Ветрогенераторы фирмы «Nordex»
Примером ветрогенераторов класса с мощностью от 600 кВт до 2,5 МВт, работающих параллельно с энергосистемой, являются также находящиеся в эксплуатации или в стадии разработки ВЭУ немецкой фирмы «Nordex GmbH». Ветрогенератор с асинхронным генератором Nordex N80/2500 1159] одна из последних и наиболее крупных ВЭУ из разработок этой компании. Ее общие технические данные и данные ВЭУ Nordcx-1300 представлены в табл. 5.7.[ad#строчный]
На рис. 5.52 приведен общий вид головки ветрогенератора Nordex N80/2500.
Ветрогенератор состоит из трех лопастей, ступицы, поворотных подшипников и приводных механизмов, изменяющих угол установки лопастей. Лопасти изготовлены из полиэстера, армированного стекловолокном. Аэродинамический тормоз создается самими лопастями, которые могут поворачивался перпендикулярно плоскости вращения турбины. Лопасти оснащены системой молниезащиты, состоящей из металлического приемника, передающего энергию молнии на ступицу.Ведущая механическая цепь состоит из вала ротора, трансмиссии, присоединенной с помощью подвижной муфты, пластичного карданного соединения и асинхронного генератора. Трансмиссия выполнена в виде двухступенчатой планетарной передачи.
Охлаждение производится по двум охлаждающим контурам. Подшипники постоянно смазываются путем разбрызгивания. Температура подшипников и масла постоянно контролируется.
Рис. 5.52. Обший вид головки ветрогенератора Nordex .N8(1/2500: I -лопасти; 2 — ступица; 3 — рама головки ВЭУ; 4 — подшипники ротора; 5 -вал ротора; 6 — трансмиссия; 7 — дисковый тормоз; 8 — муфта генератора;9 — генератор; 10 — охлаждающий /шдиатор; 11 — вентиляторы радиатора; 12 — система ветроизмерения; 13 — система управления; 14 — гидравлическая система; 15 — поворотный привод; 16 — опорные подшипники головки; 17-кожух; 18-башня; 19-система изменения угла,установки лопасти В качестве генератора использована асинхронная двухскоростная машина с номинальной мощностью 2500 кВт. Оптимальная температура асинхронного генератора поддерживается водно-гликолевым охлаждающим контуром.[adsense_id=»1″]
Роль аэродинамического тормоза выполняется лопастями, управление производится независимо для каждой лопасти.
В случае сбоев в работе ветродвигателя лопасти устанавливаются в положение, перпендикулярное плоскости вращения ветрогенератора.
[ad#строчный 2]
Кроме того, NordexN80/2500 оснащается механическим тормозом, создающим усилие, равное 1.2
номинального момента. Механический тормоз работает совместно с лопастями и фиксирует ветродвигателя в заторможенном состоянии. Механический тормоз также фиксирует ротор в процессе монтажа ветрогенератора и во время технического обслуживания. Механический тормоз имеет систему ограничения тормозного момента, т.е. тормозной момент изменяется по наклонной характеристике, обеспечивающей уменьшение нагрузки на ведущую механическую цепь.
Направление ветра постоянно отслеживается двумя флюгерами, расположенными на головке ветрогенератора. При изменении направления ветра головка ветрогенератора поворачивается с помощью двух двигателей с трансмиссиями, перемещающихся по поворотному кольцу. После прекращения поворота головка фиксируется поворотными тормозами. Поворотные тормозные системы расположены по окружности поворотного кольца и на скоростном валу трансмиссий поворотных двигателей.
Башня и управление ветрогенератора Nordex
Ветродвигатель Nordex N80/2500 кВт возводится на цилиндрической башне, высотой 60 или 80 м. Лестница для персонала расположена внутри башни. Конструкция фундамента зависит от параметров грунта на площадке.
Башня закрепляется на фундаменте болтами с помощью двойного фланца. Управление работой ветрогенератора осуществляется программируемым логическим контроллером, анализирующим данные, поступающие с различных датчиков. Подключение к сети осуществляется через IGBT-преобразовагель, основанный на принципе асинхронного генератора, рейдирующего коэффициент мощности в пределах от 0,9 до 0,99. Эта система может
ограничить пусковой ток асинхронного генератора.
