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.
Более трети россиян готовы сменить место жительства из-за шума
35% россиян считают высокую слышимость в квартире весомой причиной для переезда, выяснилось в ходе опроса[1], который провела компания ROCKWOOL Russia, производитель решений из каменной ваты. Какие звуки сильнее всего раздражают жителей многоквартирных домов и можно ли решить проблему без переезда?
Самыми надоедливыми источниками шума респонденты назвали уличный транспорт (22%), ремонтные работы (18%) и соседей (16%). Кроме того, россиян раздражают крики и топот чужих детей (8%), а также громкая музыка (5%).
«Чаще всего жители многоквартирных домов страдают от воздушных шумов (звуки музыки, речь, работающий телевизор). Они передаются из одного помещения в другое прямым путем, то есть через смежные стены и окна. Но нередко в квартирах приходится сталкиваться и с другими видами шума. Например, топот ног, падение тяжелых предметов ― это ударный шум, а ремонтные работы ― структурный. Особенность последнего в том, что он обычно распространяется косвенно - через несущие и конструктивные элементы здания. Именно поэтому вы можете слышать звук перфоратора, который работает через несколько пролетов от вашей квартиры. В зависимости от типа шума следует выбирать и способы защиты от него, но именно здесь большинство жильцов совершают ошибки», ― рассказывает Наталья Пахомова специалист по технической поддержке и обучению компании ROCKWOOL в России, производителя материалов для тепло- и шумоизоляции.
Так, чтобы избавиться от надоедливых звуков, 21% россиян используют мягкую мебель и ковры, 12% просто уходят в другую комнату, 10% пытаются как-то договориться с соседями, столько же перебивают неприятный шум музыкой. 5% и вовсе используют беруши.
«Мебель и ковры действительно являются звукопоглотителями и хорошо справляются с эхом в помещении, но их способность к снижению уровня шума очень мала. В том числе и потому, что ни ковры, ни мебель обычно не могут закрыть собой все пространство стены. Кроме того, такой способ спасает скорее от шума внутри квартиры, а не от наружного. Например, если постелить толстый ковер на пол, топот ног в этой комнате будет тише, но это не избавит вас от громкой музыки соседей снизу. Самый надежный способ решить проблему ― полноценная шумоизоляция специальными материалами, например, плитами из каменной ваты. Они обеспечивают снижение уровня воздушного шума на 43-62 дБ, что сопоставимо с шумом городского транспорта или громким детским плачем», ― объясняет Наталья Пахомова.
При этом полной шумоизоляцией квартиры (когда защищены все стены, пол и потолок) могут похвастать только 5% участников опроса. Еще у 36% шумоизоляция выполнена частично. По словам эксперта ROCKWOOL, такой вариант может обернуться пустой тратой денег. Дело в том, что проводником звука выступают абсолютно все поверхности в квартире. Кроме того, шум прекрасно проникает сквозь отверстия под розетки и коммуникации.
«Часто жильцы небольших квартир отказываются от полной звукоизоляции, так как боятся существенно сократить пространство из-за толщины материалов. Но и в такой ситуации есть выход: на рынке уже не один год существуют звукопоглощающие плиты толщиной всего 27 мм. Они не только защитят от шума, но и не “съедят” полезную площадь. К примеру, в линейке звукоизоляционных решений ROCKWOOL это плиты из каменной ваты Акустик УЛЬТРАТОНКИЙ: по эффективности они сопоставимы с традиционными звукопоглощающими наполнителями, которые почти в два раза толще. Проникающий шум снижается на 57 дБ», ― рассказывает Наталья.
Некоторые отказываются от звукоизоляции, чтобы удешевить ремонт квартиры. Однако цена вопроса не так высока, как может показаться. Например, для шумоизоляции стены площадью 20 квадратных метров плитами Акустик УЛЬТРАТОНКИЙ потребуется до 20 тысяч рублей. Это стоимость полного комплекта системы, в которую включены не только самая тонкая звукоизоляция из каменной ваты толщиной 27 мм, но и все системные компоненты, такие как гипсокартон, подвесы, профили и многое другое. Сделать точный расчет звукоизоляции для проекта можно при помощи специального бесплатного калькулятора, разработанного специалистами компании ROCKWOOL: он учитывает множество факторов и предлагает расчеты для стены и потолка, а также демонстрирует акустический эффект от установленной конструкции.
