Самый мощный ветрогенератор. Применение промышленных ветрогенераторов

Экология потребления.Наука и техника:Кто говорил, что ветряки не способны конкурировать по мощности с атомными электростанциями? Посмотрите на самую большую в мире ветроэлектрическую установку Siemens SWT-7.0-154.

Кто говорил, что ветряки не способны конкурировать по мощности с атомными электростанциями? Посмотрите на самую большую в мире ветроэлектрическую установку Siemens SWT-7.0-154. С площадью ометания 18 600 м² этот гигант в одиночку генерирует максимальную мощность 7 МВт при скорости ветра 13-15 м/с. Несколько сотен таких ветряков - и вот вам атомная электростанция.

SWT-7.0-154 - это флагманская модель компании Siemens. В её названии зашифрованы генерируемая мощность (7 МВт) и диаметр ротора с лопастями (154 м). Она пришла на смену предыдущему флагману SWT-6.0-154, от которого практически не отличается по техническим спецификациям, но оснащён более мощными магнитами. Более сильное магнитное поле позволяет генерировать больше электроэнергии при том же диаметре. Другими словами, в этой ВЭН параметр снимаемой мощности с квадратного метра площади ометания выше примерно на 16,7%.

Ветрогенератор включается в работу на минимальной скорости ветра 3-5 м/с, а генерируемая мощность поступательно растёт до максимальной 7 МВт при скорости ветра 13-15 м/с. При достижении скорости ветра 25 м/с генерация прекращается.

Казалось бы, на таких скоростях ветра лопасти ВЭУ должны вращаться быстро, но это совершенно не так. На самом деле они вращаются неторопливо и степенно, делая всего 5-11 оборотов в минуту. То есть полный оборот три лопасти совершают примерно за 5-12 секунд, в зависимости от скорости ветра.

Более сильное магнитное поле в новой модели означает также и то, что эту турбину труднее раскрутить. Для достижения той же скорости вращения 5-11 оборотов в минуту и максимальной генерируемой мощности (7 МВт вместо 6 МВт) этой турбине требуется повышенная скорость ветра: 13-15 м/с вместо 12-14 м/с. Соответственно, и начальная скорость ветрогенерации у неё выше. Вот почему данная модель-гигант наиболее оптимально подходит для размещения на территориях с относительно сильными ветрами, лучше всего в море.

Внутри турбины нет редуктора (коробки передач) - здесь работает система прямого привода, подключенная к синхронному генератору переменного тока с постоянными магнитами. Поскольку скорость генератора определяет напряжение и частоту тока, то «грязный переменный ток» преобразуется в постоянный ток, а затем преобразуется обратно в переменный ток перед подачей в сеть.

В последние годы в области ветряной энергетики происходит очень быстрый научно-технический прогресс. Буквально каждый год появляются новые модели ВЭУ большей мощности и эффективности. Большие и маленькие, рассчитанные на целые посёлки или отдельные дома, на большую скорость ветра в море или на среднюю скорость ветра над крышей частного дома.

Например, мировой рекорд по максимальной генерируемой мощности принадлежит вовсе не Siemens, а другой турбине ещё одного немецкого производителя Enercon E126, которая выдаёт до 7,58 МВт. На видео показан процесс установки такой турбины.

Высота стойки Enercon E126 - 135 м, диаметр ротора - 126 м, общая высота вместе с лопастями - 198 м. Общий вес фундамента турбины - 2500 тонн, а самого ветрогенератора - 2800 тонн. Только электрогенератор весит 220 тонн, а ротор вместе с лопастями - 364 тонны. Общий вес всей конструкции со всеми деталями - 6000 тонн. Первая установка подобного типа была установлена около немецкого Эмдена в 2007 году, хотя в той модификации максимальная мощность была меньше.

