ABZ, blagodarya kompleksnomu shumopodavleniyu, uroven'
shuma sostavlyaet ne bolee 75 dB, a pri usilennom shumopodavlenii
-- ne bolee 65 dB.
4.1.1. VYBOR SPOSOBA UPRAVLENIYA AGREGATOM
V sootvetstvii s rezhimom raboty dizel'-generatornoj
ustanovki vybiraetsya sposob upravleniya -- ruchnoj ili
avtomaticheskij. Dlya dlitel'nogo rezhima ekspluatacii
predpochtitel'nee ruchnoj rezhim upravleniya. Pri etom sleduet
kontrolirovat' sleduyushchie parametry:
davlenie masla dvigatelya;
chislo oborotov generatora;
uroven' i temperaturu ohlazhdayushchej zhidkosti;
napryazhenie v seti.
Vazhnym elementom dizel'-generatornoj ustanovki yavlyaetsya
blok upravleniya. Vse elementy avtomatiki sobrany v nastennom
ili napol'nom shkafu. Ot agregata k shkafu vedut kabeli
upravleniya i silovye kabeli. Pri ruchnom rezhime ispolnenie shkafa
upravleniya i silovoj chasti dostatochno prostoe.
Dlya avtomaticheskogo rezhima rezervnogo energosnabzheniya
trebuetsya bolee slozhnaya shema upravleniya i bol'shij nabor
elementov avtomatiki. Oni obespechivayut avtomaticheskij rezhim
raboty agregata v rezervnom rezhime raboty.
Kogda v seti est' napryazhenie -- agregat ne rabotaet. Pri
propadanii napryazheniya podaetsya upravlyayushchij signal na zapusk
agregata i cherez 1...3 s on dostigaet nominal'nogo chisla
oborotov -- 1500 ob/min. CHerez 15 sekund nagruzka avtomaticheski
pereklyuchaetsya na generator, kotoryj zameshchaet set'.
Kogda napryazhenie v seti vosstanavlivaetsya, proishodit
avtomaticheskoe pereklyuchenie nagruzki s generatora na set' s
zaderzhkoj, kotoruyu mozhno zadat'. Obratnoe pereklyuchenie mozhet
osushchestvlyat'sya s kratkovremennoj, sinhronno s set'yu,
parallel'noj rabotoj generatora. Pri etom ne proishodit
preryvaniya pitaniya potrebitelej.
Posle vosstanovleniya napryazheniya v seti agregat okolo 3
minut prodolzhaet rabotu na holostom hodu dlya ohlazhdeniya
dvigatelya, a zatem ostanavlivaetsya. Posle ostanovki on srazu
gotov k zapusku.
Toplivnaya sistema ustanovki vklyuchaet:
rashodnyj toplivnyj bak;
bak rezerva topliva;
zapornuyu armaturu;
sistemy truboprovodov;
nasosnyj blok;
kontrol'no-izmeritel'nye pribory.
Rashodnyj toplivnyj bak mozhet byt' integrirovan v ramu
dizel'-generatora. Dlya agregatov, rabotayushchih v rezhime
rezervnogo avtomaticheskogo energosnabzheniya, integrirovannyj
rashodnyj bak ne ispol'zuetsya, tak kak v lyuboj moment uroven'
topliva v nem dolzhen byt' vyshe urovnya tochki vhoda topliva v
toplivnyj nasos dizel'nogo dvigatelya. V etom sluchae
ispol'zuetsya otdel'no raspolozhennyj toplivnyj bak. V nem
uroven' topliva podderzhivaetsya za schet podkachki topliva
nasosnym blokom sostoyashchim iz ruchnogo i elektricheskogo nasosov i
ustrojstva avtomatizirovannogo kontrolya urovnya. Tak
obespechivaetsya nadezhnyj toplivnyj rezerv na sluchaj avarijnogo
avtomaticheskogo zapuska agregata.
Silovaya chast' generatora i seti nagruzki komplektuetsya
avtomatami zashchity ili trehpolyusnymi pereklyuchatelyami-avtomatami
s ruchnym ili elektricheskim privodom.
4.1.2. SFERY PRIMENENIYA DIZELX-AGREGATOV
Pri rabote dizelya chast' energii (do 40%) bezvozvratno
teryaetsya v vide rasseivaemogo tepla. Agregaty firmy ABZ mogut
byt' osnashcheny ustrojstvami regeneracii. V etom sluchae mezhdu
dvigatelem i radiatorom, na obshchej rame, ustanavlivaetsya
teploobmennik (sm. ris. p027). V nem ohlazhdayushchaya dvigatel'
zhidkost', prezhde chem ohladit'sya v radiatore, peredaet teplo
vode, naprimer, dlya otopleniya zdaniya.
Krome nagreva v pervom teploobmennike, voda sistemy
otopleniya mozhet dopolnitel'no podogrevat'sya vo vtorom
vyhlopnymi gazami agregata.
Takim obrazom, krome elektroenergii agregaty vyrabatyvayut
bol'shoe kolichestvo vtorichnogo tepla. Ono mozhet ispol'zovat'sya
dlya tehnologicheskih nuzhd proizvodstva. Tak v
derevoobrabatyvayushchej promyshlennosti ego ispol'zuyut v sushil'nyh
kamerah, v sel'skom hozyajstve -- dlya obogreva teplic i ferm.
Na risunkah ris. 4.1...ris. 4.4 predstavleny razlichnye
varianty ispolneniya dizel'nyh agregatov firmy ABZ.
Agregat tip ON-700/50 rabotaet v aeroportu g.
Frankfurt-na-Majne i v sluchae otsutstviya napryazheniya v seti
pitaet elektroenergiej ustanovku zapravki samoletov toplivom.
Dizel'nyj agregat (ris. p026) moshchnost'yu 700 kVA, v
shumoizolirovannom 9-metrovom kontejnere:
tip ON-700/50;
dvigatel' MTU serii 396;
generator Leroy Somer.
Agregat v ispolnenii blochnoj miniteploelektrostancii (ris.
p027). Teplovoj shkaf pokazan so snyatoj perednej stenkoj. Dannyj
agregat rabotaet na derevoobrabatyvayushchem kombinate pod
Sankt-Peterburgom.
Agregat rezervnogo energosnabzheniya (ris. p028), dlya Centra
Lyuftganzy v Pekine (Kitaj), moshchnost'yu 1000 kVA:
tip CS-1000/50;
dvigatel' Cummins serii KTA-50;
generator Leroy Somer.
Peredvizhnoj agregat legkoj konstrukcii (ris. p029),
moshchnost'yu 60 kVA transportiruemyj legkovym avtomobilem:
tip AT-60/50;
dvigatel' Iveco;
generator Leroy Somer.
