Instalações de energia eólica. Turbinas eólicas. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Unidade de energia eólica AVE-250 SM

Nomeação

A principal qualidade distintiva da turbina eólica AVE-250SM é sua capacidade de trabalhar em seções sem saída de sistemas elétricos, em sistemas locais de energia em conjunto com geradores a diesel de potência comparável ou inferior, bem como de forma autônoma (por um ou um grupo de turbinas eólicas) na ausência de eletricidade na rede industrial. Além disso, a automação do aerogerador é projetada tanto para partida e desligamento automático (de acordo com os parâmetros do vento), quanto com o auxílio de um operador, inclusive remotamente, incluindo acesso remoto por meio de um canal de comunicação dedicado ou via Internet.

A turbina eólica (Fig. 4.5) pode operar em uma rede industrial sem modificações.

Fig.4.5. AVE-250SM

Recursos de design e operação

A usina eólica AVE-250SM é feita no nível técnico moderno. Materiais de fibra de vidro são usados ​​no projeto das pás. O cubo da roda de vento é feito de liga de titânio. A orientação da turbina eólica ao vento ocorre com a ajuda de cataventos, ou seja, a orientação da turbina eólica é realizada mesmo na ausência total de eletricidade na unidade, o que permite otimizar, em termos de cargas de vento, incluindo cargas de vento, a localização da cabeça da unidade tanto no modo operacional quanto fora de operação. A fundação da turbina eólica, levando em conta os solos permafrost, é feita em estacas de concreto armado pré-fabricado ou estruturas metálicas.

A turbina eólica possui seu próprio sistema de controle autônomo instalado dentro da torre da unidade e seu próprio relé de proteção (unidade-rede, unidade-rede). O sistema de controle permite conectar um computador, que por sua vez permite controlar e monitorar a unidade a uma distância considerável da sala de controle do sistema de energia no qual a turbina eólica opera.

O pacote inclui:

• cabeçote do aerogerador: nacele com transmissão;
• conjunto de lâminas;
• sistemas auxiliares;
• cabine de controle;
• conjunto de cabos;
• torre de turbina eólica: seções 1...3;
• anel de suporte da fundação (FOK);
• elementos de montagem adicionais;
• Conjunto ZIP.

Dependendo das condições e necessidades específicas, pode ser equipado adicionalmente com:

• transformador 0,4/6 ou 0,4/10 ou 0,4/20 kV com potência de 250 kW;
• aparelhagem completa (KRU 6, 10 ou 20 kV);
• conjuntos de cabos para geração de energia ao consumidor 0,4, 6,10 ou 20 kV;
• estação ACS;
• concreto armado pré-fabricado ou fundação de metal em estacas para condições de permafrost.

Condições de operação

A turbina eólica é projetada para uso em regiões climáticas com clima frio (temperatura ambiente de menos 50°C a + 40°C), possui uma versão climática HL (categoria I atmosfera II e IV) de acordo com GOST 15150-69 e é operável ao operar sob a influência de fatores climáticos e outros listados abaixo:

• pressão atmosférica 630 - 800 mm Hg
• umidade relativa do ar, 80% em t =150С; 100% em t = 25 0С;
• tipo de atmosfera - marinha.

Na fig. 4.6 mostra a dependência da potência elétrica gerada com a velocidade do vento. Na tabela. 4.1 mostra as características técnicas do AVE 250-SM.

Fig.4.6. Dependência da energia elétrica da velocidade do vento

Tabela 4.1. Especificações AVE 250-SM

Turbina eólica VEU-5 e VEU 1500

Nomeação

A central eólica destina-se ao abastecimento de consumidores autónomos afastados dos sistemas de abastecimento centralizado de eletricidade e energia térmica (Fig. 4.7).

O pacote principal (básico) inclui plumagem, gerador eólico, pás, mastro, cabo, mastro de queda, cabos de sustentação, parafusos de ancoragem, interruptor. Esta configuração da turbina eólica é projetada para gerar eletricidade de tensão e frequência não estabilizada, que só pode ser usada para fins de aquecimento.

Para obter eletricidade doméstica (tensão 220 V ou 380 V e frequência 50 Hz), além da configuração básica, é fornecido uma unidade de controle, um inversor, baterias, um aquecedor elétrico de água.

Se for necessário mudar os consumidores de eletricidade para uma rede estacionária, a turbina eólica é equipada adicionalmente com um interruptor e um acionador de partida. Além disso, a pedido do consumidor, uma usina a diesel junto com motores de partida, guincho, aquecedor elétrico de água e peças embutidas para a fundação são fornecidas mediante taxa.

Fig.4.7. Turbina eólica PW 30/14

Na tabela. 4.2 mostra as características técnicas do VEU-5. Na fig. 4.8 mostra a dependência da potência da turbina eólica-5 da velocidade do vento.

Tabela 4.2

Potência em carga nominal, kW

Fig.4.8. Características do VEU-5

A instalação provou ser uma fonte de alimentação autônoma que não requer manutenção.

Características distintivas da turbina eólica 1500:

O design da turbina eólica 1500 prevê a possibilidade de conexão regular de uma bateria solar com potência de até 500 W.

1. A produção de energia útil começa com uma velocidade do vento de 2,5 m/s.

2. O projeto usa um regulador aerodinâmico centrífugo de alta precisão para controlar o ângulo de inclinação das pás e fornecer proteção contra o vento.

3. No projeto da turbina eólica, foi utilizado um gerador de pequeno porte de acionamento direto com ímãs da Ma-Re-Br.

4. Existe um sistema eletrônico de tomada de força adaptável, que permite obter um fator de aproveitamento do vento de 0,41.