Впрочем, ветрогенераторы-гиганты - довольно дорогое удовольствие. Один такой ветряк на 7 МВт обойдётся в $14 млн вместе с установкой, если заказывать все работы у сертифицированных немецких специалистов. Конечно, если освоить производство в своей стране, благо металла хватает, то стоимость вполне можно снизить в несколько раз. Кто знает, может такой гигантский проект национальной стройки занял бы население страны и помог выбраться из экономического кризиса.

Почему ветряки не заменят АЭС

Одна из самых последних строящихся в Восточной Европе атомных станций - Белорусская АЭС - получит два энергоблока с реакторами ВВЭР-1200 мощностью по 1200 МВт. Казалось бы, несколько сотен ветряков Siemens сравнятся с атомной электростанцией. Стоимость строительства примерно одинаковая, зато «топливо» бесплатное. Что интересно, Белорусскую АЭС как раз строят в районе, где по климатическим данным за 1962-2000 годы почти самая высокая среднегодовая скорость ветра в Беларуси. Но в реальности эта «самая большая» среднегодовая скорость ветра - всего лишь около 4 м/c (на высоте 10 м), чего едва хватит для запуска ВЭУ на минимальной мощности.

Перед установкой следует сверяться с годовой картой ветров в районе дислокации с данными средней удельной мощности ветрового потока на высоте 100 м и выше. Хорошо бы составить такие карты для всей территории страны, чтобы найти места наиболее оптимального строительства ВЭУ. Нужно иметь в виду, что скорость ветра сильно зависит от высоты, что хорошо известно жителям высотных домов. В обычных прогнозах погоды по ТВ сообщают скорость ветра на высоте 10 м над землёй, а для ветровой турбины следует измерять скорость на высоте 100-150 м, где ветры гораздо сильнее.

Так что наиболее оптимально такие гиганты подходят для установки в море, в нескольких километрах от побережья, на большой высоте. Например, если установить такие установки вдоль северного побережья России с шагом 200 метров, то максимальная мощность массива составит 690,3 ГВт (побережье Северного Ледовитого океана составляет 19724,1 км). Скорость ветра там должна быть приемлемая, только при заливке фундаментов придётся иметь дело с вечной мерзлотой.

Правда, по стабильности работы ВЭУ никогда не сравнятся с АЭС или ГЭС. Здесь энергетикам приходится постоянно следить за прогнозом погоды, потому что генерируемая мощность напрямую зависит от скорости ветра. Ветер должен быть не слишком сильным и не слишком слабым. Хорошо, если в среднем ВЭУ будут выдавать хотя бы треть от максимальной мощности. опубликовано

Уже прочитали: 1 470

Выработка электрического тока с помощью напрямую зависит от его размеров. Чем больше магниты, катушки и прочие элементы, тем мощнее будет ток, ими созданный. Вопреки бытующему мнению о непобедимости гидроэлектростанций, преобладающему в нашей стране, западные инженеры демонстрируют высокую эффективность ветрогенераторов , которые в Европе и США распространены в гораздо большей степени. Разработки мощных устройств ведутся довольно давно, достигнуты немалые успехи. Рассмотрим наиболее заметные из них.

Какой ветрогенератор самый большой

Самым большим ветрогенератором в мире на сегодняшний день считается детище немецких инженеров из Гамбурга Энеркон Е-126. Запуск первой турбины был осуществлен в Германии в 2007 году, неподалеку от Эмдена. Мощность ветряка составляла 6 Мвт, что на тот момент являлось максимумом, но уже в 2009 году была произведена частичная реконструкция, в результате которой мощность возросла до 7, 58 Мвт, что вывело в мировые лидеры.

Это достижение было весьма значимым и поставило . Отношение к ней изменилось, из разряда довольно робких попыток получить серьезные результаты отрасль перешла в категорию крупных производителей энергии, заставляя подсчитывать экономический эффект и перспективы ветроэнергетики в ближайшее время.

