ВВЕДЕНИЕ 8
1 ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА ИСТОЧНИК АЛЬТЕРНАТИВНОГО
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ 10
2 СОСТОЯНИЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ .... 16
3 ВЕТРОПОТЕНЦИАЛ РОССИИ И ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ 20
3.1 Ветропотенциал России 20
3.2 Ветропотенциал Челябинской области 23
4 ВЕТРОГЕНЕРАТОР, ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ 24
5 КЛАССИФИКАЦИЯ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ 26
6 ПРИНЦИП ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
С ПОМОЩЬЮ ВЕТРО-РЕСУРСОВ 29
7 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ 32
7.1 Комплектация ветроустановок 32
8 ПОДБОР ВЕТРОГЕНЕРАТОРА 35
8.1 Примеры подбора компонентов установки 35
9 СХЕМЫ РАБОТЫ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ 39
10 МЕТОДЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ
ВЕТРОГЕНЕРАТОРА 42
11. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ 54
11.1 Количество удельной вырабатываемой энергии 54
11.2 Полная выработка энергии для заданного диаметра колеса 57
12 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 59
12.1 Опасные и вредные производственные факторы (ОВПФ)воздействию которых можно подвергнуться при работе с системой
регулирования скорости вращения ветрогенератора 59
12.2 Поражение электрическим током 59
12.3 Работа на высоте 60
12.4 Работа в условиях пониженных температур 61
13 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 63
13.1 Смета затрат на проведение улучшений работы ветрогенератора. 63
13.2 Расчет заработной платы 63
13.3 Амортизация основных производственных фондов 65
13.4 Смета затрат на проведение научно-исследовательской 66
работы 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 68
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Эмпирическая повторяемость скоростей ветра в зоне
Южного Урала 70
Энергия - одна из важнейших составляющих жизни человека. Ещё в древние времена человек стремился использовать силы природы в своих целях. Бесстрашные мореплаватели использовали энергию ветра для передвижения кораблей по воде, силу ветра использовали и на суше, чтобы перемалывать зерно на ветряных мельницах. Древние египтяне, с помощью зеркал, использовали энергию солнечного света для освещения помещений.
Энергия очень разнообразна и каждый вид энергии по-своему уникален и ценен для нашей жизни. Каждый день мы встречаемся с различными её видами, преобразования одного типа энергии в другой делает ее многогранной и сложной. Например, преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию движения и электрическую энергию.
В современной энергетике существует два источника получения энергии: традиционные и возобновляемые. Запасы традиционных источников энергии исчерпаемы. Это приводит к нескольким путям решения этой проблемы: экономия существующих запасов или же переход на другие источники энергии, а именно - на возобновляемые.
Ветер, солнце, низкопотенциальное тепло земли, энергия рек и океанов - все это способно полностью заменить нам нефть, природный газ, уголь. Комбинирование систем, работающих от возобновляемых источников, открывает перед нами огромный потенциал и возможности. А создание различных гибридных установок, позволяет электрифицировать труднодоступные районы, до которых невозможно провести линию электропередач. Как известно, в России огромное количество труднодоступных районов, для которых единственное спасение - использование гибридных ветросолнечных установок. Так же в нашей стране существует множество мегаполисов, испытывающих энергетические проблемы.
Челябинск является промышленным городом и быстро растущим мегаполисом, каждый день он потребляет колоссальное количество энергии. Использование возобновляемых источников энергии может облегчить проблему с обеспечением электроэнергией потребителей, так как могут использоваться для покрытия пиковых нагрузок, а также улучшить экологическую ситуацию в городе.
Поскольку КПД ветроустановок в реальных условиях достаточно мал, то научное сообщество всячески стремится к его повышению. Одним из методов повышения КПД ветроустановок является внедрения систем ориентации по ветру и регулирования скорости вращения. В данной работе будет рассмотрен одна из этих систем. Таким образом, тема работы: «Аэродинамическое регулирование скорости вращения ветроустановки».
В ходе работы был обоснован выбор темы, описана её актуальность, приведены данные о современном состоянии данной проблемы, теоретически обосновано использование системы аэродинамического регулирования скорости вращения ветрогенератора, описаны физические основы работы системы регулирования, проведена расчет эффективности системы, подробно описан каждый элемент установки, определена методика эксперимента, доказана эффективность установки, в части БЖД подробно описаны все опасности, с которыми может столкнуться человек при работе с устройством, проведен экономический анализ данного устройства и доказана его эффективность.
Анализ данных показал, что использование системы регулирования ветрогенератора повышает КПД на 40%, что значительно увеличивает выработку энергии, понижает срок окупаемости установки.