Agregat pokazan v zakrytom polozhenii i s podnyatym kozhuhom.
Avtonomnyj nasos s dizel'nym privodom moshchnost'yu 319 kVt:
tip RG-319/PP/1800;
dvigatel' MAN;
nasos Sulzer Weise.
4.2. DIZELX-GENERATORY KONCERNA SDMO
Koncern SDMO (Franciya) vhodit v gruppu kompanij Group
Meunier. On obrazovan v 1969 godu i k nastoyashchemu vremeni
vklyuchaet tri krupnyh podrazdeleniya ES, MS, AS i shest' zavodov.
Na zavodah koncerna vypuskayutsya dizeli moshchnost'yu ot 1 do 5000
kVA.
Otdelenie ES rabotaet s dvumya zavodami, gde vypuskaet
agregaty moshchnost'yu ot 1 do 100 kVA.
Otdelenie MS vypuskaet dizel'-generatory moshchnost'yu ot 100
do 2000 kVA. Zdes' proektiruyutsya i izgotavlivayutsya
dizel'-elektrostancii. Oni mogut raspolagat'sya v stacionarnyh
sooruzheniyah ili kontejnerah.
Otdelenie AS vypuskaet nestandartnye agregaty. Ono
proektiruet i izgotavlivaet specializirovannye sistemy dlya
voennyh prilozhenij, sredstv svyazi, morskih sudov.
V agregatah SDMO ispol'zuyutsya dvigateli sleduyushchih
proizvoditelej: Cummins, Volvo, Perkins, Lister, Petter, dlya
kotoryh harakterny nadezhnost' i ekonomichnost'.
Dizel'-generatory SDMO vypuskayutsya v treh ispolneniyah dlya
ustanovki v pomeshchenii ili pod otkrytym nebom:
Compact -- na vibroizoliruyushchej rame (ris. p056);
Silent -- v shumopogloshchayushchem kontejnere;
Super Silent -- v dvojnom shumopogloshchayushchem kontejnere.
Kontejnery Silent i Super Silent mogut ustanavlivat'sya na
kolesnoe shassi.
Vazhnym tehnicheskim pokazatelem dizel'-generatornyh
ustanovok yavlyaetsya uroven' shuma. V agregatah SDMO, blagodarya
kompleksnomu shumopodavleniyu, uroven' shuma sostavlyaet ne bolee
85 dB, a pri usilennom shumopodavlenii -- ne bolee 75 dB.
SHumopogloshchayushchaya obolochka dlya kontejnerov imeet sloenuyu
strukturu s chereduyushchimisya sloyami metall-poliuretan-metall.
Firma proizvodit i postavlyaet dizel'-generatory v
diapazone moshchnostej ot 1 do 5000 kVA. Tipy generatornyh
ustanovok koncerna SDMO predstavleny v tabl. t030.
Garantirovannyj srok sluzhby agregatov 4 000 motochasov ili 12
mesyacev ekspluatacii.
Zapusk i upravlenie dizelyami osushchestvlyaetsya v ruchnom ili
avtomaticheskom rezhimah. Dlya etogo ustanavlivaetsya odna iz
sleduyushchih sistem upravleniya (ris. p057).
MICS Nano -- sistema kontrolya i upravleniya
dizel'-generatorom dlya ruchnogo sposoba upravleniya (ris. p057
a).
MICS Pico -- sistema kontrolya parametrov raboty i
upravleniya dizel'-generatorom v avtomaticheskom rezhime (ris.
p057 b).
MICS Process -- mikroprocessornaya sistema kontrolya i
upravleniya vsemi funkciyami dizel'-generatora (start, vyhod na
rezhim, ostanovka, upravlenie sistemoj ohlazhdeniya i t.d.). Na
cifrovom displee otobrazhayutsya parametry raboty agregata v
rezhime real'nogo vremeni (ris. p057 v).
MICS Commander -- sistema upravleniya funkciyami
energosistemy, sostoyashchej iz neskol'kih agregatov. Ona stroitsya
na baze integrirovannyh modulej MICS Process i osushchestvlyaet
sinhronizaciyu parallel'no rabotayushchih dizel'-generatorov.
Maksimal'noe kolichestvo parallel'no rabotayushchih agregatov -- 12.
MICS Process obrabatyvaet do 100 priznakov nepoladok,
vklyuchaya 60 ustanovlennyh izgotovitelem i 30 programmiruemyh
pol'zovatelem, registriruet datu i vremya priznakov otklonenij
parametrov raboty uzlov dizel'-generatorov v rezhime real'nogo
vremeni.
Programmirovanie rezhimov raboty pozvolyaet MICS Commander
ispol'zovat' minimal'no neobhodimoe kolichestvo agregatov dlya
pitaniya potrebitelej. Zapusk, sinhronizaciya, vklyuchenie i
vyklyuchenie osushchestvlyaetsya v avtomaticheskom rezhime.
Dlya distancionnogo upravleniya energosistemoj ispol'zuetsya
telekommunikacionnyj modul'. On pozvolyaet osushchestvlyat'
udalennyj kontrol' i upravlenie cherez interfejs RS422 i
regulirovat' 32 parametra energosistemy.
Krome shirokoj nomenklatury dizel'-generatorov koncern SDMO
vypuskaet avtonomnye agregaty dlya osveshcheniya, svarochnyh rabot
(ris. p058) i elektrogeneratory s nestandartnym vyhodnym
napryazheniem. Dlya avtonomnogo osveshcheniya bol'shoj ploshchadi
vypuskaetsya peredvizhnoj agregat oborudovannyj shestimetrovoj
machtoj s natrievoj lampoj moshchnost'yu 1,5 kVt.
Moshchnost' svarochnyh avtonomnyh agregatov koncerna SDMO --
3,7 kVt. Tri tipa ispolneniya -- na rame, na telezhke i na
avtomobil'nom pricepe udovletvoryayut lyubym trebovaniyam.
Tehnicheskie harakteristiki svarochnyh avtonomnyh agregatov
privedeny v tabl. t031.
4.3. SOLNEchNAYA |NERGIYA
Pervye popytki ispol'zovaniya solnechnoj energii na
kommercheskoj osnove otnosyatsya k 80-m godam nashego stoletiya.
Krupnejshih uspehov v etoj oblasti dobilas' firma Loose
Industries (SSHA). Eyu v dekabre 1989 goda vvedena v ekspluataciyu
solnechno-gazovaya stanciya moshchnost'yu 80 MVt.