Пальму первенства перехватила MHI Vestas Offshore Wind, чьи турбины имеют заявленную мощность 9 Мвт. Установка первой такой турбины была закончена в конце 2016 года с рабочей мощностью 8 Мвт, но уже в 2017 году был зафиксирован 24-часовой режим работы на мощности в 9 Мвт, полученной на турбине Vestas V-164.

Такие ветряки имеют поистине колоссальные размеры и устанавливаются, чаще всего, на шельфе западного побережья Европы и в Великобритании, хотя отдельные экземпляры имеются и на Балтике. Объединенные в систему, такие ветрогенераторы создают суммарную мощность в 400-500 Мвт, составляя значительную конкуренцию гидроэлектростанциям.

Установка подобных турбин производится в местах с преобладанием достаточно сильных и ровных ветров, и таким условиям в максимальной степени соответствует морское побережье. Отсутствие естественных преград для ветра, постоянный и стабильный поток позволяют организовать наиболее благоприятный режим функционирования генераторов, повышая их эффективность до наиболее высоких значений.

28 декабря 2016 в 23:51

Мегаконструкции. Самые большие ветрогенераторы

Энергия и элементы питания

Siemens SWT-7.0-154

Почему ветряки не заменят АЭС

Несмотря на то, что промышленная отрасль нашей страны постоянно развивается, очень редко удаётся увидеть ветрогенераторы, поэтому большинство людей, так и продолжает думать, что весь современный мир берет электричество из централизованных сетей. Более развитые страны, уже дано перешли на альтернативные методики вырабатывания энергии. Наверное, многие слышали об термине ветроэнергетика где-то в средствах массовой информации, но это остаётся для нас чем-то далеким и не понятным.

Природа позаботилась о людях таким образом, чтобы они могли брать все необходимое для полноценной жизни именно из ее недр, ветер - это неисчерпаемый источник энергии, который можно использовать во благо цивилизации, главное с умом подойти к этому. КПД ветрогенераторов напрямую зависит от правильности установки оборудования и целей, для которых она была смонтирована. География установки ветрогенераторов распространяется абсолютно на все территории, так как для полноценной работы их, необходим только ветер со скоростью выше 4,5 м/с. Работать ветрогенераторы могут, как автономные системы снабжения электричеством отдельных помещений или же комплексно, с централизованной электросистемой. У стран где ветроэнергетика одно из передовых направлений, где опыт использования ветрогенератора намного больший, появляются даже «ветряные фермы», которые являют собой энергоблоки с определенным количеством единиц ветрогенераторов.

Плюсы ветроэнергетики

Ветрогенераторы находят своих почитателей по всех странах мира, особой популярностью в наше время пользуется частная ветроэнергетика. Небольшого ветрогенератора вполне достаточно, чтобы обеспечить светом небольшой загородный коттедж, который находиться в дали от центральной линии электропередачи. Ветрогенератор окупает себя уже за несколько лет, ведь вырабатывает именно то количество энергии, которое необходимо определенному коттеджу, и человек ни за что, не переплатит. Если энергии вырабатывалось с избытком, он может ее использовать чуть позже.

Огромным преимуществом ветрогенераторов является то, что они не требуют какого-то сырья для своей работы и не имеют отходов. Они функционируют исключительно на силе, ветра, которую перерабатывают на электроэнергию. Источник энергии для ветрогенераторов никогда не исчерпается, что тоже являет собой экономию на транспортировке сырья. Важно отметить, что территория на которой располагаются ветрогенарторы, в отличие от электростанций, может быть использована для сельскохозяйственных целей. Требуется также сказать, что оборудование достаточно простое в обслуживании, быстро в установке, а также не требует дополнительных затрат в процессе постоянной эксплуатации.

