220005, г. Минск, ул. Смолячкова, 9, оф. 300, тел./факс: +375 (17) 331-97-67, 284-79-79
Моб. тел.:
Velcom 119-76-04, 684-03-42
E-mail: new-e@tut.by


Расчет потребления электроэнергии
от ветроэнергетических установок малой мощности (ВЭУММ
)

 

    Потребление энергии, а вместе с ним и ее стоимость увеличиваются во всем мире, и наша страна здесь не исключение.  Вот почему постоянно растет интерес к нетрадиционным,  экологически чистым источникам энергии – ветру, солнцу, волнам. Острую нехватку энергии испытывают фермеры, садоводы, вахтовики, геологи, животноводы. Да и в относительно благополучных, с точки зрения энергоснабжения, районах все обстоит далеко не лучшим образом. Отключения электричества из-за природных катаклизмов, неплатежей и просто краж проводов становятся  привычным явлением. А мы уже давно привыкли жить в освещенных домах, смотреть телевизор, пользоваться холодильником, компьютером и прочими бытовыми приборами, поэтому даже кратковременное отключение электроэнергии воспринимаем как маленькую, но все же  настоящую катастрофу.
   Подсчитана средняя "энергетическая корзина" сельского жителя, к которым, по меньшей мере в летний период, вполне можно причислить и владельцев дачных коттеджей. Она составляет примерно 115 киловатт-часов в месяц. Эта цифра складывается из требований обеспечения так называемого "интеллектуального быта". Это - освещение, радио, телевидение, бытовой холодильник, электробритва, кипятильник, мелкий электроинструмент, компьютер, огородный насос, утюг. Не забудем и то, что в последнее время появилось много бытовой техники, работающей от встроенных аккумуляторов, которые необходимо периодически подзаряжать: фонари, мобильные телефоны, электроинструмент и др.

   Современные ветроэнергетические установки делятся на два класса: мощные, в сотни тысяч киловатт, называются сетевыми потому, что при безветрии обеспечение потребителей энергией идет из сети, и автономные, работающие в паре с аккумулятором. Как правило, мощность автономных установок не превышает 5–10 кВт. Они называются ветроэлектрические установки малой мощности (ВЭУММ). Они дешевы и просты  в монтаже, эксплуатации и ремонте, экологичны, не требуют при работе практически никакого обслуживания, периодической подстройки и др. Пара ветродвигатель-генератор вполне обходится без редуктора, что еще более упрощает и удешевляет конструкцию, повышает ее надежность.
   Таким комплексным набором важнейших свойств не обладает ни один другой класс нетрадиционных энергетических установок. Ветроустановки   могут обеспечить энергоснабжение в регионах со средней скоростью ветра всего 3-5 м/с. Фактически обладатель ВЭУММ приобретает почти полную независимость как от традиционных производителей энергии, так и от природных явлений. По сравнению с Европой и США ветроустановок в нашей стране выпускается намного меньше. Возможно, здесь сказывается недостаточная информированность потенциальных потребителей или относительная дешевизна жидкого топлива, однако изготовители ветровых генераторов в стране есть, и их продукция по качеству не уступает зарубежной, а по стоимости – в два-три раза дешевле.
   Это комплексы с трехлопастным ветровым колесом, монтаж которого достаточно прост настолько,  что справиться с ним потребитель способен самостоятельно. Трехфазный синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов, не имеет мультипликатора, надежен, долговечен, практически не требует обслуживания в процессе эксплуатации.
   Установка имеет оригинальную флюгерную систему, которая  постоянно ориентирует ветроколесо на ветер и одновременно защищает устройство от слишком большого ветрового давления, отклоняя генератор с винтом от вертикали и уменьшая тем самым угол атаки лопастей воздушного винта. С уменьшением оборотов винта  генератор самостоятельно возвращается в исходное положение.  Специальное устройство не позволяет винту с генератором и флюгером поворачиваться под воздействием ветра на угол более 450°, возвращая их в исходное положение, и тем самым предотвращает от закручивания электрический кабель, проходящий внутри мачты.
   
