М.: Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации
сельского хозяйства, 2006. – 280 с.
Дано описание и приведены характеристики автономных ветроэлектрических установок (ВЭУ), предназначенных для подъема и опреснения воды, электроснабжения, производства тепла, защиты трубопроводов от коррозии и других целей. Представлены результаты теоретических исследований крыльчатых ветродвигателей в переменном воздушном потоке и рекомендации по оптимизации их агрегатирования с нагрузками различного типа. Отражен опыт разработки серии генераторов для ветроагрегатов и систем возбуждения к ним. Приведен анализ ветровых условий с рекомендациями по выбору мест размещения ВЭУ. Дано описание экспериментальной базы ветрополигона ВИЭСХ в г. Истре Московской области. Приведены результаты экспериментальных исследований пяти современных ВЭУ мощностью от 0,5 до 10 кВт. Проанализированы экономические показатели ВЭУ различных типоразмеров.
Книга отражает многолетний опыт работы автора в качестве разработчика и испытателя ВЭУ и предназначена для специалистов-ветроэнергетиков и для потребителей, желающих повысить эффективность использования ветроустановок.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Глава
1. Краткий обзор развития ветроэнергетики
1.1. Развитие ветроэнергетики в предвоенные годы
1.2. Применение ветродвигателей в сельском хозяйстве в 50-е годы
1.3. Разработки ВЭУ автономного использования
1.4. Состояние ветроэнергетики после распада СССР
1.5. Перспективы развития сельской ветроэнергетики
Глава
2. Характеристики и устройство крыльчатых ветродвигателей
2.1. Принцип работы крыльчатых ветродвигателей
2.2. Аэродинамические характеристики ветроколес
2.3. Устройство ветродвигателей
Глава
3. Исследование условий рационального агрегатирования автономных ВЭУ
3.1. Ветроустановки с частотным регулированием напряжения генератора
3.2. Ветроустановки с переменной частотой генерации импульсов
3.3. Исследование работы ветроагрегатов при порывистом ветре
Глава
4. Опыт разработки автономных ветроустановок
4.1. ВЭС для оазисного орошения производительностью до 150 м3/ч
4.2. Новая серия генераторов для ВЭУ автономного применения
4.3. Разработка ветроэлектрической водоподъемной установки УВЭУ-(1-4)-6
4.4. Ветроэлектрические водоопреснительные установки
4.5. Установки для электрохимической защиты трубопроводов от коррозии
4.6. Использование ветроэлектрических агрегатов для производства тепла
Глава
5. Ветродизельные установки
5.1. Основные результаты исследований Дании по ВДУ автономного применения
5.2. ВДУ с микропроцессорным управлением
5.3. Выбор схем ВДУ, перспективных для автономного электроснабжения
Глава
6. Выбор мест дли размещения ВЭУ с оценкой возможной выработки энергии
6.1. Ветровая энергия и ее особенности
6.2. Режимы работы ВЭУ автономного применения
6.3. Источники информации по результатам измерений скорости ветра
6.4. Определение параметров распределения скоростей ветра по Вейбуллу
6.5. Изменение скорости ветра в зависимости от масштаба класса открытости местности
6.6. Требования к выбору мест размещения ВЭУ
6.7. Расчет выработки энергии ВЭУ с использованием данных наблюдений на метеостанциях
6.8. Учет характеристик открытости места размещения ВЭУ в расчетах выработки энергии
6.9. Оценка возможной выработки энергии ВЭУ
Глава
7. Совершенствование экспериментальной базы для испытаний ветроустановок
7.1. Теоретическое исследование погрешностей чашечных и крыльчатых анемометров
7.2. Ветроизмерительные устройства и приборы с фотоэлектрическими преобразователями
7.3. Трехканальный цифровой интегратор для испытаний ВЭУ
7.4. Исследование ветровых условий ветрополигона ВИЭСХ
Глава
8. Современные ветроэлектрические и ветро-дизельные установки малой мощности и способы их совершенствования
8.1. Опыт применения ветроэнергетических комплексов типа BWC
8.2. Основные виды испытаний ВЭУ и организация их проведения
8.3. Экспериментальные исследования ВЭУ BWC-1500
8.4. Экспериментальные исследования ВЭУ-1500
8.5. Испытания опытного образца ВЭА мощностью 10 кВт
8.6. Комбинированная солнечно-ветродизельная (бензиновая) электростанция мощностью 1,5 кВт
8.7. Блок-схемы ВДУ
8.8. Характеристики ряда зарубежных ВЭУ малой мощности
8.9. Электронасосная система для работы с ВЭУ и фотоэлектрическими установками
Глава
9. Технико-экономические показатели ветроэлектрических установок
9.1. Методика расчета экономической эффективности ветроустановок
9.2. Технико-экономическое обоснование использования ветроустановок мощностью 250 кВт
9.3. Экономические показатели ВЭУ различных размеров
Приложения
ПРИЛОЖЕНИЕ
1. Термины и определения ветроэнергетики
ПРИЛОЖЕНИЕ
2. Примеры регистрации скорости ветра на ветрополигоне ВИЭСХ при использовании метеостанции системы Аандераа
ПРИЛОЖЕНИЕ
3. Примеры регистрации атмосферного давления и температуры
ПРИЛОЖЕНИЕ
4. Таблицы повторяемости скоростей ветра распределения по Вейбуллу
ПРИЛОЖЕНИЕ
5. Обобщенные характеристики ветра по данным ВНИГМИ МЦД, результаты расчета параметров распределения Вейбулла и данные по масштабу класса открытости М для 550 метеостанций (357 в России)
Дано описание и приведены характеристики автономных ветроэлектрических установок (ВЭУ), предназначенных для подъема и опреснения воды, электроснабжения, производства тепла, защиты трубопроводов от коррозии и других целей. Представлены результаты теоретических исследований крыльчатых ветродвигателей в переменном воздушном потоке и рекомендации по оптимизации их агрегатирования с нагрузками различного типа. Отражен опыт разработки серии генераторов для ветроагрегатов и систем возбуждения к ним. Приведен анализ ветровых условий с рекомендациями по выбору мест размещения ВЭУ. Дано описание экспериментальной базы ветрополигона ВИЭСХ в г. Истре Московской области. Приведены результаты экспериментальных исследований пяти современных ВЭУ мощностью от 0,5 до 10 кВт. Проанализированы экономические показатели ВЭУ различных типоразмеров.
