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.
Как наша технология усиления путешествует по России
Последние два года — однозначно не лучшие для путешественников, согласны? Границы закрыты, местные курорты переполнены. У самых заядлых туристов пустуют ленты соцсетей.
Но только не у наших специалистов! Покоренные горные вершины, спины касаток в океане, пальмы и сопки, песчаные пляжи и снегоходы, краб и барабулька, сабли с гравировкой и янтарь мелькают в Instagram директора по строительству «Оптимум Прайс».
Размещая вакансию, в графе «условия работы» мы теперь всегда пишем: путешествия по интересным местам. За прошедший 2021 год сотрудники группы компаний «Оптимум Прайс» объехали всю Россию.
Как так получилось? В нашей стране много компаний, готовых выполнить работы по усилению грунтов, укрепить фундамент или котлован. Желательно, чтобы это были тысячи однотипных свай в чистом поле. Обязательно нужен проект с указаниями, что и как делать. Но по пальцам одной руки можно сосчитать компании, решающие проблемы. Проблемы аварийных конструкций, готовых упасть уже завтра. Проблемы памятников архитектуры, где усиление фундамента нужно провести так, чтобы самим все не обрушить. Проблемы малого бизнеса с небольшими производствами и ангарами, устранение просадок которых требует не только соблюдения всех технологий, но и понимания бюджета предпринимателя. Проблемы частного домика в далекой области, по стенам которого пошли трещины.
«Оптимум Прайс» — именно такая редкая организация. Нам можно позвонить, не обладая какими-то специальными знаниями, без подготовки и долгого изучения тематики в Интернете, рассказать о проблеме и тут же — тут же, в процессе диалога — получить четкий алгоритм действий, этапы, сроки и стоимость работ с точностью до тысячи рублей.
Мы заключаем твердый контракт, приезжаем, проводим обследование, составляем проект, выполняем работы по усилению оснований, отдаем исполнительную документацию и уезжаем. Вот как просто!
Если вам кажется, что так можно только на некоторых совершенно неответственных объектах, то вы ошибаетесь. В следующих нескольких абзацах мы попутешествуем с вами по России и разберем несколько кейсов.
Сахалин. Суровый край. Татарский пролив, холодно и ветрено. Обследуем Сахалинскую ГРЭС-2. В программе изучения 82 здания. Задача: выяснить, что не так со всей ГРЭС, почему ее топит, размывает грунты и что необходимо предпринять для устранения всех бед. Изучая устройство гигантской электростанции, не забываем угощаться местными морепродуктами. Свежий краб великолепен, алюторская селедка — отдельное гастрономическое чудо, а названий всех перепробованных морских гадов уже и не упомнить. С берега Татарского пролива видим огромные серые спины — касатки! Все тут масштабное — просторы, деликатесы, океан и электростанция. Причину бед меж тем выяснили - неправильно выполненный дренаж. Проект усиления фундаментов, водоотведения и гидроизоляции составили. Ждем начала СМР.
Калининград. Здание рекреационного центра ползет с холма. Обследовали, выполнили проектирование. Скупили весь янтарь в местных лавках. Пробовали угря домашнего копчения и севиче из пеламиды. Гуляли по Куршской косе, объездили все пригородные городки, понравившиеся значительно больше, чем сам Калининград.
Грозный. ТЭС. Тут как раз не про быстрый блиц, а про долгие согласования. Пять лет общения с проектировщиками, представителями эксплуатирующей организации. Обследовали, спроектировали и провели работы по усилению оснований опор трубопровода. С удивлением узнали, что парням нельзя ходить в сорокоградусную жару в майке и шортах по городу — не принято. Освежились снегом, покорив Эльбрус. Пробовали местные пирожки и лепешки — жирно, но вкусно! Купили саблю и папаху — красота! Применяем тут свою технологию усиления грунтов через манжетные колонны с обтюратором. Обтюратор — специальное устройство, позволяющее прокачать каждый слой грунта отдельно. Редко кто практикует такую технологию, в проектах она не встречается, так как требует мастерства от исполнителей.