Zdes' zhe, v Kalifornii, v 1994 godu vvedeno eshche 480 MVt
elektricheskoj moshchnosti, prichem, stoimost' 1 kVtch energii --
7...8 centov. |to nizhe, chem na tradicionnyh stanciyah. V nochnye
chasy i zimoj energiyu daet, v osnovnom, gaz, a letom v dnevnye
chasy -- solnce.
|lektrostanciya v Kalifornii prodemonstrirovala, chto gaz i
solnce, kak osnovnye istochniki energii blizhajshego budushchego,
sposobny effektivno dopolnyat' drug druga. Poetomu ne sluchaen
vyvod, chto v kachestve partnera solnechnoj energii dolzhny
vystupat' razlichnye vidy zhidkogo ili gazoobraznogo topliva.
Naibolee veroyatnoj "kandidaturoj" yavlyaetsya vodorod. Ego
poluchenie s ispol'zovaniem solnechnoj energii, naprimer, putem
elektroliza vody mozhet byt' dostatochno deshevym, a sam gaz,
obladayushchij vysokoj teplotvornoj sposobnost'yu, legko
transportirovat' i dlitel'no hranit'.
Otsyuda vyvod: naibolee ekonomichnaya vozmozhnost'
ispol'zovaniya solnechnoj energii, kotoraya prosmatrivaetsya
segodnya -- napravlyat' ee dlya polucheniya vtorichnyh vidov energii
v solnechnyh rajonah zemnogo shara. Poluchennoe zhidkoe ili
gazoobraznoe toplivo mozhno budet perekachivat' po truboprovodam
ili perevozit' tankerami v drugie rajony.
Bystroe razvitie gelioenergetiki stalo vozmozhnym blagodarya
snizheniyu stoimosti fotoelektricheskih preobrazovatelej v raschete
na 1 Vt ustanovlennoj moshchnosti s 1000 dollarov v 1970 godu do
3...5 dollarov v 1997 godu i povysheniyu ih KPD s 5 do 18%.
Umen'shenie stoimosti solnechnogo vatta do 50 centov pozvolit
gelioustanovkam konkurirovat' s drugimi avtonomnymi istochnikami
energii, naprimer, s dizel'elektrostanciyami.
4.3.1. GELIOUSTANOVKI NA SHIROTE 60o
Odnim iz liderov prakticheskogo ispol'zovaniya energii
Solnca stala SHvejcariya. Zdes' postroeno primerno 2600
gelioustanovok na kremnievyh fotopreobrazovatelyah moshchnost'yu ot
1 do 1000 kVt i solnechnyh kollektornyh ustrojstv dlya polucheniya
teplovoj energii. Programma, poluchivshaya naimenovanie "Solar-91"
i osushchestvlyaemaya pod lozungom "Za energonezavisimuyu
SHvejcariyu!", vnosit zametnyj vklad v reshenie ekologicheskih
problem i energeticheskuyu nezavisimost' strany importiruyushchej
segodnya bolee 70 procentov energii.
Programma "Solar-91" osushchestvlyaetsya prakticheski bez
podderzhki gosudarstvennogo byudzheta, v osnovnom, za schet
dobrovol'nyh usilij i sredstv otdel'nyh grazhdan,
predprinimatelej i municipalitetov. K 2000-mu godu ona
predusmatrivaet dovesti kolichestvo gelioustanovok do 3000.
Gelioustanovku na kremnievyh fotopreobrazovatelyah, chashche
vsego moshchnost'yu 2...3 kVt, montiruyut na kryshah i fasadah
zdanij. Ona zanimaet primerno 20...30 kvadratnyh metrov. Takaya
ustanovka vyrabatyvaet v god v srednem 2000 kVtch
elektroenergii, chto dostatochno dlya obespecheniya bytovyh nuzhd
srednego shvejcarskogo doma i zaryadki bortovyh akkumulyatorov
elektromobilya. Dnevnoj izbytok energii v letnyuyu poru napravlyayut
v elektricheskuyu set' obshchego pol'zovaniya. Zimoj zhe, osobenno v
nochnye chasy, energiya mozhet byt' besplatno vozvrashchena vladel'cu
gelioustanovki.
Krupnye firmy montiruyut na kryshah proizvodstvennyh
korpusov geliostancii moshchnost'yu do 300 kVt. Odna takaya stanciya
mozhet pokryt' potrebnosti predpriyatiya v energii na 50...70%.
V rajonah al'pijskogo vysokogor'ya, gde nerentabel'no
prokladyvat' linii elektroperedach, stroyatsya avtonomnye
gelioustanovki s akkumulyatorami.
Opyt ekspluatacii svidetel'stvuet, chto Solnce uzhe v
sostoyanii obespechit' energopotrebnosti, po men'shej mere, vseh
zhilyh zdanij v strane. Gelioustanovki, raspolagayas' na kryshah i
stenah zdanij, na shumozashchitnyh ograzhdeniyah avtodorog, na
transportnyh i promyshlennyh sooruzheniyah ne trebuyut dlya
razmeshcheniya dorogostoyashchej sel'skohozyajstvennoj ili gorodskoj
territorii.
Avtonomnaya solnechnaya ustanovka u poselka Grimzel' daet
elektroenergiyu dlya kruglosutochnogo osveshcheniya avtodorozhnogo
tonnelya. Vblizi goroda SHur solnechnye paneli, smontirovannye na
700-metrovom uchastke shumozashchitnogo ograzhdeniya, ezhegodno dayut
100 kVt elektroenergii. Solnechnye paneli moshchnost'yu 320 kVt,
ustanovlennye po zakazu firmy Biral na kryshe ee
proizvodstvennogo korpusa v Myunzingene, pochti polnost'yu
pokryvayut tehnologicheskie potrebnosti predpriyatiya v teple i
elektroenergii.
Sovremennaya koncepciya ispol'zovaniya solnechnoj energii
naibolee polno vyrazhena pri stroitel'stve korpusov zavoda
okonnogo stekla v Arisdorfe, gde solnechnym panelyam obshchej
moshchnost'yu 50 kVt eshche pri proektirovanii byla otvedena
dopolnitel'naya rol' elementov perekrytiya i oformleniya fasada.
KPD kremnievyh fotopreobrazovatelej pri sil'nom nagreve
zametno snizhaetsya i, poetomu, pod solnechnymi panelyami prolozheny
ventilyacionnye truboprovody dlya prokachki naruzhnogo vozduha.
Nagretyj vozduh rabotaet kak teplonositel' kollektornyh
ustrojstv. Temno-sinie, iskryashchiesya na solnce
fotopreobrazovateli na yuzhnom i zapadnom fasadah
administrativnogo korpusa, otdavaya v set' 9 kVt elektroenergii,
vypolnyayut rol' dekorativnoj oblicovki [13].