Если потребителю нужно больше электроэнергии, то нет никакой необходимости создавать новые мощные моноустановки огромных размеров. Достаточно создать энергетический комплекс включающий в себя несколько  (не менее 2-х) ветроустановок, усиленный комплект аккумуляторных батарей в зависимости от требуемой мощности, инверторов различной мощности (для обеспечения питания бытовых электроприборов 220V/380V 50 Гц). Подобный комплекс способен обеспечить электроэнергией не только крупное хозяйство или загородный дом, но и небольшой поселок, куда ЛЭП не дотягивается.
    Для обеспечения электропитанием 220V 50Гц бытовых приборов в составе ветрокомплекса применяются преобразователи тока-напряжения (инверторы). Как правило, все инверторы обеспечивают защиту от перегрузки, короткого замыкания, перезаряда и полного разряда аккумуляторов, функцией автоматического переключения питания бытовых приборов на аккумулятор и обратно при "пропадании" сети 220V 50Гц и её "появлении", а также способностью автоматической зарядки аккумуляторов после использования их в качестве источника электроэнергии.
    Кроме того, инверторы различаются по форме выходного напряжения (квадратичная, трапециевидная и синусоидальная). Для ламп накаливания, нагревательных приборов, телевизоров, компьютеров электроинструмента данный фактор значения не имеет. Особый случай – двигатели асинхронного типа (насосы, холодильники, кондиционеры и системы, содержащие в своём составе такие элементы). Эти устройства и некоторые другие предъявляют повышенные требования к форме питающего их напряжения. Наибольшей популярностью пользуются инверторы с формой выходного напряжения, представляющей чистую синусоиду.
    ВЭУММ  выгодно отличаются от всех других средств нетрадиционной энергетики, позволяя строить автономную систему, т.к. для них подходит накопитель энергии (аккумуляторные батареи) - простой, надежный, дешевый, тиражируемый сегодня в десятках миллионов экземплярах. Именно аккумуляторы обеспечивают многие характеристики ВЭУММ: является накопителем энергии, позволяет осуществлять большие пиковые перегрузки, стабилизирует выходное напряжение, облегчает  разгон ВЭУ, является хорошим сумматором для различных источников энергии.
    Роль ВЭУММ возросла тогда, когда появилась качественная и дешевая инфраструктура: преобразователи, инверторы, качественные гелевые аккумуляторы, надежные дизель-генераторы. ВЭУММ не требуют ни традиционных  энергоносителей (газ, мазут, уголь, торф и т. д.), ни горюче-смазочных материалов, ни средств их транспортировки, ни линий электропередач. Они просты и дешевы в эксплуатации, транспортировке, монтаже, ремонте. Экологичны - не требуют в процессе эксплуатации никакого обслуживания,  периодической подстройки, нет выбросов в атмосферу вредных веществ и др.

Зависимость непрерывного времени работы заряженной  аккумуляторной батареи от нагрузки
 

Нагрузка

500 Вт

900 Вт

1500 Вт

2000 Вт

3000 Вт

4500 Вт

6000 Вт

Емкость АKБ

 

1 × 190 А/час

3 часа 50 мин.

1 час 50 мин.

1час 20 мин.

45 мин.

30 мин.

15 мин.

0

2 × 190 А/час (380 А/ч)

7 часов 25 мин.

4 часа

3 часа 10 мин.

1 час 45 мин.

1час 10 мин.

40 мин.

15 мин.

4 × 190 А/час (760 А/ч)

17 часов

8 часов 30 мин.

6 часов 20 мин.

4 час.

2часа 30 мин.

1час 15 мин.

30 мин.

6 × 190 А/час (1140 А/ч)

26 часов

13 часов 10 мин.

9 часов 40 мин.

6 часов 15 мин.

4 часаса

2часа 05 мин.