Ветроэнергетика и её минусы

Промышленные ветрогенераторы большой мощности, что могут быть использованы для оптимизации работы, стоят достаточно дорого, это является самым большим минусом ветроэнергетики. Не все компании могут себе позволить построить ветроэлектростанции. Кроме того, кпд ветрогенераторов переменчива и на это человек не может повлиять ни как. Уровень шума тоже отталкивает потенциальных меценатов инвестировать большие сумы на развитие данной отрасли энергетики. Работа ветротурбин слышна на большом расстоянии. Если вы решили установить ветрогенератор на своем дворе, то есть большая вероятность, что он будет создавать радио и телевизионные помехи. Кроме того, установить оборудование возможно не на всех рельефах, есть места, где скорость ветра не достигает оптимального придела, и ветряк попросту не будет вращаться, а если и будет, то не сможет выработать достаточное количество энергии.
Существует мнение, что ветрогенераторы создают большую угрозу для птиц, и экологи не перестают об этом твердить, но согласно последним исследованиям вероятность столкновение птицы с лопастями ветрогенератора такая же, как и столкновения с электродротами.

Технология это удивительное достижение человечества. Без нее вы не смогли бы читать этот пост прямо сейчас, и жизнь была бы намного менее удобной и простой. Сейчас у нас есть некоторые довольно мощные технологические изобретения, которые были не доступны всего лишь несколько десятилетий назад, но ученые уже создают устройства, чья мощь затмит все, с чем мы сможем столкнуться в нашей жизни. Вот 10 самых мощных мощный изобретения в своем роде:

10 Камера.

С грозным названием «Камера Темной энергии», это устройство является наиболее мощной камерой в мире. Она строится в лаборатории Ферми в Иллинойсе как часть проекта, который попытается выяснить почему расширение Вселенной становится все быстрее. 570-мегапиксельное устройство, что всего в 70 раз больше, чем камера телефона, но которое дает возможность заглянуть на 8 миллиардов световых лет дальше. У этой камеры стоимость только линзы 1,6 миллиона долларов, а их в ней будет установлено пять. В течение следующих пяти лет, она будет наблюдать за 300 миллионами галактик в обсерватории Серро-Тололо в Чили, и мы надеемся, найдет ответы на некоторые тайны, которые ставят в тупик астрономов в течение десятков лет.

9 Динамик.

Самым мощным динамиком из когда-либо построенных является HS-60, акустическая система, производимых корпорацией Wattre в США. Метровый динамик производит звук на уровне 182 децибел, что немного превосходит порог, после которого человек теряет слух. Для сравнения, самый громкий рекомендуемый уровень звука, безопасный для человека, составляет 140 дБ. HS-60 создает такой уровень звука на расстоянии 128 метров. Мощности этого динамика достаточно, чтобы слышать ясно голос человека на расстоянии более трех километров. К сожалению, в настоящее время они не продаются, так что вам придется довольствоваться его менее мощным двоюродный братом HS-40. Эта система способна передавать звук на более чем 1,5 километра и используется для оповещения судов и передает предупредительные сообщения на большие расстояния.

8 Лазер.

Самый мощный лазер в мире находится в Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии. Лазер является частью Национального фонда и был разработан, чтобы исследовать методы получения термоядерной энергии. Он используют 192 лазера, которые сходятся в одну точку и производят в 60 раз больше энергии, чем любая предыдущая система. На пике излучения, он производит 500 триллионов ватт мощности, что в 1000 раз превосходит энергию, которую США используют в любой из моментов времени.

7 Магнит.

Самый мощный магнит в мире было построен в 2012 году учеными из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико. Он способен производить мощность до 100 тесла, которые считались недостижимыми для инженеров. Потребовалось 15 лет работы, чтобы закончить его постройку. Так насколько мощны 100 тесла? Это в 2 миллиона раз сильнее магнитного поля Земли и в шесть раз больше, чем необходимо для левитации лягушки. Магнит как ожидается, будет использован в большом количестве физических экспериментов и если вы надеялись поиграть с ним, боюсь, что он уже полностью забронирован. Существует способ получения магнитных полей до 1000 тесла — ученые берут импульсный магнит, окружают его взрывчаткой, после взрыва магнитные поля внутри имплозии конденсируется и производят более массивный эффект. Конечно, это может быть воспроизведено только один раз.