4.3.2. GELIOMOBILX SEGODNYA
Odin iz krupnyh razdelov programmy "Solar-91" -- razvitie
transportnyh sredstv ispol'zuyushchih solnechnuyu energiyu, tak kak
avtotransport "s容daet" chetvert' energeticheskih resursov
neobhodimyh strane. Ezhegodno v SHvejcarii provoditsya
mezhdunarodnoe ralli solncemobilej "Tur de sol". Trassa ralli,
protyazhennost'yu 644 kilometra, prolozhena po dorogam
severo-zapadnoj SHvejcarii i Avstrii. Gonki sostoyat iz 6
odnodnevnyh etapov, dlina kazhdogo -- ot 80 do 150 kilometrov.
SHvejcarskie grazhdane vozlagayut bol'shie nadezhdy na
decentralizovannoe proizvodstvo elektricheskoj i teplovoj
energii sobstvennymi gelioustanovkami. |to otvechaet
nezavisimomu i samostoyatel'nomu shvejcarskomu harakteru, chuvstvu
civilizovannogo sobstvennika, ne zhaleyushchego sredstv radi chistoty
gornogo vozduha, vody i zemli. Nalichie personal'nyh
geliostancij stimuliruet razvitie v strane elektroniki i
elektrotehniki, priborostroeniya, tehnologii novyh materialov i
drugih naukoemkih otraslej.
V iyune 1985 goda Urs Muntvajler, 27-letnij inzhener iz
Berna, provel po dorogam Evropy pervoe mnogodnevnoe ralli
legkih elektromobilej, oborudovannyh fotopreobrazovatelyami i
ispol'zuyushchih dlya dvizheniya solnechnuyu energiyu. V nem uchastvovalo
neskol'ko shvejcarskih samodel'shchikov, vossedavshih v
"postavlennyh na kolesa yashchikah iz-pod myla" s prikruchennymi k
nim sverhu solnechnymi panelyami. Vo vsem mire togda edva li
mozhno bylo naschitat' s desyatok geliomobilej.
Proshlo chetyre goda. "Tur de sol" prevratilsya v
neoficial'nyj chempionat mira. V pyatom "solnechnom ralli",
sostoyavshemsya v 1989 godu, uchastvovalo svyshe 100 predstavitelej
iz FRG, Francii, Anglii, Avstrii, SSHA i drugih stran. Tem ne
menee, bol'she poloviny geliomobilej prinadlezhalo po-prezhnemu
shvejcarskim pervoprohodcam.
V techenie posleduyushchih pyati let poyavilos' ponyatie serijnyj
geliomobil'. Geliomobil' schitaetsya serijnym, esli
firma-izgotovitel' prodala ne menee 10-ti obrazcov i oni imeyut
sertifikat, razreshayushchij dvizhenie po dorogam obshchego pol'zovaniya.
4.3.3. PREOBRAZOVATELI SOLNECHNOJ |NERGII
Sushchestvuyut i drugie napravleniya v osvoenii solnechnoj
energii. |to, prezhde vsego, ispol'zovanie fotosinteziruyushchej
sposobnosti rastenij. Uzhe sozdany i uspeshno rabotayut, pravda
poka v laboratornyh usloviyah, fotobiohimicheskie sistemy, gde
energiya kvanta sveta ispol'zuetsya dlya perenosa elektronov. Oni
yavlyayutsya proobrazom effektivnyh preobrazovatelej budushchego,
ispol'zuyushchih principy estestvennogo fotosinteza.
Reshaya voprosy "ekonomichnosti" solnechnoj energetiki, nel'zya
vpadat' v rasprostranennoe zabluzhdeie: sravnivat'
dorogostoyashchuyu, no ochen' moloduyu tehnologiyu preobrazovaniya
energii Solnca v elektrichestvo s pomoshch'yu fotoelementov, s
deshevoj, no "gryaznoj" tehnologiej ispol'zovaniya nefti i gaza.
|konomichnost' etogo novogo vida energeticheskih resursov dolzhna
sravnivat'sya s temi vidami energii, kotorye budut v teh zhe
masshtabah ispol'zovat'sya v budushchem.
Raschety pokazyvayut, chto stoimost' shirokogo proizvodstva
sinteticheskogo zhidkogo topliva s pomoshch'yu solnechnoj energii
budet ravnyat'sya 60 dollaram za barrel' (barrel' [angl. barrel
bukv. bochka] -- mera ob容ma zhidkih i sypuchih veshchestv.
Anglijskij barel' raven 163,65 l; vinnyj barel' v SSHA -- 119,24
l; neftyanoj -- 19 l). Dlya sravneniya otmetim, chto segodnya
stoimost' barrelya nefti iz rajona Persidskogo zaliva sostavlyaet
35 dollarov.
Intensivnost' solnechnogo sveta na urovne morya sostavlyaet
1...3 kVt na kvadratnyj metr. KPD luchshih solnechnyh batarej
sostavlyaet 12...18 procentov. S uchetom KPD preobrazovanie
energii solnechnyh luchej s pomoshch'yu fotopreobrazovatelej
pozvolyaet poluchit' s odnogo kvadratnogo metra ne bolee 1/2 kVt
moshchnosti.
Opyt ispol'zovaniya solnechnoj energii v umerennyh shirotah
pokazyvaet, chto energiyu solnca vygodnee neposredstvenno
akkumulirovat' i ispol'zovat' v vide tepla. Razrabotany
proektnye predlozheniya dlya Alyaski i severa Kanady.
Prirodno-klimaticheskie usloviya etih regionov sopostavimy s
usloviyami srednej polosy nashej strany.
Sushchestvuet dva osnovnyh napravleniya v razvitii solnechnoj
energetiki: reshenie global'nogo voprosa snabzheniya energiej i
sozdanie solnechnyh preobrazovatelej, rasschitannyh na vypolnenie
konkretnyh lokal'nyh zadach. |ti preobrazovateli, v svoyu
ochered', takzhe delyatsya na dve gruppy; vysokotemperaturnye i
nizkotemperaturnye [10].
V preobrazovatelyah pervogo tipa solnechnye luchi
koncentriruyutsya na nebol'shom uchastke, temperatura kotorogo
podnimetsya do 3000oS. Takie ustanovki uzhe sushchestvuyut. Oni
ispol'zuyutsya, naprimer, dlya plavki metallov (sm. ris. p096).
Samaya mnogochislennaya chast' solnechnyh preobrazovatelej
rabotaet pri gorazdo men'shih temperaturah -- poryadka
100...200oS. S ih pomoshch'yu podogrevayut vodu, obessolivayut ee,
podnimayut iz kolodcev. V solnechnyh kuhnyah gotovyat pishchu.
