Е.Б. Шандарова - Ветроэлектростанция с системой управления зарядкой аккумуляторных батарей

Аннотация

Е.Б. Шандарова Ветроэлектростанция с системой управления зарядкой аккумуляторных батарей Представлен принцип работы ветроэлектростанции с системой управления зарядкой аккумуляторных батарей

Общая постановка проблемы

Ветроэнергетика является наиболее развитой сферой практического использования природных возобновляемых энергоресурсовДостаточно широкое распространение ветроэнергетических установок объясняется их универсальностью в использовании по сравнению с другими возобновляемыми энергоисточниками. Особенно актуально это направление для Сибири и Дальнего Востока, т.к. эти области характеризуются низкой плотностью населения на больших, слабоосвоенных в промышленном отношении территориях. Учитывая трудность доставки горючего для дизельэлектрических станций (особенно в северные районы), а также высокий процент износа электростанций, представляется целесообразным внедрение новых технологий, основанных на использовании природных возобновляемых ресурсов, в том числе ветроэлектрических установок (ВЭУ).

ОПринцип действия ВЭУ заключается во вращении ветроколеса с лопастями под напором ветра. Вращающий момент ветроколеса через систему передач передается на вал генератора, вырабатывающего электроэнергию. К обмоткам статора генератора обычно последовательно подключаются регулятор напряжения, выпрямитель, аккумуляторная батарея и полезная нагрузка станции [1]. Недостатком данной конструкции является потеря энергии, вырабатываемой генератором при сильных порывах ветра, так как увеличение выходного напряжения генератора ветороэлектростанции ограничивает регулятор напряжения. В результате теряется часть энергии, вырабатываемой генератором.

Для наиболее полного использования энергии, вырабатываемой ветроэлектростанцией, предлагается использование управляющего устройства, вход которого подключен к выходу выпрямителя, а выход соединен с блоком аккумуляторных батарей.

Различают два распространенных класса роторов: роторы с горизонтальной осью и с вертикальной . Крыльчатые ВЭУ с горизонтальной осью вращения – самый распространенный тип ветряков. Их наибольшая эффективность достигается,когда ветровой поток перпендикулярен к плоскости лопастей. Роторы с горизонтальной осью бывают лопастного (пропеллерно-го) и концентрирующего типов. Все совре-менные ВЭС (рис.2) снабжаются 2-х и 3-х-лопастными роторами, причем последние предпочтительней при небольших скоростях ветра. Недостатком такого типа роторов является зависимость эффективности работы от направления ветра.

Данная схема ВЭУ обеспечивает возможность полной утилизации избыточной мощности, вырабатываемой генератором при сильных порывах ветра. Это достигается тем, что в предложенной схеме при любом превышении генерируемой мощности над мощностью, потребленной нагрузками ВЭУ, управляющее устройство выдает управляющий сигнал и начинается зарядка определенного числа аккумуляторных батарей.

В систему энергообеспечения на базе ВЭУ (рис.3) входит помимо самой ВЭУ, которая вырабатывает «грубую» электроэнергию с нестабильными параметрами, зависящими от скорости ветра, аккумуляторная батарея (АБ), согласующая графики выработки и потребления энергии[4]. Контроллер заряда защищает АБ от перезаряда, ограничивая зарядный ток и напряжение.

Устройство работает следующим образом. Под действием ветра ветроколесо приходит в движение, вращающий момент передается на вал генератора, вырабатывающего электрический ток, который поступает на выпрямитель, постоянный ток с выхода выпрямителя поступает на блок полезных нагрузок. При увеличении силы ветра ветроколесо вращается сильнее, и генератор вырабатывает мощность, свыше необходимой для обеспечения работы полезной нагрузки, в этом случае управляющее устройство выдает управляющий сигнал и начинается зарядка определенного числа аккумуляторных батарей. При уменьшении мощности ветрового потока или увеличении полезной нагрузки управляющее устройство снова выдает управляющий сигнал, и часть аккумуляторных батарей перестают заряжаться или весь блок аккумуляторных батарей полностью отключается.

На данное устройство получено свидетельство на полезную модель.

Список использованной литературы

1. Ветроэнергетика. Руководство по применению ветроустановок малой и средней мощности. Под ред. В.М. Каргиева. М.:”Интерсоларцентр”, 2001.