55 мин.

8 × 190 А/час (1520 А/ч)

35 часов

17 часов 30 мин.

12 часов 50 мин.

8 часов 20 мин

5 часов 25 мин.

2 часа 40 мин.

1 час 10 мин.

10 × 190 А/час (1900 А/ч)

44 часа 30 мин.

22 часа 30 мин.

16 часов 15 мин.

10 часов 40 мин.

7 часов

3 часа 35 мин.

1 час 55 мин.

12 × 190 А/час (2280 А/ч)

54 часа

27 часов 20 мин.

19 часов 30 мин.

12 часов 50 мин.

8 часов 15 мин.

4 часа 15 мин.

2 часа 30 мин.

 

     Аккумуляторы обладают свойством остаточной емкости. Так, например, если используя аккумуляторы емкостью 190 А/час вы работали газонокосилкой мощностью 1500Вт в течение 1час. 20 мин., после чего инвертор отключил потребитель. В таком случае, уменьшите нагрузку до 900 Вт (подключив, к примеру, электродрель) и работайте еще 1 час 50 мин. Затем можно подключить  500-Ваттный электролобзик на 3ч.50 мин. И так далее.
     Наконец, после отключения инвертора при работе 40-ваттной лампочки, вы "вычерпаете" не более 80% емкости аккумулятора. "Вычерпывание" 100% не рекомендуется (да и инвертор имеет защиту от полного разряда АКБ) во избежание быстрого сокращения ресурса аккумулятора. Из этого следует, что используя при работе ветроустановку для постоянной подзарядки аккумуляторной батареи, вы можете значительно увеличить приведенное в таблице время работы потребителей электроэнергии.
     При потребляемой мощности ниже расчетной продолжительность работы потребителей увеличивается. Время работы потребителей указано среднее приблизительное и зависит от состояния, срока службы аккумуляторной батареи, степени заряженности, устойчивости ветра, температуры  аккумуляторов.
     Выбирая необходимое количество аккумуляторов для обеспечения желаемой длительности обеспечения электроэнергией Ваших электроприборов, все же необходимо учитывать, что:
      ●- увеличение ёмкости АКБ (количества аккумуляторов) влечет за собой увеличение времени их восстановления (заряда);
      ●- параметры работы АКБ, приведенные в таблице, возможны при наличии необходимого для ветрогенератора ветра (3-5 м /сек.);
      ●- пик потребления электроэнергии приходится на утро (2 - 2,5 часа) и вечер (4 - 5 часов). Таким образом, имеется достаточно времени, чтобы при работе
        ветрогенератора полностью зарядить аккумуляторы до готовности к обеспечению энергией ваших электроприборов;
      ●- в случае хотя бы непродолжительного наличия обычной бытовой электросети 220V 50 Гц, используя инвертор в режиме зарядного устройства
       параллельно с ветрогенератором, вы можете значительно сократить время восстановления ёмкости АКБ.
 


Примерная потребляемая мощность некоторыми электроприборами
 

Электроприбор Потребляемая мощность, Вт   Электроприбор Потребляемая мощность, Вт
 Компьютер 100 - 300  СВЧ-печь 600 - 1200
 Холодильник 100 - 200  Электродрель (перфоратор) 200 - 800
 Телевизор 80 - 150  Цепная пила 1300 - 1700
 Пылесос 400 - 1500  Электро-(дрель, рубанок и т. п.) 400 - 1000
 Обогреватель 500 - 2000  Шлифовальная машина 600 - 2200
 Электрокипятильник 300 - 500  Триммер (газонокосилка) 400 - 1000
 Электрочайник 1500 - 2000  Компрессор 750 - 2500
 Люминесцентная лампа (светимость 100 Вт) 30  Водяной насос 250 - 1500

 

© 2009 "Новая Энергетика", г.Минск | design by Floyd


Счетчик посещений Counter.CO.KZ - бесплатный счетчик на любой вкус!