1.4. Выбор режима работы вэу и компоновки гондолы
Режим работы ВЭУ подразумевает запроектированную скорость генератора и управление ею. Такой скоростной режим генератора может осуществляться двумя способами:
1. Вращение с одной фиксированной скоростью. Такой скоростной режим возможен только при использовании асинхронного генератора ВЭУ и подразумевает постоянную скорость вращения ветроколеса в течение года. Неоднозначность выбора такого режима заключается в сложности правильного подбора передаточного числа редуктора в зависимости от особенностей местности и существенные потери.
2. Вращение с переменной скоростью. Данный скоростной режим подразумевает использование силовой электроники совместно с генератором, для преобразования переменного напряжения с изменяющейся частотой (вследствие неоднородного вращения ветроколеса) в напряжение с постоянной частотой. Недостатком режима являются высокие затраты на оборудование, обеспечивающее высокое качество вырабатываемой электроэнергии.
В результате выбора ВЭУ оказалось, что производстве электроэнергии участвует как ВЭУ-1 с асинхронным генератором, так и ВЭУ-2 с синхронным генератором. Таким образом, для ВЭУ-1 выбираем систему на базе асинхронизированного генератора, работающего с переменной скоростью. Для обеспечения такого регулирования в асинхронных двигателях используется фазный ротор со скользящими контактами. Для ВЭУ-2 выбираем систему прямого привода, работающего с переменной скоростью. Такая система может быть реализована в ВЭУ с синхронным генератором на постоянных магнитах. Ее основным преимуществом является отсутствие редуктора, что облегчает гондолу, уменьшает шум и вибрацию, а также сокращает потери мощности.
Исходя из выбранных режимов работы, определим компоновку гондол.
Для ВЭУ-1
Рис.1.7. Компоновка на базе асинхронного генератора с фазным ротором и регулированием сопротивления обмотки ротора:
1 – ветер, 2 – изменяемы угол атаки лопасти; 3 – ротор турбины; 4 – система регулирования угла атаки; 5 – редуктор; 6 – низкоскоростной вал с высоким моментом; 7 – высокоскоростной вал с низким моментом; 8 – асинхронный генератор с фазным ротором; 9 – подвесные кабели; 10 – контактор; 11 – емкость для коррекции cosφ; 12 – повышающий трансформатор; 13 – выводы обмотки ротора; 14 – регулирование переменного сопротивления обмотки ротора
Для ВЭУ-2
Рис.1.8. Компоновка на базе синхронного генератора с постоянными магнитами:
1 – ветроколесо, 2 – одноступенчатый планетарный редуктор; 3 – статор синхронного генератора; 4 – ротор с постоянными магнитами; 5 – синхронный генератор с постоянными магнитами; 6 – система ВФИ
1.5. Выбор места расположения вэу
Исходя из требований безопасности, в соответствие со стандартами [1] территория, на которой располагаются ВЭУ и ВЭС, должна быть благоустроена, а здания и сооружения ВЭУ и ВЭС спроектированы таким образом, чтобы в процессе эксплуатации исключить угрозу наступления несчастных случаев и нанесения травм людям в результате скольжения, падения, столкновения, ожога, поражения электрическим током, а также вследствие взрыва.
В соответствие с [2], при выборе площадки установки ВЭУ необходимо учитывать топографию местности, сейсмическую опасность зоны, химические и механические свойства слагающих грунтов.
Обычно ветряные установки строятся на таком расстоянии от жилых зданий, чтобы шум не превышал 35-45 децибел.
Расположение ВЭУ показано на плане поселка (Приложение 1). При этом было учтено, то ВЭУ должны находиться на расстоянии от жилых и производственных объектов. ДЭС также удалена от основных очагов жизнедеятельности людей, чтобы не создавать дополнительного загрязнения окружающего пространства продуктами переработки дизельного топлива.