Skoncentrirovannym solnechnym teplom sushat ovoshchi, frukty i dazhe
zamorazhivayut produkty. |nergiyu solnca mozhno akkumulirovat' dnem
dlya obogreva domov i teplic v nochnoe vremya.
Solnechnye ustanovki prakticheski ne trebuyut
ekspluatacionnyh rashodov, ne nuzhdayutsya v remonte i trebuyut
zatrat lish' na ih sooruzhenie i podderzhanie v chistote. Rabotat'
oni mogut beskonechno.
4.3.4. KONCENTRATORY SOLNECHNOGO SVETA
S detstva mnogie pomnyat chto s pomoshch'yu sobiratel'noj linzy
ot solnechnogo sveta mozhno zazhech' bumagu. V promyshlennyh
ustanovkah linzy ne ispol'zuyutsya: oni tyazhely, dorogi i trudny v
izgotovlenii.
Sfokusirovat' solnechnye luchi mozhno i s pomoshch'yu vognutogo
zerkala. Ono yavlyaetsya osnovnoj chast'yu geliokoncentratora,
pribora, v kotorom parallel'nye solnechnye luchi sobirayutsya s
pomoshch'yu vognutogo zerkala. Esli v fokus zerkala pomestit' trubu
s vodoj, to ona nagreetsya. Takov princip dejstviya solnechnyh
preobrazovatelej pryamogo dejstviya.
Naibolee effektivno ih mozhno ispol'zovat' v yuzhnyh shirotah,
no i v srednej polose oni nahodyat primenenie. Zerkala v
ustanovkah ispol'zuyutsya libo tradicionnye -- steklyannye, libo
iz polirovannogo alyuminiya.
Naibolee effektivnye koncentratory solnechnogo izlucheniya
(ris. p091) imeyut formu:
cilindricheskogo paraboloida (a);
paraboloida vrashcheniya (b);
plosko-linejnoj linzy Frenelya (v).
Firma Loose Industries na solnechno-gazovoj elektrostancii
v Kalifornii ispol'zuet sistemu parabolo-cilindricheskih dlinnyh
otrazhatelej v vide zheloba. V ego fokuse prohodit truba s
teplonositelem -- difenilom, nagrevaemym do 350oS. ZHelob
povorachivaetsya dlya slezheniya za solncem tol'ko vokrug odnoj osi
(a ne dvuh, kak ploskie geliostaty). |to pozvolilo uprostit'
sistemu slezheniya za solncem.
Solnechnaya energiya mozhet neposredstvenno preobrazovyvat'sya
v mehanicheskuyu. Dlya etogo ispol'zuetsya dvigatel' Stirlinga.
Esli v fokuse parabolicheskogo zerkala diametrom 1,5 m
ustanovit' dinamicheskij preobrazovatel', rabotayushchij po ciklu
Stirlinga, poluchaemoj moshchnosti (1 kVt) dostatochno, chtoby
podnimat' s glubiny 20 metrov 2 m3 vody v chas.
V real'nyh geliosistemah plosko-linejnaya linza Frenelya
ispol'zuetsya redko iz-za ee vysokoj stoimosti.
Vodonagrevatel'
Vodonagrevatel' prednaznachen dlya snabzheniya goryachej vodoj,
v osnovnom, individual'nyh hozyajstv. Ustrojstvo sostoit iz
koroba so zmeevikom, baka holodnoj vody, baka-akkumulyatora i
trub. Korob stacionarno ustanavlivaetsya pod uglom 30...50o s
orientaciej na yuzhnuyu storonu. Holodnaya, bolee tyazhelaya, voda
postoyanno postupaet v nizhnyuyu chast' koroba, tam ona nagrevaetsya
i, vytesnennaya holodnoj vodoj, postupaet v bak-akkumulyator. Ona
mozhet byt' ispol'zovana dlya otopleniya, dlya dusha libo dlya drugih
bytovyh nuzhd.
Dnevnaya proizvoditel'nost' na shirote 50o primerno ravna 2
kvtch s kvadratnogo metra. Temperatura vody v bake-akkumulyatore
dostigaet 60...70o. KPD ustanovki -- 40%.
Teplovye koncentratory
Kazhdyj, kto hot' raz byval v teplicah, znaet, kak rezko
otlichayutsya usloviya vnutri nee ot okruzhayushchih: Temperatura v nej
vyshe (mehanizm parnikovogo effekta sm. str. 6). Solnechnye luchi
pochti besprepyatstvenno prohodyat skvoz' prozrachnoe pokrytie i
nagrevayut pochvu, rasteniya, steny, konstrukciyu kryshi. V obratnom
napravlenii teplo rasseivaetsya malo iz-za povyshennoj
koncentracii uglekislogo gaza. Po shodnomu principu rabotayut i
teplovye koncentratory.
|to -- derevyannye, metallicheskie, ili plastikovye koroba,
s odnoj storony zakrytye odinarnym ili dvojnym steklom. Vnutr'
koroba dlya maksimal'nogo pogloshcheniya solnechnyh luchej vstavlyayut
volnistyj metallicheskij list, okrashennyj v chernyj cvet. V
korobe nagrevaetsya vozduh ili voda, kotorye periodicheski ili
postoyanno otbirayutsya ottuda s pomoshch'yu ventilyatora ili nasosa.
4.3.5. ZHILOJ DOM S SOLNECHNYM OTOPLENIEM
Srednee za god znachenie summarnoj solnechnoj radiacii na
shirote 55o, postupayushchej v sutki na 20 m2 gorizontal'noj
poverhnosti, sostavlyaet 50...60 kVtch. |to sootvetstvuet
zatratam energii na otoplenie doma ploshchad'yu 60 m2.
Dlya uslovij ekspluatacii sezonno obitaemogo zhilishcha srednej
polosy naibolee podhodyashchej yavlyaetsya vozdushnaya sistema
teplosnabzheniya. Vozduh nagrevaetsya v solnechnom kollektore i po
vozduhovodam podaetsya v pomeshchenie. Udobstva primeneniya
vozdushnogo teplonositelya po sravneniyu s zhidkostnym ochevidny:
net opasnosti, chto sistema zamerznet;
net neobhodimosti v trubah i kranah;
prostota i deshevizna.
Nedostatok -- nevysokaya teploemkost' vozduha.
Konstruktivno kollektor predstavlyaet soboj ryad
zasteklennyh vertikal'nyh korobov, vnutrennyaya poverhnost'
kotoryh zachernena matovoj kraskoj, ne dayushchej zapaha pri
nagreve. SHirina koroba okolo 60 sm.
