Mass-dimensional charakteristics of wind-driven powerplants with horizontal axis of rotation of wind wheel

Abstract

В роботі проведено аналіз базових конструкцій вітроенергетичних установок з горизонтальною віссю обертання вітроколеса. Проведено порівняння маси, об'єму та енергоефективності цих установок. З'я-совано що найбільшу масу має вітроустановка, виконана за безредукторної схемою і вона ж забезпечує отримання найбільшого к.к.д. Схеми з редуктором і генератором на осі вітроколеса дозволяють майже в два рази зменшити масу вітроустановки в порівнянні з безредукторної схемою при близькому, хоча дещо меншому значенні к.к.д. Найменшу масу мають генератори вітроустановки у разі розміщення їх на лопатях вітроколеса, проте к.к.д. установки помітно менше в порівнянні з безредукторної і редукторного схемами. Схема з безконтактним струмознімачем дозволить підвищити надійність роботи вітроустановки і рівень вихідної напруги при зниженні маси її елементів порівняно редукторних схем. Комбінована схема вітроустановки дає можливість значно знизити її масу в порівнянні з редукторні схемами і отримати два незалежних джерела електроенергії..

В работе проведен анализ базовых конструкций ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения ветроколеса. Проведено сравнение массы, объема и энергоэффективности этих установок. Выяснено что наибольшую массу имеет ветроустановка, выполненная по безредукторной схеме и она же обеспечивает получение наибольшего к.п.д. Схемы с редуктором и генератором на оси ветроколеса позволяют почти в два раза уменьшить массу ветроустановки по сравнению с безредукторной схемой при близком, хотя несколько меньшем значении к.п.д. Наименьшую массу имеют генераторы ветроустановки в случае размещения их на лопастях ветроколеса, однако к.п.д. установки заметно меньше по сравнению с безредукторной и редукторными схемами. Схема с бесконтактным токосъемником позволит повысить надежность работы ветроустановки и уровень выходного напряжения при снижении массы её элементов сравнительно редукторных схем. Комбинированная схема ветроустановки дает возможность значительно снизить её массу по сравнению с редукторными схемами и получить два независимых источника электроэнергии.