Жел энергетикасын өндірудегі генераторлардың құрылымы мен түрлері

ОҚО Шардара ауданы Шардара қаласы
№16 колледж
Э-45 топ студенті Әмірқұл Нұрғали Дуйсенбайұлы
Жетекшісі: Э-45 топтың өндірістік оқыту шебері Алипов Қалмахан

А класы, оған біріңғай энергия жүйесіне қосылмаған ЖЭҚ кіреді. Қолданылуына байланысты, мұндай ЖЭҚ әдетте үлкен емес аккумуляторлаушы қондырғылардан тұрады (электроаккумуляторлаушы). Шығыс кернеуінің жиілігі, ережеге сәйкес, тұрақтандырылмаған. Көбінесе олар жарықтандыруда, белгіліқ құралдарды электрмен қоректендіруде және байланыс құралдарында пайдаланылады. Мұндай ЖЭҚ қуаттылығы 5 – 10 кВт-тан аспайды.

В класы, олардың қуаты желі қуатымен өлшемдес. Мұндай ЖЭҚ, ережеге сәйкес, табиғи бөгеттері бар негізгі энергия жүйесінен ажыратылған, жеке аудандардың энергия жүйесінің локалды құрамына кіреді. Бұл жағдайда ең үнемдісі дизельді электр бекеті бар ЖЭҚ  аралас қолдану болып табылады. ЖЭҚ дизельді отты үнемдеу құралы ретінде қарастырылады. Мұндай жүйелерде шығыс кернеуінің параметрлері жеткілікті тұрақты. В класының жүйелерінде ең тиімдісі, сутекті аккумуляторлар және кішірек гидроаккумуляторлы бекеттер түріндегі, үлен аккумулаторлы қондырғылар мен ғимараттарды  пайдалану болып табылады.

С класы. Желі қуаты ЖЭҚ бекіткен қуаттан айтарлықтай артық. Мұндай ЖЭҚ жүйелі желэнергетикасына кіреді. Олар үлкен аудан немесе тіптен мемлекеттің энергетикалық тепе-теңдігінің күйіне әсер ете алады. В класында ЖЭҚ бекітілген 100 кВт –тан бастап бірнеше мегаваттқа дейін пайдалану дұрысырақ. Бұл жағдайда геометриялық өлшемдерімен байланысты мәселелер қиындай түседі, механикалық бөлшектерінің шиеленіске жұмыс режимдері жүзеге асады.

Қолданылатын жел қозғалтқыштар түрлеріне байланысты генераторлар келесі категорияларға бөлінеді:

- Қанатты – көлденең айналу осьті жел қозғалтқышы. Қанатты жел қозғалтқыштары қалақшалар санымен ерекшеленеді, 1.1- сурет.

- Айналмалы – тік айналу осьті жел қозғалтқышы. Олар ортогональды және қалақшалы желд қозғалтқыштары деп бөлінеді.

a) Қанаттылар

Қанатты желқозғалтқышына автоматтық айналу білік құрылғысы қажет ол  ауа ағыны қалақты-қанатты жазықтыққа перпендикуляр болған кезде жоғары сенімділікке жетеді. Осы мақсатпен қанат-стабилизатор қолданылады.  Қанатты желқозғалтқышының таралуы оның айналу жылдамдығымен түсіндіріледі. Олар электр тоғы генераторымен мультиприкаторсыз қосыла алады. Қанатты желқозғалтқышың айналу жылдамдығы қанат санына кері пропорцинал, сондықтан қалақ саны 3 тен көп агрегаттар қолданылмайды. Айналу жылдамдығы және жасалу оңайлығы қанатты желқозғалтқыштың кең таралуын қамтамасыз етеді.

Сурет 1.1 – Қалақтарының саны әр түрлі жел двигательдері.