6 Дизельный двигатель.

Самый мощный дизельный двигатель в мире можно найти на сухогрузе-контейнеровозе Emma Maersk. Это двигатель высотой в четыре этажа и более 26 метров в длину. Он производит более 100000 лошадиных сил и около 7,5 миллиона Н.м крутящего момента, в 2500 раз больше, чем трактор. Поразительно, при этом он является чрезвычайно эффективным, теряя лишь около 50 процентов своей энергии. (Это кажется очень много, но на самом деле это довольно хороший показатель для дизельного двигателя.)

5 Суперкомпьютер.

Проект TOP500 ведет учет самых мощных компьютеров в мире. Нынешним лидером является Тяньхэ-2 (перевод буквально: «Млечный путь-2»), китайский суперкомпьютер, который используют в национальном университете оборонных технологий. Система выдает 33,86 петафлопс в секунду. Для сравнения — это в 33000 раз мощнее, чем Playstation 4. Хотя ближайший его соперник из США вдвое медленнее, США по-прежнему доминирует в TOP500, на них приходится более половины самых быстрых суперкомпьютеров в мире.

4 Генератор рентгеновского излучения.

Устройство Z-Машина официально является самым мощным генератор рентгеновского излучения в мире. Расположенный в Сандийской национальной лаборатории в Нью-Мексико, Z-Машина настолько мощна (и огромна), что погружена в огромный бак с водой и маслом, которые используют как изолятор, тем не менее электромагнитный импульс создаёт свечение вокруг металлических предметов вокруг. Насколько она мощная? На своем пике, он производит мощность в 80 раз больше, чем электрическая мощность всех электростанций на земле. Она может приводить в движение небольшой кусочек металла от 0 до 122000 км/ч примерно одну секунду, что быстрее, чем Земля движется в пространстве. С помощью установки может быть получена плазма с температурой свыше 2 миллиардов Кельвинов. После окончания экспериментов планируется строительство машины нового поколения устройства - ZR-Машины, которая будет примерно в три раза мощнее.

3 Робот.

Самый сильный человекоподобный робот в мире — это робот с названием Титан, созданный немецким производителем промышленной робототехники KUKA. Он способен поднять полноразмерный автомобиль на высоту до трех метров, что значительно превышает как силу и возможности человека, и в один прекрасный день они могут захватить мир. 🙂

2 Солнечная печь.

Самая крупная и мощная солнечная печь на планете расположена в Пиренейских горах на границе между Францией и Испанией. Она состоит из изогнутого массива из 10 000 зеркал, которые концентрируют солнечный свет от сотен плоских зеркал на противоположном склоне. «Печь» правильный выбор слова, так как он способен фокусировать солнечные лучи и нагревать предметы до температуры 6000 °С, что сопоставимо с температурой поверхности Солнца. Высокие температуры производимые в печи используются для всего, от производства электроэнергии до создания углеродных нанотрубок. Она также подходит для тестирования материалов, предназначенных для покрытия корпусов космических кораблей, чтобы защитить их от тепла, выделяемого при входе в атмосферу.

1 Оружие.

Самое мощное оружие было создано учеными из ВМС США в 2010 году без использования взрывчатых веществ. Они использовали прототип рельсотрона, которая ускоряет кусок алюминия до огромных скоростей, используя электромагнитные поля. Рельсотрон позиционируется как оружие будущего в войне на море, так как оно сможет стрелять на расстояние 320 километров, что намного дальше 20 километров современной артиллерии. Текущие прототипы могут производить только несколько выстрелов, так как производят много тепла и сильно нагреваются при стрельбе. США выделили 34,5 миллионов долларов компании BAE Systems для разработки более прочной версии оружия, способного вести огонь до 10 выстрелов в минуту, при этом не взорвав себя.