Книга отражает многолетний опыт работы автора в качестве разработчика и испытателя ВЭУ и предназначена для специалистов-ветроэнергетиков и для потребителей, желающих повысить эффективность использования ветроустановок.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Глава
1. Краткий обзор развития ветроэнергетики
1.1. Развитие ветроэнергетики в предвоенные годы
1.2. Применение ветродвигателей в сельском хозяйстве в 50-е годы
1.3. Разработки ВЭУ автономного использования
1.4. Состояние ветроэнергетики после распада СССР
1.5. Перспективы развития сельской ветроэнергетики
Глава
2. Характеристики и устройство крыльчатых ветродвигателей
2.1. Принцип работы крыльчатых ветродвигателей
2.2. Аэродинамические характеристики ветроколес
2.3. Устройство ветродвигателей
Глава
3. Исследование условий рационального агрегатирования автономных ВЭУ
3.1. Ветроустановки с частотным регулированием напряжения генератора
3.2. Ветроустановки с переменной частотой генерации импульсов
3.3. Исследование работы ветроагрегатов при порывистом ветре
Глава
4. Опыт разработки автономных ветроустановок
4.1. ВЭС для оазисного орошения производительностью до 150 м3/ч
4.2. Новая серия генераторов для ВЭУ автономного применения
4.3. Разработка ветроэлектрической водоподъемной установки УВЭУ-(1-4)-6
4.4. Ветроэлектрические водоопреснительные установки
4.5. Установки для электрохимической защиты трубопроводов от коррозии
4.6. Использование ветроэлектрических агрегатов для производства тепла
Глава
5. Ветродизельные установки
5.1. Основные результаты исследований Дании по ВДУ автономного применения
5.2. ВДУ с микропроцессорным управлением
5.3. Выбор схем ВДУ, перспективных для автономного электроснабжения
Глава
6. Выбор мест дли размещения ВЭУ с оценкой возможной выработки энергии
6.1. Ветровая энергия и ее особенности
6.2. Режимы работы ВЭУ автономного применения
6.3. Источники информации по результатам измерений скорости ветра
6.4. Определение параметров распределения скоростей ветра по Вейбуллу
6.5. Изменение скорости ветра в зависимости от масштаба класса открытости местности
6.6. Требования к выбору мест размещения ВЭУ
6.7. Расчет выработки энергии ВЭУ с использованием данных наблюдений на метеостанциях
6.8. Учет характеристик открытости места размещения ВЭУ в расчетах выработки энергии
6.9. Оценка возможной выработки энергии ВЭУ
Глава
7. Совершенствование экспериментальной базы для испытаний ветроустановок
7.1. Теоретическое исследование погрешностей чашечных и крыльчатых анемометров
7.2. Ветроизмерительные устройства и приборы с фотоэлектрическими преобразователями
7.3. Трехканальный цифровой интегратор для испытаний ВЭУ
7.4. Исследование ветровых условий ветрополигона ВИЭСХ
Глава
8. Современные ветроэлектрические и ветро-дизельные установки малой мощности и способы их совершенствования
8.1. Опыт применения ветроэнергетических комплексов типа BWC
8.2. Основные виды испытаний ВЭУ и организация их проведения
8.3. Экспериментальные исследования ВЭУ BWC-1500
8.4. Экспериментальные исследования ВЭУ-1500
8.5. Испытания опытного образца ВЭА мощностью 10 кВт
8.6. Комбинированная солнечно-ветродизельная (бензиновая) электростанция мощностью 1,5 кВт
8.7. Блок-схемы ВДУ
8.8. Характеристики ряда зарубежных ВЭУ малой мощности
8.9. Электронасосная система для работы с ВЭУ и фотоэлектрическими установками
Глава
9. Технико-экономические показатели ветроэлектрических установок
9.1. Методика расчета экономической эффективности ветроустановок
9.2. Технико-экономическое обоснование использования ветроустановок мощностью 250 кВт
9.3. Экономические показатели ВЭУ различных размеров
Приложения
ПРИЛОЖЕНИЕ
1. Термины и определения ветроэнергетики
ПРИЛОЖЕНИЕ
2. Примеры регистрации скорости ветра на ветрополигоне ВИЭСХ при использовании метеостанции системы Аандераа
ПРИЛОЖЕНИЕ
3. Примеры регистрации атмосферного давления и температуры
ПРИЛОЖЕНИЕ
4. Таблицы повторяемости скоростей ветра распределения по Вейбуллу
ПРИЛОЖЕНИЕ
5. Обобщенные характеристики ветра по данным ВНИГМИ МЦД, результаты расчета параметров распределения Вейбулла и данные по масштабу класса открытости М для 550 метеостанций (357 в России)