Синтез ветроустановки малой мощности с вертикальной осью вращения

• Автор: Морозов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ известных конструкций ветроустановок
н методов их проектирования
1.1.Эволюция конструкций и схем ветроустановок
1.2. Анализ методов проектирования ветроустановок
и направлений их развития
1.3. Цели и задачи диссертационной работы
Глава 2. Функционально-структурный анализ и синтез
ветроустановок
2.1. Структурная классификация ветроустановок
2.2. Функциональная модель ветроустановки
2.3. Функционально-структурная модель ветроустановки
2.4. Синтез ветроустановки с лопастями переменной
площади
Выводы по второй главе
Глава 3. Параметрический анализ и синтез ветроустановки
3.1. Основное и дополнительные условия синтеза ветроустановок
3.2. Требования к математической модели
3.3. Динамический анализ и синтез ветроустановки
3.3.1. Уравнения движения поворотных элементов лопастей ветроустановки при постоянном угле атаки
без учета поворо га ротора
3.3.2. Уравнения движения поворотных элементов лопастей ветроустановки при переменном угле атаки
без учета поворота ротора
3.3.3. Математическая модель динамики поворотных элементов лопастей ветроустановки при переменном угле атаки
с учетом поворота ротора
3.4. Методика расчета решетчатых лопастей ветроустановки
3.5. Синтез параметров решетчатых лопастей ветроустановки
Выводы по третьей главе
Глава 4. Модельный эксперимент
4.1. Определение критериев подобия, необходимых для создания экспериментальной модели
4.2. Конструкция стенда
4.3. Описание работы стенда
4.4. Проведение экспериментов и обработка результатов испытаний .
4.5. Технико-экономическое обоснование проектирования и производства ветроустановок мощностью до 2 кВт
Выводы по четвертой главе
Заключение
Список использованных источников
Приложения
Акт использования результатов диссертационной работы
Патент Российской Федерации
Введение

В настоящее время вопрос рационального использования, энергетических ресурсов является одним из наиболее важных для экономики* Российской Федерации. В конце ноября 2009 года Государственная дума РФ приняла закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышения * энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Принятый закон, действующая в стране Государственная программа энергосбережения, и повышения энергетической эффективности на период до 2020 года направлены на реализацию активно проводимой государством политики сбережения и рационального использования энергетических ресурсов — богатства нашей страны.
Рост цен на основные источники энергии, ухудшение экологической обстановки все острее ставят вопрос об использовании альтернативных’ энерготехнологий и возобновляемых энергоресурсов. Из таких энергоресурсов наиболее распространенным и доступным является ветер. Суммарная мощность ветроэнергетических установок в Европе в 2000 г. составила примерно 8000 МВт, прирост за один год превышает 20%. В ветроэнергетиче- ' ских установках заинтересованы фермерские хозяйства, удаленные от централизованного электроснабжения, жилищные товарищества.
Ветроэнергетические установки, работающие в Европе и США, обладают, как правило, большой мощностью, имеют высокую цену. Серьезным недостатком установок пропеллерного типа является исключение из оборота прилежащей территории вследствие ультразвуковых колебаний. Кроме того, для большинства регионов России характерны среднегодовые скорости ветра до 5 м/с. Существующие установки рассчитаны на значительные ветровые потоки (8-10 м/с) и предназначены для использования, как правило, в приморских районах.

Регулирование ветродвигателя путем поворота лопасти вокруг ее оси маха показано на рис. 2.4.
Рис. 2.4. Регулирование поворота лопасти вращением вокруг оси маха:
а - масса грузов сосредоточена в лопасти; б- с дополнительным грузом; в - регулирование поворотом лопасти по системе Шаманина; г — регулирование поворотом лопасти под давлением ветра
Регулирование осуществляется с помощью дополнительных масс в виде грузиков 1 (рис. 2.4, а) на концах штанги 2. Грузики 1 поворачивают лопасть в направлении, указанном стрелкой Б; при этом угол атаки а уменьшается до отрицательного его значения, вследствие чего ветроколесо притормаживается. В обратное рабочее положение лопасть устанавливается пружиной 3. Подобного результата можно добиться, поворачивая лопасти около оси маха против ветра, когда угол а увеличивается, а силы, вращающие ветроколесо, убывают и на концах лопасти изменяют свое направление, в результате чего ветроколесо затормаживается (рис. 2.4, в). Аналогичным образом действует схема регулирования (рис. 2.4, 6). Для регулирование ло-