V chasti raspolozheniya solnechnogo kollektora na dome
predpochtenie otdaetsya vertikal'nomu variantu. On mnogo proshche v
stroitel'stve i dal'nejshem obsluzhivanii. Po sravneniyu s
naklonnym kollektorom (naprimer, zanimayushchim chast' kryshi), ne
trebuetsya uplotneniya ot vody, otpadaet problema snegovoj
nagruzki, s vertikal'nyh stekol legko smyt' pyl'.
Ploskij kollektor, pomimo pryamoj solnechnoj radiacii,
vosprinimaet rasseyannuyu i otrazhennuyu radiaciyu: v pasmurnuyu
pogodu, pri legkoj oblachnosti, slovom, v teh usloviyah, kakie my
real'no imeem v srednej polose.
Ploskij kollektor ne sozdaet vysokopotencial'noj teploty,
kak koncentriruyushchij kollektor, no dlya konvekcionnogo otopleniya
etogo i ne trebuetsya, zdes' dostatochno imet' nizkopotencial'nuyu
teplotu. Solnechnyj kollektor raspolagaetsya na fasade,
orientirovannom na yug (dopustimo otklonenie do 30o na vostok
ili na zapad) [9].
Neravnomernost' solnechnoj radiacii v techenie dnya, a takzhe
zhelanie obogrevat' dom noch'yu i v pasmurnyj den' diktuet
neobhodimost' ustrojstva teplovogo akkumulyatora. Dnem on
nakaplivaet teplovuyu energiyu, a noch'yu otdaet. Dlya raboty s
vozdushnym kollektorom naibolee racional'nym schitaetsya
gravijno-galechnyj akkumulyator. On deshev, prost v stroitel'stve.
Gravijnuyu zasypku mozhno razmestit' v teploizolirovannoj
zaglublennoj cokol'noj chasti doma. Teplyj vozduh nagnetaetsya v
akkumulyator s pomoshch'yu ventilyatora.
Dlya doma, ploshchad'yu 60 m2, ob容m akkumulyatora sostavlyaet ot
3 do 6 m3. Razbros opredelyaetsya kachestvom ispolneniya elementov
geliosistemy, teploizolyaciej, a takzhe rezhimom solnechnoj
radiacii v konkretnoj mestnosti.
Sistema solnechnogo teplosnabzheniya doma rabotaet v chetyreh
rezhimah (ris. p095 a...g):
otoplenie i akkumulirovanie teplovoj energii (a);
otoplenie ot akkumulyatora (b);
akkumulirovanie teplovoj energii (v);
otoplenie ot kollektora (g).
V holodnye solnechnye dni nagretyj v kollektore vozduh
podnimaetsya i cherez otverstiya u potolka postupaet v pomeshcheniya.
Cirkulyaciya vozduha idet za schet estestvennoj konvekcii. V yasnye
teplye dni goryachij vozduh zabiraetsya iz verhnej zony kollektora
i s pomoshch'yu ventilyatora prokachivaetsya cherez gravij, zaryazhaya
teplovoj akkumulyator. Dlya nochnogo otopleniya i na sluchaj
pasmurnoj pogody vozduh iz pomeshcheniya progonyaetsya cherez
akkumulyator i vozvrashchaetsya v komnaty podogretyj.
V srednej polose geliosistema lish' chastichno obespechivaet
potrebnosti otopleniya. Opyt ekspluatacii pokazyvaet, chto
sezonnaya ekonomiya topliva za schet ispol'zovaniya solnechnoj
energii dostigaet 60%.
4.4. |NERGIYA VETRA
Pervoj lopastnoj mashinoj, ispol'zovavshej energiyu vetra,
byl parus. Parus i vetrodvigatel' krome odnogo istochnika
energii ob容dinyaet odin i tot zhe ispol'zuemyj princip.
Issledovaniya YU. S. Kryuchkova pokazali, chto parus mozhno
predstavit' v vide vetrodvigatelya s beskonechnym diametrom
kolesa. Parus yavlyaetsya naibolee sovershennoj lopastnoj mashinoj,
s naivysshim koefficientom poleznogo dejstviya, kotoraya
neposredstvenno ispol'zuet energiyu vetra dlya dvizheniya.
Vetroenergetika, ispol'zuyushchaya vetrokolesa i vetrokaruseli
(dvigateli karusel'nogo tipa sm. ris. p068), vozrozhdaetsya
sejchas, prezhde vsego, v nazemnyh ustanovkah. V SSHA uzhe
postroeny i ekspluatiruyutsya kommercheskie ustanovki. Proekty
napolovinu finansiruyutsya iz gosudarstvennogo byudzheta. Vtoruyu
polovinu investiruyut budushchie potrebiteli ekologicheski chistoj
energii.
Eshche v 1714 godu francuz Dyu Kvit predlozhil ispol'zovat'
vetrodvigatel' v kachestve dvizhitelya dlya peremeshcheniya po vode.
Pyatilopastnoe vetrokoleso, ustanovlennoe na trenoge,
dolzhno bylo privodit' v dvizhenie grebnye kolesa. Ideya tak i
ostalas' na bumage, hotya ponyatno, chto veter proizvol'nogo
napravleniya mozhet dvigat' sudno v lyubom napravlenii [14].
Pervye razrabotki teorii vetrodvigatelya otnosyatsya k 1918
g. V. Zalevskij zainteresovalsya vetryakami i aviaciej
odnovremenno. On nachal sozdavat' polnuyu teoriyu vetryanoj
mel'nicy i vyvel neskol'ko teoreticheskih polozhenij, kotorym
dolzhna otvechat' vetroustanovka.
V nachale HH veka interes k vozdushnym vintam i vetrokolesam
ne byl obosoblen ot obshchih tendencij vremeni -- ispol'zovat'
veter, gde eto tol'ko vozmozhno. Pervonachal'no naibol'shee
rasprostranenie vetroustanovki poluchili v sel'skom hozyajstve.
Vozdushnyj vint ispol'zovali dlya privoda sudovyh mehanizmov. Na
vsemirno izvestnom "Frame" ("Fram" [fr. frum vpered] --
issledovatel'skoe sudno F. Nansena, issledovatelya Arktiki) on
vrashchal dinamomashinu. Na parusnikah vetryaki privodili v dvizhenie
nasosy i yakornye mehanizmy.
V Rossii k nachalu nyneshnego veka vrashchalos' okolo 2500
tysyach vetryakov obshchej moshchnost'yu million kilovatt. Posle 1917
goda mel'nicy ostalis' bez hozyaev i postepenno razrushilis'.
Pravda, delalis' popytki ispol'zovat' energiyu vetra uzhe na
nauchnoj i gosudarstvennoj osnove. V 1931 godu vblizi YAlty byla
postroena krupnejshaya po tem vremenam vetroenergeticheskaya
ustanovka moshchnost'yu 100 kVt, a pozdnee razrabotan proekt
agregata na 5000 kVt. No realizovat' ego ne udalos', tak kak
Institut vetroenergetiki, zanimavshijsya etoj problemoj, byl
zakryt [14].