Архангельск. Ломоносовский ГОК. В режиме жесткой изоляции из-за коронавируса сотрудникам еду приносили и оставляли под дверью. Одиночество, большие пустые пространства. Умиротворение и дзен нашли мы тут. Решали проблему, отсылающую нас к трагедии разлива нефти у «Норильского никеля», а именно герметизации каре — гигантской ванны вокруг топливного резервуара.
Крым. Веселые Алупка и Алушта. В одном городе пансионат для пострадавших от облучения «Дубна», в другом — гостиница «Кедр». Проблемы сходные. Конструкции проседают из-за того, что сооружены на склонах и с определенными огрехами. Устранили. Посетили вершину Ай-Петри, красавицу Ялту, устали немного от серпантинов и природных катаклизмов, когда аномально теплая для зимы погода сменяется вдруг снегопадом, засыпающим пальмы.
Москва. Златоглавая. Тут у нас объектов много, в столице бываем часто. Обследуем здания в части фундаментов и гидроизоляции. Самый интересный из недавних проектов — «Усадьба Баташева», отданная под Яузскую больницу. Памятник архитектуры. Фундаменты усиливаем по проекту, отсечную гидроизоляцию устраиваем беспакерную — по собственной технологии. Везде вносим свои коррективы, используем многолетние наработки. Состав для инъектирования у нас специальный. Мало того, что прочность и водонепроницаемость необычайная, так еще и отложенным эффектом обладает — до полугода активные элементы включаются, когда это требуется, и борются с водой на микроуровне. Выполнив объект, скупаем матрешек и идем праздновать с медведями и цыганами.
Санкт-Петербург. Родной город. Именно здесь мы завоевывали репутацию, спасая Петропавловскую крепость. А в этом году занялись зданием в самом сердце города: на Большой Морской, 28. Усиление фундаментов в историческом центре всегда проходит под лозунгом «не навреди!». Только небольшое давление при усилении бутовых фундаментов — чтобы не наплодить новых трещин, только беспакерная система отсечной гидроизоляции — чтобы в стенах не оставалось никакого инородного металла или пластика. Родной город мы очень любим. Если попадете в Северную Венецию туристом — позвоните, всегда подскажем лучшие достопримечательности и скрытые жемчужины.
Выкса. Знаете где это? Это небольшое местечко под Муромом. Здесь у Екатерины Владимировны домик кирпичный трещинами пошел. Не памятник архитектуры и совсем не электростанция. Но мы приехали и сделали. Технологии, материалы, оборудование и подход ничем не отличались, а то и превосходили по своим параметрам те, что использовались на вышеописанных объектах. Послойное инъектирование грунтов через манжетные колонны с использованием обтюратора, устранение трещин под неразрушающим давлением со спиральными анкерами. Под Муромом наслаждались природой средней полосы России, любовались Окой и дышали чистым богатырским воздухом…
Вот такой щедрый на путешествия выдался год.
Мобильность, толерантность к местным условиям, результативность в решении проблем — рецепт промышленного туризма от ГК «Оптимум Прайс»!
BIM AND DESIGN STANDARD: практика для всех
Autodesk Community BIM Club совместно с компанией Development Systems (DS) провели онлайн-митап «BIM-стандарт DS. Level up в проектировании». В его рамках DS презентовала собственное комплексное приложение BIM&DESIGN STANDARD, включающее в себя полный набор инструкций и практик для работы в BIM, которые собраны из опыта работы компании с российскими девелоперами.
Стоит отметить, что первый комплексный документ, описывающий BIM-стандарт, компания DS разработала совместно с Группой RBI в 2019 году. При обновлении в 2020 году он включал в себя более 400 страниц текста полезной информации. В 2021 году для удобства он был переведен в веб-формат. В настоящее время стандарт продолжает обновляться. В будущем он станет частью DS Research – открытой глобальной базы знаний по проектированию в BIM, содержащей видеоуроки, инструкции и разработанные в DS инструменты для оценки навыков специалистов проектных компаний.
