научная статья по теме АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКЦИИ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ ПРОМЫШ ЛЕННОГО МАСШТАБА НА ИХ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ Комплексное изучение отдельных стран и регионов

Текст научной статьи на тему «АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКЦИИ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ ПРОМЫШ ЛЕННОГО МАСШТАБА НА ИХ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ»

Статья поступила в редакцию 26.03.15. Ред. per. № 2203

The article has entered in publishing office 26.03.15. Ed. reg. No. 2203

УДК: 621.548.001.6(430.1)

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКЦИИ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

АГРЕГАТОВ ПРОМЫШЛЕННОГО МАСШТАБА НА ИХ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

О.М. Саламое, А.А. Саламое*

Институт радиационных проблем НАН Азербайджана Азербайджан AZ 1143, Баку, ул. Б. Вахабзаде, 9 тел.: (99412) 539 32 24, доп. 125; факс: (99412) 539 83 19; e-mail: oktay_dae@mail.ru Государственное агентство по альтернативным и возобновляемым источникам энергии Азербайджан AZ 1000, Баку, Дом правительства, ул. У. Гаджибейли, 84, 9-й этаж тeл.: (+994 12) 493 72 75; (+994 12) 493 16 97; e-mail: mezunaztu2005@mail.ru

doi: 10.15518/isjaee.2015.05.003

Заключение совета рецензентов: 30.03.15 Заключение совета экспертов: 03.04.15 Принято к публикации: 08.04.15

В работе анализируются механизмы влияния ряда конструктивных параметров, в частности, диаметр вет-роколеса (ВК), количество лопастей, их аэродинамические характеристики и т. д. на энергетические и экономические показатели ветроэлектрических агрегатов (ВЭА) малой, средней и большой мощности. Рассматривается влияние среднегодовой скорости ветра на себестоимость изготовления ВК и на стоимость вырабатываемой энергии. Анализируется влияние применения мультипликатора пакетного типа (Ml IT) на энергетические и экономические показатели ВЭА. Выясняются механизмы влияния ряда аэродинамических коэффициентов лопастей, в частности, коэффициентов подъемной силы, лобового сопротивления, лобового давления, боковой силы и торможения на численные значения коэффициентов использования энергии ветра и быстроходности ВК. Рассматривается характер изменения этих параметров в зависимости от различных углов атаки лопастей, образующихся между хордами лопастей и направлением ветрового потока; от тангенса угла, определяемого отношением коэффициента подъемной силы к коэффициенту лобового давления и характеризующего качества и профили лопастей; а также от размахов лопастей, определяемых из отношения длины лопасти к длине её хорды.

Ключевые слова: ветроэлектрический агрегат, мультипликатор, мультипликатор пакетного типа (МПТ), ветроколесо, лопасти, генератор переменного тока, выходная мощность, КПД, диаметр ветроколеса.

ANALYSIS OF INFLUENCE OF INDUSTRIAL SCALE WIND POWER UNITS DESIGN ON THEIR ECONOMIC AND POWER CURVES

O.M. Salamov, A.A. Salamov

Institute of Radiation Problems of ANAS 9 B.Vahabzadeh Str., Baku, AZ1143 Azerbaijan Republic * ph.: (99412) 539 32 24 (125); fax: (99412) 539 83 19; e-mail: oktay_dae@mail.ru The State Agency on Alternative and Renewable Energy Sources of Azerbaijan Republic 84 U. Hajibeyli Str., 9th Floor, Goverment House bld., Baku, AZ1000 Azerbaijan Republic ph.: (+994 12) 493 72 75; fax: (+994 12) 493 16 97; e-mail: mezunaztu2005@mail.ru

Referred 30 March 2015 Received in revised form 3 April 2015 Accepted 8 April 2015

The paper analyzes the influence mechanisms of a number of design parameters, in particular wind rotor (WR) diameter, the number of blades and their air dynamic characteristics, etc. on economic and power curves of wind units (WU) of small, medium and high output. It is considered the impact of the average annual wind speed on cost price of WPU production and the cost of produced power. The paper researches the influence of the application of a packet type multiplier on power and economic curves of WPU and the influence mechanisms of a number of aerodynamic coefficients of the blades, in particular of the coefficients of lift, drag, ram pressure, lateral force and braking on numerical values of WR output coefficient and high-speed running factor. The authors also consider the nature of the changes of these parameters depending on different angles of the blades attack, located between the direction of the wind flow and the blade chord; the tangent of the angle defined by the ratio of the lift coefficient by a factor of ram

pressure and characterizing the quality and profile of the blade; as well as on the scope of the blades determined from the ratio of the length of the blades to the length of its chords.

Key words: wind power unit, multiplier, packet-type multiplier (PTM), wind rotor, blades, alternator, power output, efficiency, WR diameter.

CmaMoe OKmaü Mycmaфa oглы Salamov Oktay Mustafa

Сведения об авторе: д-р философии по физ.-мат. наукам, почетный доктор и профессор Международной экоэнергетической академии по развитию альтернативной энергетики, ведущий научный сотрудник Института радиационнык проблем Национальной Академии наук Азербайджана, доцент Азербайджанского технического университета.

Образование: электротехнический факультет Азербайджанского технического университета (1973 г.).

Область научных интересов: солнечная и ветровая энергетика; математическое моделирование альтернативныгх энергоустановок различного назначения; водородная энергетика и теплоэнергетика, в частности, горячее водоснабжение и теплоснабжение с применением комбинированных солнечно-ветровык энергоустановок; разработка следящих систем для автоматического наведения концентрирующих зеркал на солнце, антикоррозионных систем для катодной защиты металлических сооружений от электрохимической и электрической коррозии, а также оптимизирующих, дозирующих и защитных устройств различной модификации.

Публикации: 170, в том числе 44 авторских свидетельства СССР на изобретения, а также патенты РФ и Азербайджанской Республики.

Information about the author: PhD

(Physics and Mathematics), Associate Professor in Physics of Semiconductors and Dielectrics, and Honorary Professor-Doctor of Sciences of International Ecoenergy Academy in Alternative Energy Development, Leading Researcher of the Radiation Problems Institute, Azerbaijan National Academy of Sciences, Associate Professor of Azerbaijan Technical University.

Education: Electrical Engineering Faculty of Azerbaijan Technical University (1973).

Research area: solar and wind powerengineering, mathematical simulation of alternative power plants of different use; hydrogen power engineering and thermal power engineering, in particular, heat and hot water supply applying combined solar-wind power plants; development of tracking systems for an automatic guidance of concentrating solar mirrors, anticorrosion systems for cathode protection of metallic constructions from electrochemical and electrical corrosion, as well as optimizing, dozing and protection equipments with different modifications.

Publication: 170, including 44 certificates of USSR authorship and patents in RF and Azerbaijan Republic.

M, - С -'м1

с о

Caлaмoв Алискендер Акиф oглы Salamov Alisgandar Akif

Сведения об авторе: д-р философии по техн. наукам; ведущий специалист проектно-конструкторского бюро ООО «Азальтер-нативэнэргия» при Государственном агентстве по альтернативным и возобновляемым источникам энергии.

Образование: транспортный факультет Азербайджанского технического университета (2001 г.).

Область научных интересов: ветровая энергетика, ветродвигатели, механика, детали машин и конструирования.

Публикации: 22; одна научно-популярная книга по альтернативным источникам энергии и одно методическое указание.

Information about the author:

PhD (technical sciences); Lead Specialist in "Project construction bureau" of State Agency on Alternative and Renewable Energy Sources "Azalternativenergy" LTD.

Education: Transport Faculty of Azerbaijan Technical University (2001).

Research area: wind power engineering, wind turbines, mechanics, machine parts and design.

Publications: 22; one popular scientific book on alternative energy sources and one methodic instruction.

N

Введение

Выкодные параметры всех ветроагрегатов (ВА), в том числе ветроэлектрических агрегатов (ВЭА), в зависимости от скорости ветра изменяются в определенный пределах. Анализ зависимости выходной мощности быстроходных ВЭА с горизонтальной осью вращения от скорости ветра показывает, что для мощных ВЭА этот график состоит из двух частей:

1) зона прироста мощности ВЭА при скоростях ветра в пределах от скорости трогания V до минимальной рабочей скорости Крмин и

2) зона стабилизации мощности ВЭА при скоростях ветра в пределах от минимальной Урмин и максимальной Урмвк° рабочих скоростей;

- а для маломощных ВЭА из трех частей:

1) зона прироста мощности ВЭА при скоростях ветра в пределах ¥тр < V < V™,

2) зона стабилизации мощности ВЭА, при скоростях ветра в пределах Vрмин < V < Vрмакс и

3) зона резкого спада мощности при скоростях ветра V > ^макс.

Это наглядно видно на рисунках 1 и 2, на которых представлены графические зависимости выходной мощности ВЭА с максимальной мощностью 4 кВт и 400 кВт соответственно.

, кВт

(WWW*

=R=

тт-макс

10

20

30

- , м/с

-МИК < - < -м

в другой вид энергии и аккумулиро-

вать ее в специальных аккумуляторах, а при скоростях ветра ниже V™ и выше Гр™ , а также в часы

ветрового затишья накопленную энергию использовать или непосредственно, или же после преобразования в электрическую энергию [1].

Несмотря на то, что в настоящее время известны некоторые способы аккумуляции энергии ветра, в частности, механический, тепловой, химический, электрохимический, гидравлический, пневматический, в виде сжатого воздуха и т.д., однако некоторые из этих способов (электрохимический, тепловой, пневматический и т. д.) с энергетической и экономической точки зрения не могут быть применены в ветроэнергетических установках (ВЭУ) промышленного

, кВт

500 -г

Рис.1. Зависимость выходной мощности ВЭА с максимальной мощностью 4 кВт от скорости ветра Fig. 1. The dependence of the output power of WPU with a maximum power 4 kW on the wind speed

Экспериментально установлено, что при использовании маломощных ВЭА в широком интервале скорости ветра из-за нестабильности выходных параметров требования потребителей энергии, особенно имеющих высокую чувствительность к амплитудным и частотным изменениям выходного напряжения генератора переменного тока, не могут бы

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Комплексное изучение отдельных стран и регионов»