Slozhivshayasya situaciya otnyud' ne obuslovlivalas' mestnym
golovotyapstvom. Takova byla obshchemirovaya tendenciya. V SSHA k 1940
godu postroili vetroagregat moshchnost'yu v 1250 kVt. K koncu vojny
odna iz ego lopastej poluchila povrezhdenie. Ee dazhe ne stali
remontirovat' -- ekonomisty podschitali, chto vygodnej
ispol'zovat' obychnuyu dizel'nuyu elektrostanciyu. Dal'nejshie
issledovaniya etoj ustanovki prekratilis', a ee sozdatel' i
vladelec P. Putnem izlozhil svoj gorestnyj opyt v prekrasnoj
knige "|nergiya vetra", kotoraya ne poteryala do sih por svoej
aktual'nosti.
Neudavshiesya popytki ispol'zovat' energiyu vetra v
krupnomasshtabnoj energetike sorokovyh godov ne byli sluchajny.
Neft' ostavalas' sravnitel'no deshevoj, rezko snizilis' udel'nye
kapital'nye vlozheniya na krupnyh teplovyh elektrostanciyah,
osvoenie gidroenergii, kak togda kazalos', garantiruet i nizkie
ceny i udovletvoritel'nuyu ekologicheskuyu chistotu.
Sushchestvennym nedostatkom energii vetra yavlyaetsya ee
izmenchivost' vo vremeni, no ego mozhno skompensirovat' za schet
raspolozheniya vetroagregatov. Esli v usloviyah polnoj avtonomii
ob容dinit' neskol'ko desyatkov krupnyh vetroagregatov, to
srednyaya ih moshchnost' budet postoyannoj. Pri nalichii drugih
istochnikov energii vetrogenerator mozhet dopolnyat' sushchestvuyushchie.
I, nakonec, ot vetrodvigatelya mozhno neposredstvenno poluchat'
mehanicheskuyu energiyu.
4.4.1. VETER
Veter duet vezde -- na sushe i na more. CHelovek ne srazu
ponyal, chto peremeshchenie vozdushnyh mass svyazano s neravnomernym
izmeneniem temperatury i vrashcheniem zemli, no eto ne pomeshalo
nashim predkam ispol'zovat' veter dlya moreplavaniya.
Global'nye vetry
K global'nym vetram otnosyatsya passaty i zapadnyj veter.
Passaty obrazuyutsya v rezul'tate nagreva ekvatorial'noj
chasti zemli. Nagretyj vozduh podnimaetsya vverh, uvlekaya za
soboj vozdushnye massy s severa i yuga. Vrashchenie zemli otklonyaet
potoki vozduha. V rezul'tate ustanavlivayutsya duyushchie kruglyj god
s postoyannoj siloj severo-vostochnyj passat v severnom polusharii
i yugo-vostochnyj -- v yuzhnom. Passaty duyut v priekvatorial'noj
oblasti, zaklyuchennoj mezhdu 25 i 30o severnoj i yuzhnoj shirotami
sootvetstvenno. V severnom polusharii passaty ohvatyvayut 11%
poverhnosti okeanov, a v yuzhnoj -- 20%. Sila passatnogo vetra
obychno sostavlyaet 2...3 balla.
Zapadnyj veter duet kruglyj god s zapada na vostok v
polose ot 40 do 60o yuzhnoj shiroty vdol' kromki drejfuyushchih l'dov
Antarktidy. |to samyj sil'nyj postoyannyj veter. Ego sila
dostigaet 8...10 ballov i redko byvaet menee 5 ballov.
V glubine materika net postoyannogo napravleniya vetra. Tak
kak raznye uchastki sushi v raznoe vremya goda nagrevayutsya
po-raznomu mozhno govorit' tol'ko o preimushchestvennom sezonnom
napravlenii vetra. Krome togo, na raznoj vysote veter vedet
sebya po-raznomu, a dlya vysot do 50 metrov harakterny ryskayushchie
potoki.
Potencial atmosfery mozhno vychislit' znaya ee massu i
skorost' rasseyaniya energii. Dlya prizemnogo sloya tolshchinoj v 500
metrov energiya vetra, prevrashchayushchayasya v teplo, sostavlyaet
primerno 82 trilliona kilovatt-chasov v god. Konechno, vsyu ee
ispol'zovat' nevozmozhno, v chastnosti, po toj prichine, chto chasto
postavlennye vetryaki budut zatenyat' drug druga. V to zhe vremya
otobrannaya u vetra energiya, v konechnom schete, vnov' prevratitsya
v teplo.
Srednegodovye skorosti vozdushnyh potokov na stometrovoj
vysote prevyshayut 7 m/s. Esli vyjti na vysotu v 100 metrov,
ispol'zuya podhodyashchuyu estestvennuyu vozvyshennost', to vezde mozhno
stavit' effektivnyj vetroagregat.
Na ris. p085 pokazany oblasti energii srednegodovyh
potokov vetra Evropejskoj chasti stran SNG [15]. Esli vzyat'
tol'ko nizhnij 100-metrovyj sloj i postavit' ustanovku na 100
kvadratnyh kilometrov, to pri ustanovlennoj moshchnosti okolo dvuh
milliardov kilovatt mozhno vyrabotat' za god 5 trillionov
kilovatt-chasov, chto v 2 raza bol'she gidroenergeticheskogo
potenciala stran SNG.
Mestnye vetry
Pervymi dlya plavaniya ispol'zovalis' mestnye vetry. K nim
otnosyatsya brizy (briz [fr. brise] -- svezhij veter). Brizy --
eto legkie vetry, okajmlyayushchie berega materikov i bol'shih
ostrovov, vyzyvaemye sutochnym kolebaniem temperatury. Ih
periodichnost' obuslovlena razlichiem temperatury sushi i morya
dnem i noch'yu. Dnem susha nagrevaetsya bystree i sil'nee, chem
more.
Teplyj vozduh podnimaetsya nad beregovoj polosoj, a na ego
mesto ustremlyaetsya prohladnyj vozduh s morya -- morskoj briz.
Noch'yu bereg ohlazhdaetsya bystree i sil'nee, chem more, poetomu
teplyj vozduh podnimaetsya nad morem, a ego zameshchaet holodnyj
vozduh s sushi -- beregovoj briz.
Vtorymi, postoyanno duyushchimi vetrami, yavlyayutsya mussony
(musson [arabsk. mavsim] -- vremya goda). |ti vetry duyut v
Indijskom okeane i svyazany s sezonnym izmeneniem temperatury
materika i okeana. Letom solnechnye luchi sil'nee nagrevayut sushu
i veter duet s morya na sushu. Zimoj musson duet s sushi na more.
