организаций коммунального комплекса" нет его упоминания и, следовательно, нет четких правил для строительства и эксплуатации автономных источников теплоснабжения», — констатирует он.
По словам Сергея Леонова, в настоящее время наблюдается большая путаница у проектировщиков касаемо обязательных и добровольных норм применения сводов правил. Многие проектируют крышные котельные, которые относятся к СП 373.1325800.2018 Источники теплоснабжения автономные, по СП 89.13330.2016 Котельные установки. «Но, что важно, область применения приведенных сводов правил абсолютно разная, а значит, отличается и порядок проектирования. Проектные организации делают проект крышной котельной по СП, который имеет отношение к отдельно стоящей котельной. Но там же разные нормы резервирования котельной, не учитываются нагрузки на перекрытия, шумы и прочее. Поэтому стоит обращать внимание на то, чтобы, применяя своды правил, на добровольной основе проектирование вели по действующим нормам, соответствующим типу здания, так как ответственности с проектной организации никто при этом не снимает», — подчеркивает эксперт.
По мнению Олега Козлова, вероятно, использование типовых решений при проектировании крышных котельных помогло бы ускорить процесс проектирования, согласований, а также при должном подходе и строительства котельной. Для того, чтобы данные изменения имели положительный эффект, застройщики и инженерные компании должны иметь нормативно закрепленные предпосылки для сокращения сроков реализации котельных, а потенциально и для сокращения их стоимости, по крайней мере, в типовом исполнении. Однако такие решения не должны исключать гибкости в выборе моделей оборудования и производителей.