Ведущий онлайн-митапа, BIM директор DS Артём Вайтицкий подчеркнул, что BIM&DESIGN STANDARD создан в помощь в работе специалистам и будет полезен как тем, кто внедряет BIM с нуля, так и тем, кто уже использует его. BIM&DESIGN STANDARD выложен в открытый доступ по ссылке. Незарегистрированные пользователи могут просто ознакомиться с ним, зарегистрированным – представлена возможность оставлять комментария, тем самым реагировать на представленную информацию, оставлять свои вопросы, замечания и предложения.
Сама структура BIM&DESIGN STANDARD разделена на девять глав (разделов). Первая глава называется EIR. В ней описывается взаимодействия проектировщика с заказчиком при работе в BIM, конкретные требования к разделам проектной документации и многое другое. Вторая глава имеет название «Контроль качества». В ней дана информация о системе контроля качества, формате проведения проверок и т. д. В том числе, представлена подглава с инструкцией по работе Navisworks Manage. В третьей главе собрано множество инструкций непосредственно по самому моделированию. Подробно расписана работа со многими инструментами Revit. Четвертая глава - «Рекомендации к проектированию». Представленные в ней рекомендации разбиты на три глобальных фазы и привязаны к стадийности работ генпроектировщика. Разработаны они на основе опыта DS c заказчиками и могут существенно оптимизировать работу и повысить ее эффективность. В пятой главе «Генеральный план» собрана информация о том, как работать с генеральным планом. В ближайшее время в нее будут внесены изменения, в которых будут описана работа с генеральным планом в Revit. В шестой главе «Управление проектным проектированием» можно найти полную информацию о структуре папок для проектной документации, особенностях ведения проектного совещания, авторского надзора и т. д. В седьмой главе «API.Средства автоматизации проектирования» пошагово объясняется как выстроена автоматизация проектирования. В восьмой главе представлены общие положения по работе со стандартом, дана информация о специалистах, занимавшихся его разработкой. В девятой главе «BIM данные», выложена информация из библиотеки семейств для проектирования, которые DS использует и регулярно обновляет с учетом опыта прошедших проектов.
В рамках онлайн-митапа Артём Вайтицкий сообщил, что открытый корпоративный BIM-стандарт – одна из разработок, благодаря которой компанию знают на рынке проектирования. «Мы заинтересованы в развитии BIM-сообщества, поэтому хотим поделиться информацией о стандарте и повысить его качество совместно с профессиональным сообществом. Ключевая задача – говорить с рынком проектирования и заказчиками на одном языке», - добавил он.
Также Артем Вайтицкий ответил на многочисленные вопросы зрителей онлайн-митапа и сообщил, что в связи с обновлением версии BIM-стандарта компания объявляет конкурс рецензентов. В его рамках будут выбраны пять BIM-экспертов, которым будет предложено провести независимый аудит работы компании над стандартом за вознаграждение в 20 тыс. рублей. Всю дополнительную информацию о конкурсе можно получить, обратившись на почту info@ds.do.
«Одна из задач Autodesk Community BIM Club заключается в обмене и тиражировании опыта и знаний между участниками клуба и за его пределы. Внедрение BIM и настройка бизнес-процессов - одна из наиболее актуальных сегодня тем для строительной отрасли. Мы рады, что наши партнеры активно включаются в этот процесс и предлагают рынку открытые стандарты для более эффективного применения инструментов информационного моделирования. Autodesk также работает в этом направлении. В ближайшее время мы представим обновленный BIM-стандарт для инфраструктурных проектов», - отметил Андрей Штиль, менеджер по развитию бизнеса, работе со стратегическими и государственными заказчиками Autodesk в России и странах СНГ.