Vrashchenie zemli vyzyvaet poyavlenie sil Koriolisa, kotorye
otklonyayut mussony vpravo. Poetomu letom duyut yugo-zapadnye
mussony, a zimoj -- severovostochnye. Mussony dostigayut bol'shoj
sily i vyzyvayut v Indijskom okeane sootvetstvuyushchie mestnym
vetram poverhnostnye techeniya.
4.4.2. UPRYAZHX DLYA VETRA
Princip dejstviya vseh vetrodvigatelej odin: pod naporom
vetra vrashchaetsya vetrokoleso s lopastyami, peredavaya krutyashchij
moment cherez sistemu peredach valu generatora, vyrabatyvayushchego
elektroenergiyu, vodyanomu nasosu. CHem bol'she diametr
vetrokolesa, tem bol'shij vozdushnyj potok ono zahvatyvaet i tem
bol'she energii vyrabatyvaet agregat.
Principial'naya prostota daet zdes' isklyuchitel'nyj prostor
dlya konstruktorskogo tvorchestva, no tol'ko neopytnomu vzglyadu
vetroagregat predstavlyaetsya prostoj konstrukciej.
Tradicionnaya komponovka vetryakov -- s gorizontal'noj os'yu
vrashcheniya (ris. p084) -- neplohoe reshenie dlya agregatov malyh
razmerov i moshchnostej. Kogda zhe razmahi lopastej vyrosli, takaya
komponovka okazalas' neeffektivnoj, tak kak na raznoj vysote
veter duet v raznye storony. V etom sluchae ne tol'ko ne udaetsya
optimal'no orientirovat' agregat po vetru, no i voznikaet
opasnost' razrusheniya lopastej.
Krome togo, koncy lopastej krupnoj ustanovki dvigayas' s
bol'shoj skorost'yu sozdayut shum. Odnako glavnoe prepyatstvie na
puti ispol'zovanii energii vetra vse zhe ekonomicheskaya --
moshchnost' agregata ostaetsya nebol'shoj i dolya zatrat na ego
ekspluataciyu okazyvaetsya znachitel'noj. V itoge sebestoimost'
energii ne pozvolyaet vetryakam s gorizontal'noj os'yu okazyvat'
real'nuyu konkurenciyu tradicionnym istochnikam energii.
Po prognozam firmy Boing (SSHA) na tekushchee stoletie --
dlina lopastej kryl'chatyh vetrodvigatelej ne prevysit 60
metrov, chto pozvolit sozdat' vetroagregaty tradicionnoj
komponovki moshchnost'yu 7 MVt. Segodnya samye krupnye iz nih --
vdvoe "slabee". V bol'shoj vetroenergetike tol'ko pri massovom
stroitel'stve mozhno rasschityvat' na to, chto cena kilovatt-chasa
snizitsya do desyati centov.
Malomoshchnye agregaty mogut vyrabatyvat' energiyu primerno
vtroe bolee doroguyu. Dlya sravneniya otmetim, chto serijno
vypuskavshijsya v 1991 godu NPO "Vetroen" kryl'chatyj
vetrodvigatel', imel razmah lopastej 6 metrov i moshchnost' 4 kVt.
Ego kilovatt-chas obhodilsya v 8...10 kopeek.
Tipy vetrodvigatelej
Bol'shinstvo tipov vetrodvigatelej izvestny tak davno, chto
istoriya umalchivaet imena ih izobretatelej. Osnovnye
raznovidnosti vetroagregatov izobrazheny na ris. p066. Oni
delyatsya na dve gruppy:
vetrodvigateli s gorizontal'noj os'yu vrashcheniya (kryl'chatye)
(2...5);
vetrodvigateli s vertikal'noj os'yu vrashcheniya (karusel'nye:
lopastnye (1) i ortogonal'nye (6)).
Tipy kryl'chatyh vetrodvigatelej otlichayutsya tol'ko
kolichestvom lopastej.
Kryl'chatye
Dlya kryl'chatyh vetrodvigatelej, naibol'shaya effektivnost'
kotoryh dostigaetsya pri dejstvii potoka vozduha perpendikulyarno
k ploskosti vrashcheniya lopastej-kryl'ev, trebuetsya ustrojstvo
avtomaticheskogo povorota osi vrashcheniya. S etoj cel'yu primenyayut
krylo-stabilizator. Karusel'nye vetrodvigateli obladayut tem
preimushchestvom, chto mogut rabotat' pri lyubom napravlenii vetra
ne izmenyaya svoego polozheniya.
Koefficient ispol'zovaniya energii vetra (sm. ris. p067) u
kryl'chatyh vetrodvigatelej namnogo vyshe chem u karusel'nyh [14].
V to zhe vremya, u karusel'nyh -- namnogo bol'she moment vrashcheniya.
On maksimalen dlya karusel'nyh lopastnyh agregatov pri nulevoj
otnositel'noj skorosti vetra.
Rasprostranenie kryl'chatyh vetroagregatov ob座asnyaetsya
velichinoj skorosti ih vrashcheniya. Oni mogut neposredstvenno
soedinyat'sya s generatorom elektricheskogo toka bez
mul'tiplikatora. Skorost' vrashcheniya kryl'chatyh vetrodvigatelej
obratno proporcional'na kolichestvu kryl'ev, poetomu agregaty s
kolichestvom lopastej bol'she treh prakticheski ne ispol'zuyutsya.
Karusel'nye
Razlichie v aerodinamike daet karusel'nym ustanovkam
preimushchestvo v sravnenii s tradicionnymi vetryakami. Pri
uvelichenii skorosti vetra oni bystro narashchivayut silu tyagi,
posle chego skorost' vrashcheniya stabiliziruetsya. Karusel'nye
vetrodvigateli tihohodny i eto pozvolyaet ispol'zovat' prostye
elektricheskie shemy, naprimer, s asinhronnym generatorom, bez
riska poterpet' avariyu pri sluchajnom poryve vetra. Tihohodnost'
vydvigaet odno ogranichivayushchee trebovanie -- ispol'zovanie
mnogopolyusnogo generatora rabotayushchego na malyh oborotah. Takie
generatory ne imeyut shirokogo rasprostraneniya, a ispol'zovanie
mul'tiplikatorov (mul'tiplikator [lat. multiplicator
umnozhayushchij] -- povyshayushchij reduktor) ne effektivno iz-za nizkogo
KPD poslednih.
Eshche bolee vazhnym preimushchestvom karusel'noj konstrukcii
stala ee sposobnost' bez dopol