Контроль на ветродвигателем Nordex
Все ветродвигатели Nordex оборудованы системами удаленного контроля и автоматической системой управления, постоянно контролирующей работу ветрогенератора, а необходимое программное обеспечение может быть установлено на любой персональный компьютер. Показатели работы ветродвигателя, такие как мощность, скорость ветра, направление ветра, температура каждой системы и гидравлическое давление, могут быть не только отображены на экране монитора, но и скорректированы. В случае возникновения аварийных ситуаций сервисная команда анализирует сбой без выезда на место.
Контроллер обеспечивает оптимальную работу ветродвигателя в зависимости от ветровых и погодных условий. В случае отключения напряжения в сети система контроля и гидравлические клапана получают питание в течение 10 мин от источника бесперебойного питания (UPS).
Миддельгрунденский ветрогенератор большой мощности с асинхронным генератором компании «Bonus».Оффшорная ветроэнергетика
Примером реализации мощных ветродвигателей с асинхронными генераторами служит Миддельгрунденский ВЭС (г. Копенгаген, Дания).
Она введена в эксплуатацию 6 мая 2001 года и является самым грандиозным мировым проектом в этой области . Эта ВЭС включает 20 ветротурбин производства компании «Bonus» мощностью 2 МВт каждая, расположенных на мелководье (глубина 2,5 -Зм) Миддельгрунденской гавани по дуге на расстоянии 3 км от берега.
Одним из оригинальных решений в технике возведения ветродвигателей является отказ от моносваи; каждая башня высотой 64 м расположена на свободно установленном отдельном бетонном основании массой 1800 т, диаметром 16,7 — 17,6 м и высотой от 8 до 11,3 м в зависимости от глубины в месте установки каждого ветрогенератора; 430 м3 бетона пошло на одну плиту основание и 150 м3 на конус, предназначенный для соединения с мачтой ветротурбины.
Параметры ветродвигателя с асинхронным генератором компании «Bonus»
- Ротор ВТ — диаметр 76 м (фирма «FM Glasfiderblades»);
- Генератор — 2000 кВт, 400 В;
- Трансмиссия- планетарная / винтовое зубчатое колесо (фирма «Flcnder»);
- расстояние между ветродвигателями- 182 м;
- Общая стоимость проекта- 49,2 млн. евро;
- Выработка электроэнергии- 89-103 МВтч/г;
- Стоимость электроэнергии- 0,053 евро/кВт-ч.
В Дании в ближайшие 8 лет планируется строительство нескольких подобных ветроэлектростанций мощностью
150 МВт каждая, а к 2030 году предполагается 50% потребляемой в стране электроэнергии получать от ветрогенераторов, установленных в море.
Миддельгрунденский проект можно рассматривать как пионерский
в ряду масштабных проектов ветроэнергетики, которые разрабатываются в настоящее время в Европе. Сейчас во всем мире строится около 20 оффшорных ветродвигателей и все — в Северной Европе. Так, в Ирландии объявлено о начале строительства ветрогенераторов с установленной мощностью 520 МВт на участке Ирландского моря. Она
располагается примерно в 7 км от береговой черты со стороны Уиклоу Хед и порта Коргаун. При этом по плану первые 60 МВт этой ВЭС вводятся в эксплуатацию к осени 2002 года.
Объявлено о строительстве 18 оффшорных ветрогенераторов в Великобритании; на каждой ВЭС, установленной не далее 5 км от берега, будет сооружено по 30 ветрогенераторов высотой 61м и мощностью 3 МВт каждая, а общая мощность всех 18 ветродвигателей достигнет 1500 МВт. Стоимость проект оценивается в 2,3 млрд. дол. США.
Упомянутая выше фирма «Nordex» начинает строительство оффшорной ветровой станции Nordliehe Pommersche Bucht, которая будет сооружена в Балтийском море на расстоянии 42 км от побережья Германии. Она будет состоять из 70 ветрогенераторов суммарной мощностью 350 МВт, а диаметр их роторов достигает 115м. Строительство оффшорных ветрогенераторов в Германии развивается иначе, чем в других странах: тут ВЭС планируется сооружать на большем
расстоянии от берега — 35 — 45 км, причем наряду с ветрогенераторами мощностью 2-3 МВт планируется вводить в действие и ветродвигатели следующего поколения с установленной мощностью 5 МВт. Уже в 2003 голу ожидается
изготовление макета такой ветровой станции.
В целом же планируется, что до 2020 года оффшорная ветроэнергетика сможет удовлетворить значительную часть потребности Европы в электроэнергии.[adsense_id=»1″]