 

b) Айналмалы

Аэродинамиканың әртүрлілігі айналмалы қондырғыларға дәстүрлі жел қозғалтқыштарымен салыстырғанда артықшылық береді. Жел жылдамдығы артқан сайын олар тартылыс күшін ұлғайтады, содан кейін айналу жылдамдығы қалыпқа келеді. Айналмалы желқозғалтқыштары ақырын жүреді және ол қарапайым электрлік сұлбаларды қолдануға мүмкіндік береді, мысалы, асинхронды қозғалтқыштарда кенеттен жел соққысы болған кезінде апатты қауіп қатерсіз алдын алу. Ақырын жүрушілік бір шектеулік талап қояды- аз айналымда жұмыс жасайтын көп полюсті генератор қолдану. Бұндай генераторлар кең етек жаймаған, ал редуктор жоғарылатқыш мультипликаторларды қолдану тиімсіз себебі соңғыларының  ПӘК-і төмен. Карусельдік құрылымның тағы бір маңызды артықшылығы оның қосымша айла-тәсілдерсіз «желдің қайдан соққанын» бақылап отыруы,  ол аласа ағындарға тән. Оның құрылымы желқозғалтқышын қосқан кезде максималдық моментті қамтамасыз етеді және жұмыс процесі кезінде максималдық айналу жылдамдығын автоматты түрде қалыпқа келтіреді. Жүктеме артқан сайын айналу жылдамдығы төмендейді және айналу моменті тоқтағанға дейін артады.

С) Ортогоналдық

Ортогоналдық желагрегаттары, мамандардың болжауы бойынша, үлкен энергетикаға келешегі бар. Олардың қолданылуының негізгі қиыншылығы іске қосу проблемасы.  Алдымен оған энергия әкелу керек- босату керек және арнайы аэродинамикалық параметрлерге дейін апару керек,содан кейін ол өзі қозғалтқыш режимінен генератор режиміне ауысады. Қуатты сұрыптау жел жылдамдығы 5 м/с болған кезде басталады, ал номиналдық қуат 14-16 м/с болған кезде жетеді. Жел қондырғыларының  алдын ала есептеулері олардың қолданылуын  50-ден 20000кВт аралықта қарастырады. 2000кВт  реалистік қондырғыларда сақина диаметрі 80 м-ді құрайды, олар арқылы қанаттар қозғалады. Қуатты желқозғалтқыштардың мөлшерлері жоғары. Алайда кішілеріменде істеуге болады, ол үшін санмен алу керек  мөлшермен емес. Әрбір электргенераторды жеке түрлендіргішпен жабдықтау арқылы генераторлар өндіретін шығыстық қуатты қосуға болады. Бұл жағдайда желқондырғысының сенімділігі және сақталғыштығы артады.

Жоғарыда айтылғандардан басқа  жиі қолданылатын электрлік машиналардың қолдану типіне байланысты классификациясы. Сурет-1.2.

Сурет 1.2- Электрлік машиналардың қолдану типіне байланысты классификациясы.

Желгенераторларының қолданылу диапазоны өте кең. Ертеде жел диірмендерін құру үшін ауа массасының қозғалыс энергиясын пайдаланған. Қазіргі кезде бұндай вариантты қолдану сирек кездеседі. Желқозғалтқышын қолдану тиімдірек болып табылады, мысалы су айдау үшін. Азғантай жел диірмені әлсіз жел кезіндеде скавижанадан немесе құдықтан 30-50 л суды 1сағатта көтере алады.

Алайда желгенераторларын қолданудың тиімді жолы  электр энергиясын алу болып табылады.

Стационарлық жел электрстанциялары шағын өндірістік нысаны немесе тұрғын үйді түгелдей электрлік қоректендірумен қамтамасыз етеді, ол үшін аккумуляторлық батареялардың қажетті электрлік энергиясын жинау керек, бұл жел болмаған кезде қолданылады.

Қолданылған әдебиеттер тізімі

1. Казахстанская электроэнергетическая ассоциация. Комитет по Возобновляемым Источникам Энергии windenergy.kz
2. Программа по развитию электроэнергетики Республики Казахстан на 2010 – 2014 годы.
3. Национальная Программа развития ветроэнергетики в Республике Казахстан до 2015г. с перспективой до 2024г.
4. Шефтер Я.И, Использование энергии ветра. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Энергоиздат, 2013. 200 с.
5. Бетц А. Энергия ветра и её использование посредством ветряных двигателей: Пер. с нем. / Под ред. Д.М. Беленького. Харьков, 2013. 53.
6. Трофимов А., Маринушкин Б., К генеральной схеме развития ветроэнергетики Казахстана. М.: Журнал «Энергетика», Алматы. 2012.
7. План действий по развитию альтернативных и возобновляемых источников энергии в Республике Казахстан в 2013-2020г.г., Самрук-зеленый.
8.Ғаламтор желісі https://kk.wikipedia

---

Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз: