Ветродвигатели в России.Крым
Ай-Петринская ветроэлектростанция имеет по проекту два ветродвигателя на одной башне. Каждый ветродвигатель имеет ветроколесо диам. 80 м с тремя лопастями. При каждом ветроколесе имеется гидравлический редуктор, повышающий обороты с 20 до 60 об/мин, генератор трехфазного тока 5000 кВт, 6000 В и комплекс механизмов управления и регулирования.
Нижняя установка находится на высоте 65 м от земли, а верхняя — на вершине башни, на высоте 158 м. Общее для обоих ветродвигателей распределительное устройство и щиты находятся в добавочном этаже машинного зала нижней установки. Отсюда ток по 6кв кабелям подводится к основанию башни на специальные кольцевые токосъемы, так как башня поворачивается на своем основании в зависимости от направления ветра.
С токосъемов ток поступает на повысительную подстанцию в 6/110 кв.
В основном проекте, утвержденном в Главэнерго в 1934 г., башня представляла собой железобетонную трубу с внешним диаметром 6,5 м, заключающую внутри себя лестницу и два лифта. В вертикальном положении башня удерживается тремя растяжками, по восьми стальных канатов каждая. Чтобы разгрузить низ башни от больших изгибающих моментов, а также в целях предоставления ей возможности устанавливаться всегда ветроколесами против ветра, основание башни поставлено на шарнир — гидравлический подпятник.
Шарнир представляет собою стальной цилиндр, установленный на фундаменте и наполненный специальной густой мазью из вискозина с канифолью. Сверху этот цилиндр запирается поршнем, на котором и стоит вся башня. Специальная конструкция поршня позволяет ему покачиваться в цилиндре, не нарушая плотности запирания мази, находящейся под «давлением около 350 ат, и вращаться в нем с минимальным сопротивлением.
В целях устранения провисания растяжек и уменьшения при этом отклонения башни от вертикального положения, в каждой растяжке, помимо основных канатов, имеются поддерживающие канаты, размещенные выше и несущие на себе вес основных канатов и позволяющие им всегда сохранять прямолинейную форму.
Так как ствол башни должен поворачиваться, растяжки и их поддерживающие канаты прикреплены к башне через кольцо тележек, внутри которого башня прокатывается, опираясь на него рельсами. Ветродвигатель металлической конструкции имеют лопасти, самоустанавливающиеся взаимодействием центробежных и аэродинамических сил.
Регулирование лопастей осуществляется посредством сервомоторов, перемещающих имеющиеся на лопастях специальные балансирующие грузы.
Сервомоторы управляются воздействием от центробежного регулятора и регулятора мощности.
Передача энергии вращения ветродвигателя генератору идет по следующему пути: ветроколесо вращает коренной вал, который своим концом входит внутрь ствола башни.
При помощи шарнирной муфты к этому коренному валу присоединен второй коренной вал, находящийся внутри башенного ствола и заканчивающийся многодисковой фрикционной муфтой с гидравлическим прижимом дисков.
Фрикционная муфта имеет предохранительное значение, автоматически отключая от ветроколеса последующие звенья в аварийных случаях, что совершенно необходимо, если учесть огромную инерцию 80-м ветроколеса, имеющего на конце окружную скорость 85 м/сек. За фрикционной муфтой следует расположенный уже по другую сторону ствола башни ротативный масляный насос, которым и заканчивается цепь элементов, жестко присоединенных к ветроколесу.
Насос подает масло в находящуюся в верхнем этаже турбину Пельтона, соединенную непосредственно с генератором переменного тока.
Для отвода выделяющегося в гидравлической передаче тепла часть циркулирующего в системе масла пропускается через специальный радиатор, выпускаемый вниз на ветер из хвостовой части машинного здания.
Гидравлическая передача обеспечила приведение генератора во вращение со строго равномерной скоростью от ветродвигателя, которому в силу порывистости и непостоянства ветра нельзя гарантировать ни достаточно постоянного числа оборотов, ни отсутствия перегрузок по вращающему моменту.
Стоимость Ай-Петринского мощного ветросилового агрегата на 10 тыс. кВт в первом экземпляре по ценам 1936 г. определена суммою около 10 млн. руб., т.е. около 1000 руб. за 1000 Вт.
Стоимость энергии была определена в 5 коп. за 1 кВт^ч.
Годичная выработка была исчислена в 25 млн. кВт^ч, а приведенное число часов использования в году — 2500.
Ветросиловой агрегат Ай-Петринской ВЭС имеет удельный расход металла около 220 кг/1000Вт при железобетонной башне и около 340 кг/1000Вт при металлической башне.
Малый расход металла обусловлен хорошими ветровыми условиями Ай-Петринской Яйлы — на уровне ветроколес
Vсредн = 9 м/сек.