Описание разработки.
Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) представляет
собой воздухоподъемный ротор, который состоит из двух идентичных
спиральных лопастей. Эти лопасти принимают форму дуги в аксиальном и
радиальном направлениях. Спиральная дуга является независимой от
направления ветра и имеет по сравнению с обычными ветровыми установками
более высокий КПД.
Конструкция ВЭУ весьма проста и состоит из двух
расположенных лопастей, средние линии которых имеют вид синусоиды,
горизонтальные оси последних совпадают с центральной осью ВЭУ.
Вертикальное сечение лопастей имеет каплевидную форму с тупыми концами,
направленными в сторону формирования потока. Развертка лопастей
выполнена в виде прямоугольников, длинные стороны которых заменены на
вогнутые дуги. Площадки, на которых закреплены основания лопастей
повернуты на 90° относительно друг друга. Благодаря особой конструкции
ВЭУ способна выдержать высокие скорости ветрового потока без разрушения
лопастей и мачты, на которую она может быть установлена.
ВЭУ может работать как на автономного потребителя, так и в объединенной энергосистеме.
Актуальность и преимущества:
Предлагаемое техническое решение
ветроэнергетической установки позволяет повысить эффективность
использования альтернативных источников энергии, в том числе ветровой.
Мощность и КПД данной установки превышает аналогичные параметры
используемых аналогов, при этом надежность конструкции и оригинальность
технического решения позволяют экономить значительные средства на
обслуживании и ремонте.
Технические характеристики:
Мощность ВЭУ зависит от его геометрических
размеров и скорости ветра. В нижеприведенной таблице показаны
теоретически достигаемые мощности в зависимости от длины лопастей и
скорости потока. Электрический КПД ВЭУ также зависит от типа
электрогенератора и может достигать 0,80-0,89.
Скорость ветра |
Длина лопастей, метров |
4 м |
6 м |
8 м |
10 м |
12 м |
14 м |
16 м |
18 м |
4 м/с |
965 |
1375 |
2500 |
4100 |
5400 |
7300 |
9500 |
11000 |
8 м/с |
5000 |
11000 |
15700 |
28000 |
38500 |
51700 |
66000 |
87000 |
12 м/с |
13500 |
30800 |
55000 |
88000 |
123750 |
176000 |
221000 |
286000 |
16 м/с |
27500 |
66000 |
121000 |
203500 |
297000 |
412500 |
528000 |
680000 |
Теоретически достигаемые мощности ВЭУ со спиральными лопастями в зависимости от длины лопастей и скорости ветра, Вт
Области применения:
- ветряная энергетическая установка;
- обеспечение энергией удаленных зданий и сооружений;
- обеспечение энергией уличных фонарей;
- освещение уличных плакатов;
- обеспечение энергией частных домов, как альтернатива центральной энергетической сети;
- гребной винт для применения в море;
- вентилятор в вентиляторных системах и климатических установках.
Санкт-Петербургский политехнический университет
|