5. Materiais compostos de alto módulo baseados em resinas epóxi de cura a quente são usados ​​no projeto das lâminas e do corpo.

6. A instalação da turbina eólica é realizada por auto-elevação.

7. Em toda a faixa de ventos, a turbina eólica mantém um baixo nível de seu próprio ruído aerodinâmico.

8. Design moderno, peso total mínimo das turbinas eólicas (42kg.) e unidade de controle eletrônico (peso 3,5kg, dimensões 265x185x95mm), embalagem compacta para transporte. A central eólica com capacidade de 1,5 kW foi concebida para o fornecimento autónomo de eletricidade a consumidores em zonas com uma velocidade média anual do vento de pelo menos 4,5 m/s.

A Tabela 4.3 apresenta as características técnicas do WEU-1500. Na fig. 4.9 mostra a dependência da potência da turbina eólica-1500 da velocidade do vento.

Tabela 4.3. Características técnicas da turbina eólica 1500

Fig.4.9. VEU-1500 dependência de energia da velocidade do vento

Uma visão geral da instalação do VEU-1500 é mostrada na fig. 4.10.

Fig.4.10. UEO 1500

A instalação opera nos seguintes modos:

• no modo de carga da bateria para alimentar aparelhos elétricos com corrente contínua e tensão estabilizada de 48 V, consumo de energia de até 1500 W;
• no modo sem bateria - para carga térmica;
• no modo de operação conjunta (paralela) com bateria solar, com potência de até 500 W, tanto para a carga da bateria quanto para a carga térmica.

Para o uso mais eficiente dos recursos da turbina eólica 1500, recomenda-se o uso de vários dispositivos adicionais, como:

1. Bateria solar:

Durante os períodos calmos, os painéis solares fornecem o consumo mínimo de energia necessário. Recomenda-se o uso de módulos conectados em série com tensão total de 52 a 56 V e potência total de até 500 W (geralmente são produzidos módulos com tensão de 14 V e potência de 50 W).

2. Pilhas recarregáveis ​​(AB):

Em áreas remotas, a manutenção de rotina das baterias de ácido convencionais é difícil, por isso é recomendável usar baterias de chumbo-ácido seladas com eletrólito absorvido e válvulas de controle incorporadas. As baterias deste tipo estão equipadas com um sistema de recombinação integrado e não requerem manutenção durante toda a sua vida útil. Para utilização como parte de um aerogerador 1500, recomenda-se a utilização de 4 (quatro) baterias conectadas em série.

• tensão de operação - 12 V;
• capacidade nominal - não inferior a 100 Ah.

3. Conversores de tensão CC de 48 V para 24 V e de 48 V para 12 V.

Eles são um dispositivo funcional completo em um invólucro separado com terminais de entrada e saída. Eles convertem a tensão DC de entrada de 48V proveniente da fonte de alimentação do VEU 1500 em uma tensão DC de 24V ou 12V, adequada para alimentar consumidores na faixa de potência de 10 a 1200W, bem como para carregar baterias secundárias.

4. Conversores de tensão contínua 48 V para alternada monofásica 220 V, 50 Hz (inversores).

Eles são um dispositivo funcional completo em um invólucro separado com terminais de entrada e saída. Eles convertem a tensão CC de entrada de 48 V proveniente da fonte de alimentação do VEU 1500 em uma tensão monofásica CA de 220 V, 50 Hz, adequada para fornecer aos consumidores uma potência de até 2 kW.

5. Dispositivo para levantamento de água UVP 0,1

Projetado para a mecanização da elevação de água de poços de poços, poços tubulares e outras fontes de água com nível dinâmico de água de até 30m. O produto inclui uma bomba elétrica do tipo "Kid" ou "Nevka-1" com um conjunto de linhas, bem como uma unidade eletrônica de controle da bomba. O dispositivo pode ser alimentado diretamente pela fonte de alimentação VEU 1500 ou por uma fonte de tensão CC separada.

• consumo máximo de energia - 150 W;
• tensão de alimentação - 12 (24, 48) V;
• a produtividade dependendo da altura da subida da água (1-30 m) pode ser de 200 a 850 litros por hora.

6. Aquecedor elétrico tubular TEN-M-1,5 para aquecimento de líquidos.

Projetado para instalação em recipientes fechados para água fervente, bem como para instalação em sistemas de aquecimento de água de objetos estacionários. Potência nominal -1,5 kW; Tensão de operação - 48 V;

Material da caixa - aço inoxidável 12X18H9T.

7. Aquecedor planar para secagem de roupas e calçados.

É um dispositivo funcional completo em uma caixa de metal separada, dentro da qual há um conjunto de placas de aquecimento com área total de 1,2 m1500. Cada placa é um aquecedor de baixa temperatura feito de um material compósito especial. O uso de tais aquecedores permite colocar coisas sobre ele para secar sem a ocorrência de situações de risco de incêndio. A energia pode ser fornecida diretamente da unidade de fonte de alimentação da turbina eólica XNUMX ou de uma fonte de tensão CC separada.

• potência nominal - 1,5 kW;
• tensão de operação - 48 V;
• material do corpo - AMG-6M;
• temperatura de trabalho das placas - não mais que 80°C;
• dimensões - 550x300x350, mm;
• peso - 4,7 kg.

O custo estimado de um aerogerador 1500 e um conjunto de equipamentos pode ser de 4 a 800,00 dólares americanos, dependendo da configuração.

Autor: Magomedov A. M.

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