УДК 62

ВИХРЕВОЙ ВЕТРОГЕНЕРАТОР С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭНЕРГИЕЙ ВЫШЕК СОТОВОЙ СВЯЗИ

Фёдорова М.А.1, Сасаров В.А.1
1Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьёва, Студенты 4 курса группы "Энергообеспечение предприятий".

Аннотация
Проведён сравнительный анализ с существующими ветровыми электрогенераторами (ВЭГ), разработана и спроектирована структурная схема ВЭГ, построены графические зависимости полученных результатов. Найден срок окупаемости установки.

Ключевые слова: ветроэнергетика, вихревой ветрогенератор (ВЭГ), вышки, сотовая связь


VORTEX WIND TURBINES WITH VERTICAL AXIS TO ENSURE THE ENERGY OF THE CELL TOWERS

Fedorova M.A.1, Sasarov V.A.1
1Rybinsk State Aviation Technical University named after P.A. Solovyov

Abstract
Comparative analysis with existing wind power generators (WPG), designed and engineered structural scheme of WPG, built graphics based on the obtained results. Found payback time of installation.

Библиографическая ссылка на статью:
Фёдорова М.А., Сасаров В.А. Вихревой ветрогенератор с вертикальной осью для обеспечения энергией вышек сотовой связи // Современная техника и технологии. 2014. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/05/3565 (дата обращения: 27.05.2017).

Научный руководитель: И.Н. Новиков, старший преподаватель канд. техн. наук. (РГАТУ, г. Рыбинск)

 

Актуальность решения этой проблемы связана с установкой вышек сотовой связи с автономным питанием в труднодоступных районах.

Целью данной работы является проектирование и исследование опытного образца и последующее создание промышленного варианта ветрового электрогенератора (ВЭГ) с вертикальной осью вращения для обеспечения энергией вышек сотовой связи.

Задачи работы:

провести сравнительный анализ с существующими ВЭГ и рассмотреть возможность обеспечения вышки сотовой связи другими альтернативными источниками получения энергии;

- разработать структурную схему ВЭГ;

- выполнить расчёт энергетического баланса;

- выполнить расчет геометрических параметров основных функциональных устройств, входящих в ВЭГ;

- выполнить анализ проведённых расчётов и осуществить выбор рекомендуемых исходных данных для проектирования опытного и промышленного образца ВЭГ;

- определить технические характеристики ВЭГ;

- определить технические параметры оборудования, входящего в состав установки;

- провести проектирование, изготовление и исследование сначала опытного, а затем промышленного образцов ВЭГ.

Проведённый анализ развития ветроэнергетики в мире показал, что ветроэнергетика использует для выработки энергии кинетическую энергию ветра, которая в 80 раз превышает совокупное энергопотребление населением Земли. Это говорит о том, что энергия ветра может стать потенциальной альтернативой в частичном замещении традиционных источников выработки электроэнергии. Согласно оценкам Всемирной ветроэнергетической ассоциации (WWEA), в 2010 году установленная мощность ветроэнергетических установок (ВЭГ) в мире составит порядка 160 ГВт.

Ветроэнергетика является одним из наиболее быстро растущих секторов энергетики, в том числе в секторе возобновляемых источников. За последние 10 лет средние темпы роста мировой установленной мощности ВЭГ равнялись примерно 29% в год, а на конец 2006 года установленная мощность составила порядка 74 ГВт или около 1,85% от совокупной установленной мощности объектов генерации электроэнергии (порядка 4 тыс. ГВт).

Совокупный потенциал генерации электроэнергии с использованием энергии ветра на территории России оценивается в 80000 млрд. кВт/ч в год. Технический потенциал сопоставим по величине с совокупным и составляет 6218 млрд. кВт/ч в год.

Проведённый сравнительный анализ с существующими ВЭГ, а также с другими альтернативными источниками получения энергии для обеспечения вышек сотовой связи показал перспективность использования вихревых ВЭГ с вертикальной осью. Это связано с низкой стартовой скоростью, отсутствием вибраций, бесшумной работой, высокотехнологичным изготовлением, сборкой и современным дизайном.

Выполненные энергетические и аэродинамические расчёты позволили спроектировать опытный образец ВЭГ, разработать технологию его изготовления, оценить параметры и определить конструкцию последующего промышленного образца.

Полученные результаты расчета представлены в виде графических зависимостей мощности на валу турбины от диаметра на входе в профилированный канал направляющего воздуховода и от скорости ветра на входе в направляющий воздуховод. А также зависимостей оборотов турбины от скорости ветра и расхода воздуха от скорости для получения электрической мощности 5 кВт.

Выполнено профилирование проточной части подводящего канала, рабочего колеса турбины и профилирование лопаток рабочего колеса в трех сечениях. Проведён подбор инвертора и аккумуляторов.

Найден срок окупаемости установки для вышек сотой связи с потребляемой электрической мощностью равной 5 кВт., составляющий 2,7 – 3,0 года.


Библиографический список
  1. Д.де Рензо “Ветроэнергетика”, М.: “Энергоатомиздат”, 1982г.
  2. Безруких  П. П. “Ветроэнергетика”, Москва, 2009г.
  3. Безруких  П. П. “Использование энергии ветра”,  М.: Колос, 2008г.
  4. Ветроэнергетика / Википедия , http://ru.wikipedia.org.
  5. Сидоров  В. В. “Ветроэнергетические установки и системы”  М.: Внешторгиздат, 1990г.
  6. Ляхтер  В. М. “Развитие ветроэнергетики”, журнал «Малая Энергетика». –2006г.
  7. Безруких П. П. “Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России”, СП6, 2002.


Все статьи автора «Сасаров Виталий Александрович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: