Ветроэлектрическая станция

ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, ветроэнергетическая установка, преобразующая кинетическую энергию ветра в электрический ток; состоит из одного или нескольких агрегатов, работающих на общую сеть. Ветроэлектрическая станция включает эксплуатационные сооружения, башню (мачта с тросовыми растяжками для небольших мощностей), на которой установлен ветродвигатель, связанный трансмиссией с электрогенератором, а также автоматическую систему регулирования и синхронизации оборотов ветродвигателя и электрогенератора (для обеспечения электрического тока в сети со стандартной частотой 50 Гц). При безветрии ветроэлектрическая станция обслуживает потребителей от резервного источника тока (дизель-генератор, аккумуляторная установка, солнечные электробатареи и др.). Для своевременного включения и синхронизации работы резервных источников с ветрогенератором ветроэлектрические станции снабжены автоматической системой программного управления. Ветроэлектрические станции размещают в местностях, характеризующихся хорошим ветровым режимом (в степных, полупустынных районах, арктических и прибрежных зонах) и удалённых от сетей централизованного электроснабжения.

Реклама

Ветроэлектрическая станцияВетроэлектрические станции разделяют на станции постоянного и переменного тока. Ветроэлектрические станции постоянного тока (агрегаты мощностью от 100 до 3000 Вт) используют для энергообеспечения объектов, расположенных в непосредственной близости. Современные ветроэлектрические станции переменного тока (мощностью от 10 кВт) более удобны в эксплуатации и допускают применение асинхронных двигателей. Такие ветроэлектрические станции предназначены для параллельной работы с тепловым двигателем ГЭС и ТЭС (приблизительно равной мощности), а также для синхронной работы с существующей энергосистемой (системные ветроэлектрические станции).

Первая ветроэнергетическая установка для получения электроэнергии сооружена в Дании (1890). В нашей стране начальный этап развития ветроэлектрической станции относится к 1930-м годам, когда мощная гидроэнергетика только зарождалась, и ветроэлектрические станции оказались конкурентоспособными по отношению к малым ГЭС. В эти годы построены уникальные ветроэлектрические станции: Д-18 мощностью 30 кВт с инерционным аккумулятором (Казахская ССР, колхоз «Талакпер»); Д-30 мощностью 100 кВт (Крым, Каранские высоты близ города Балаклава). В 1936 году в Крыму на Ай-Петринской Яйле (на холме Бедене-Кыр) началось строительство ветроэлектрической станции мощностью 10 МВт (проект П. К. Горчакова, Ю. В. Кондратюка и Н. В. Никитина). Станция имела две ветросиловые установки (с трёхлопастными ветроколёсами диаметром 80 м) и два электрогенератора мощностью по 5 МВт, связанные через повышающие трансформаторы с Ялтинской подстанцией Крымского высоковольтного кольца (рисунок). Башня представляла собой трубу диаметром 6,5 м с двумя лифтами и лестницей внутри. Обе крымские станции были разрушены при наступлении немцев в 1941 году.

Возросший интерес к ветроэлектрической станции во 2-й половине 20 века связан с мировым энергетическим кризисом. В 1980-е годы на юге Швеции возведены две ветроэлектрических станции суммарной мощностью более 3 МВт (высота башен 80 м, диаметр двухлопастного ветродвигателя 75 м). В Великобритании введены в эксплуатацию ветроэлектрические станции мощностью 250 кВт (Илфракомб, 1985) и мощностью 3 МВт (Оркнейские  острова, 1987). В США (штат Калифорния) в 1987 году построена самая большая в мире «ферма на энергии ветра», состоящая из 75 ветроагрегатов общей мощностью 25 МВт. В Германии в конце 1980-х годов налажен серийный выпуск мощных ветроэлектрических станций (в том числе с трёхлопастным ветродвигателем диаметром 66 м, мощностью 1,8 МВт). В 2002 году близ города Магдебург вступила в действие ветроэлектрическая станция мощностью 4,5 МВт. Всего в Германии к началу 2003 года работало 13 759 ветроэлектрических станций общей мощностью более 12 ГВт.

В конце 20 века некоторые производители вернулись к ветроэлектрическим станциям с ветродвигателями с вертикальной осью вращения, которые обладают меньшим кпд, но имеют некоторые конструктивные преимущества по сравнению с ветродвигателями с горизонтальной осью вращения (работают независимо от направления ветра).

Ю. В. Макаров.