Ветроэнергетическая установка с двумя синхронно вращающимися ветроколесами

Руслан [Ruslan] Сергеевич [S.] Цгоев [Tsgoev]; Алексей [Aleksey] Александрович [A.] Орлов [Orlov]

doi:10.24160/1993-6982-2017-3-41-45

Руслан [Ruslan] Сергеевич [S.] Цгоев [Tsgoev]
Алексей [Aleksey] Александрович [A.] Орлов [Orlov]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2017-3-41-45

Ключевые слова: ветроэнергетическая установка, ступица, переменное число лопастей, коэффициенты мощности и крутящего момента

Аннотация

Поставлена задача повышения эффективности горизонтально-осевых ветроэнергетических установок (ВЭУ). Описаны основные ограничения, вызывающие снижение эффективности ветроустановок с уменьшением скорости ветра. Проведен сравнительный анализ особенностей работы и выработки электроэнергии мало- и многолопастных ВЭУ, по результатам которого предложена новая конструкция ВЭУ. Основанная на классическом принципе работы горизонтально-осевой ВЭУ, новая конструкция ветроколеса позволяет преобразовывать ветроагрегаты с n лопастями в агрегаты с 2n лопастями и обратно без вывода установки из работы. Особенностью конструкции является установка двух соосных ветроколес на один вал через передаточную ступицу, которая позволяет менять положение соосных ветроколес друг относительно друга, располагая лопасти второго ветроколеса за или между лопастями первого. В результате режим работы ВЭУ подразделяется на два основных режима: с n лопастями на повышенных оборотах ветроколеса и 2n лопастями на пониженных оборотах ветроколеса. Также показана логика управления ветроколесами в зависимости от внешних условий. Ее суть заключается в формировании управляющего сигнала для ступицы, формирующегося на основе реальной скорости ветра и фактического положения второго ветроколеса. Через логический контроллер сигнал подается на электромотор для последующего изменения положения второго ветроколеса. Представлены основные результаты расчетов, содержащие сравнительные техническую и экономическую эффективности применения предлагаемого решения.

Сведения об авторах

Руслан [Ruslan] Сергеевич [S.] Цгоев [Tsgoev]

Учёная степень: доктор технических наук

Место работы: кафедра Гидроэнергетики и возобновляемых источников энергии НИУ МЭИ

Должность: профессор

Алексей [Aleksey] Александрович [A.] Орлов [Orlov]

Место работы: кафедра Гидроэнергетики и возобновляемых источников энергии НИУ МЭИ; ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС»

Должность: аспирант; ведущий эксперт

Литература

1. Дьяков А.Ф., Перминов Э.М., Шакарян Ю.Г. Ветроэнергетика России: состояние и перспективы развития. М.: Изд-во МЭИ, 1996. С. 214—217.

2. Фатеев Е.М. Ветродвигатели и ветроустановки. М: ОГИЗ, 1947.

3. Машиностроение. Детали машин. Конструкционная прочность. Трение, износ, смазка. Т. IV-1 / под общ. ред. Д.Н. Решетова. М.: Машиностроение, 1995.

4. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. М.: Энергоатомиздат, 1990.

5. Weinhold N. Inconspicuous world champions // New Energy. 2005. No. 5. Pp. 33—41.
---
Для цитирования: Цгоев Р.С., Орлов А.А. Ветроэнергетическая установка с двумя синхронно вращающимися ветроколесами // Вестник МЭИ. 2017. № 3. С. 41—45. DOI: 10.24160/1993-6982-2017-3-41-45.
#
1. D'yakov A.F., Perminov E.M., Shakaryan Yu.G. Vetroehnergetika Rossii: Sostoyanie i Perspektivy Razvitiya. M.: Izd-vo MPEI, 1996:214—217. (in Russian).

2.Fateev E.M. Vetrodvigateli i Vetroustanovki. M: OGIZ, 1947. (in Russian).

3.Mashinostroenie. Detali Mashin. Konstrukcionnaya Prochnost'. Trenie, Iznos, Smazka. T. IV-1 / pod Obshch. red. D.N. Reshetova. M.: Mashinostroenie, 1995. (in Russian).

4.Tvajdell Dzh., Uehjr A. Vozobnovlyaemye Istochniki Energii. M.: Energoatomizdat, 1990. (in Russian).

5.Weinhold N. Inconspicuous World Champions. New Energy. 2005;5:33—41.
---
For citation: Tsgoev R.S., Orlov A.A. A Wind Turbine with Two Synchronously Rotating Windwheels. MPEI Vestnik. 2017; 3:41—45. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2017-3-41-45.