Новые материалы
Выбор типа ветроустановки
В настоящее время в мировом эксплуатируемом парке ветроустановок горизонтально-осевые (пропеллерные) установки составляют более 90%. Отставание в освоении вертикально-осевых ветроустановок вызвано рядом причин:
- вертикально-осевые ветроустановки были изобретены позже горизонтально-осевых (ротор Савониуса -- в 1929 г., ротор Дарье -- в 1931 г., ротор Масгроува -- в 1975 г.);
- до недавнего времени главным недостатком вертикально-осевых ветроустановок ошибочно считалось, что для них невозможно получить отношение максимальной линейной скорости лопастей к скорости ветра больше единицы (для горизонтально-осевых ветроустановок это отношение достигает более 5:1).
Количество лопастей пропеллерa ветроустановки
При выборе количества лопастей ветряка следует учитывать, что каждая новая лопасть добавляет мощности не пропорционально. Кроме того, надо обращать внимание на рост влияния трения при увеличении быстроходности. Наибольшая мощность достигается увеличением аэродинамического качества профиля К, а не увеличением числа лопастей (см. диаграмму).
Удельная мощность ветроустановки
Один из конструктивных параметров ветроустановки -- удельная мощность, или установленная мощность ветроустановки, приходящаяся на ометаемую лопастями окружность. При этом конструктор должен решить, каков будет характер ожидаемой и получаемой мощности. Хочет ли потребитель в течение всего года по возможности получать постоянный уровень мощности (см. диаграмму), или подключенная к сети установка должна укрощать все скорости ветра до самых больших величин? Это означало бы, что установка оптимизируется для получения максимального энергодохода. При желании иметь постоянный уровень получаемой энергии, следует выбирать низкую удельную мощность. Рекомендуется несколько десяток ватт на квадратный метр ометаемой площади.
Быстроходность ветроустановки
Чем выше быстроходность ветроустановки, тем выше её мощность. Однако этот теоретический вывод ведет к более узким лопастям. При высокой окружной скорости нет необходимости в большой хорде профиля для создания необходимой силы. Однако этот вывод ведет к статическим и динамическим проблемам. Узкие лопасти будут также и тонкими. Несушее поперечное сечение станет слишком маленьким, фактически уже не остается материала для обеспечения необходимой жесткости. Стройные лопасти склонны к изгибу, а убегающая от аэродинамики лопасть не может быть построена даже с использованием самого лучшего углепластика.
Конструктор должен искать и находить компромисс.