Важность акустического комфорта в современном мире сложно переоценить. Не случайно недавно Минстрой РФ усовершенствовал свод правил по защите от шума в жилых домах: акцент сделан на более эффективную звукоизоляцию перекрытий между этажей и изоляцию ударного шума с помощью современных материалов. Возможно, в будущем даже квартиры эконом-класса будут радовать полной тишиной, но пока дело лучше взять в свои руки. Ведь даже переезд в более комфортное жилье не гарантирует защиту от раздражающих звуков.
[1] Опрос проводился компанией ROCKWOOL 4-15 июля 2022 года, участие приняли 1437 человек, проживающих в многоквартирных домах
Эффективность однослойных кровель — быстро и надежно
В современных реалиях экономичность при выборе материалов выходит на первый план. В то же время крыша должна быть надежной и долговечной, чтобы оправдать вложения. «Ответом» на данный запрос стало решение с применением однослойной битумно-полимерной мембраны с механическим креплением. Расскажем, почему это кровельное решение становится популярным у строителей.
Какие материалы можно применять в один слой
При устройстве кровли на быстровозводимых зданиях очень важна доступность материалов и, конечно, надежность покрытия. Однослойная гидроизоляция становится оптимальным решением такой задачи.
Согласно СП 17.13330.2017 Кровли, в один слой можно применять битумно-полимерный кровельный материал, закрепляемый механическим способом, толщиной не менее 5 мм с относительным удлинением не менее 30%, прочностью вдоль/поперек полотна не менее 900/700 (Н/5 см) по ГОСТ 31899-1 и сопротивлением раздиру стержнем гвоздя не менее 240 Н по ГОСТ 31898-1.
Специалисты компании ТЕХНОНИКОЛЬ создали материал, который полностью соответствует данным требованиям, — ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1.
Готовность к нагрузкам
Кровельные рулонные битумосодержащие материалы должны соответствовать ГОСТ 32805-2014. По этому стандарту, для однослойных кровельных материалов дополнительно нужно определять сопротивление статическому (ГОСТ 31897) и динамическому (ГОСТ EN 12730) продавливанию. Это очень важно, потому что при эксплуатации в кровельных системах материалы могут подвергаться механическому воздействию двух типов — долговременным статическим нагрузкам или кратковременным динамическим нагрузкам. Данные значения могут стать ключевыми при сравнении с другими типами гидроизоляционных материалов.
Таблица с характеристиками ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1
На долгие годы
Подбирая материал для устройства кровли, любой застройщик хочет не просто защитить здание от атмосферных осадков, а сделать так, чтобы она прослужила много лет без ремонта. Чтобы оценить возможности однослойной мембраны, компания ТЕХНОНИКОЛЬ провела испытания в ЦНИИПромзданий по методике определения потенциального срока службы битуминозных рулонных и мастичных кровельных материалов. Для этого в лабораторных условиях создаются циклические воздействия атмосферных факторов (ультрафиолетовых лучей, тепла, воды и мороза) и определяются изменения показателей материала. Согласно заключению ЦНИИПромзданий, потенциально возможный срок службы ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1 на крыше может достигать 35–40 лет.
«Не унесенные ветром»
Чтобы кровля «не улетела», важно правильно рассчитать необходимое количество крепежа. Выяснить, какую нагрузку способен выдержать материал вместе с крепежом, специалистам ТЕХНОНИКОЛЬ помогли испытания в Швеции по методикам EN-16002:2010 и ETAG 006:2000. Полученные данные были включены в расчет, который размещен на сайте https://nav.tn.ru/calculators/roof-load/. Также расчет можно заказать через Проектно-расчетный центр ТЕХНОНИКОЛЬ (https://nav.tn.ru/services/proektno-raschetnyy-tsentr/).
Эффективное комбо
При укладке кровли по теплоизоляционным плитам выбор материалов для утеплителя зависит от того, каким образом будет эксплуатироваться крыша, от требований СП 17.13330.2017 Кровли и пожарной безопасности конструкции.
Для обеспечения класса пожарной опасности конструкции К0 в кровельных решениях по профилированному настилу предусмотрено применение плит из негорючей каменной ваты.
Прочность и возможное сочетание теплоизоляционных плит, согласно СП 17.13330.2017 Кровли, зависит от интенсивности пешеходной нагрузки (динамичная точечная многократно повторяющаяся нагрузка, действующая на неэксплуатируемую кровлю, например, при сезонных осмотрах кровли, текущем обслуживании оборудования на крыше, снегоудалении, ремонте крыши и т. п.).
Если рассматривать варианты с высокой нагрузкой, связанной с эксплуатацией крыши, и применением плит из каменной ваты с прочностью на сжатие не менее 40 кПа (ТЕХНОРУФ Н ПРОФ или ТЕХНОРУФ Н ОПТИМА), то выигрывают комбинированные решения: на слой минераловатного утеплителя укладываются плиты из экструзионного пенополистирола (XPS ТЕХНОНИКОЛЬ CARBON PROF) или пенополиизоцианурата (LOGICPIR PROF). Данное сочетание возможно применять на крышах торговых центров, производственных и складских комплексов, спортивных центров и других общественных зданий.
Пару — отпор
Кровельная конструкция должна быть защищена от влагонакопления. Это может случиться из-за неправильного выбора материала для пароизоляционного слоя или ошибок при монтаже. Теплоизоляционные плиты постепенно начнут промерзать и потеряют свои свойства, что приведет к разрушению всей кровельной системы и необходимости масштабного ремонта.
Полимерные пароизоляционные пленки не всегда способны обеспечить герметичность пароизоляционного слоя. Тем более если речь идет о кровельных системах с механической фиксацией: через образованные отверстия в местах крепежа в конструкцию крыши интенсивно проходит водяной пар. Вот почему для данных конструкций больше подходят пароизоляционные битумно-полимерные материалы. Они обволакивают крепеж битумно-полимерным вяжущим. Именно такие решения признаны наиболее надежными для крыш с мехфиксацией кровельных слоев к профлисту — это отражено в СП 17.13330.2017 Кровли.
В линейке ТЕХНОНИКОЛЬ представлен специальный продукт для пароизоляции — ПАРОБАРЬЕР С, который успешно применяется в указанных кровельных системах. Этот фольгированный битумосодержащий материал, армированный стеклосеткой, обладает множеством преимуществ. Он очень удобен в монтаже, легко и надежно приклеивается к поверхности — по такому покрытию можно передвигаться прямо во время работ. Мембрана создает надежный «барьер» водяному пару из внутренних помещений, поэтому ПАРОБАРЬЕР С эффективно «работает» в зданиях с любым влажностным режимом.
Системное решение
Однослойное решение кровли из материала ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1, комбинированная теплоизоляция и ПАРОБАРЬЕР как раз представлены в решениях ТН-КРОВЛЯ Мастер Соло и ТН-КРОВЛЯ Соло Смарт.
Материал ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1 обладает повышенными противопожарными характеристиками — РП1, В2, что позволяет получить группу пожарной опасности кровли КП0 согласно таблице 5.2 СП 17.13330.2017 и применять систему ТН-КРОВЛЯ Мастер Соло на крышах зданий большой площади без устройства противопожарных рассечек. Для системы ТН-КРОВЛЯ Смарт Соло максимально допустимая площадь кровли без устройства противопожарных рассечек составляет 5200 м2.
Цена вопроса
ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1 является оптимальным решением с экономической точки зрения по сравнению с другими типами однослойных гидроизоляционных материалов. В то же время надежность и долговечность покрытия не снижаются. Поэтому при прочих равных условиях (стоимость теплоизоляционного и пароизоляционного слоев) данный продукт наиболее интересен по соотношению «цена — качество».
Вывод
Кровельные системы ТН-КРОВЛЯ Мастер Соло и ТН-КРОВЛЯ Смарт Соло с комбинированной теплоизоляцией по праву считаются одним из самых эффективных решений на сегодняшний день — обеспечивается и долговечность, и способность выдерживать максимальные для неэксплуатируемых крыш нагрузки, и пожарная безопасность. А применение в составе систем материала ТЕХНОЭЛАСТ СОЛО РП1 делает такие решения экономически выгодными для инвестора.