Ветроэлектрическая станция

        ветроэнергетическая установка, преобразующая кинетическую энергию ветрового потока в электрическую. В. с. состоит из ветродвигателя (См. Ветродвигатель), генератора электрического тока, автоматических устройств управления работой ветродвигателя и генератора, сооружений для их установки и обслуживания. В большинстве случаев В. с. пользуются как источником электроэнергии относительно небольшой мощности в местах, характеризующихся хорошим ветровым режимом (среднегодовая скорость ветра превышает 5 м/сек) и удалённых от сетей централизованного электроснабжения (Арктика, прибрежные зоны Каспийского и Охотского морей, степи, пустыни и полупустыни). Наиболее перспективно применение В. с. в сельском хозяйстве.

         Первая в мире В. с. мощностью 8 квт с инерционным аккумулятором построена в 1929—30 в СССР (в г. Курске) по проекту советского изобретателя А. Г. Уфимцева и профессора В. П. Ветчинкина. В 1931 была сооружена В. с. мощностью 100 квт для параллельной работы с мощной тепловой электростанцией, питающей электроэнергией г. Севастополь. В 50-х гг. 20 в. было построено несколько В. с. мощностью 30 квт с тепловым резервом, а также многоагрегатная В. с. мощностью 400 квт (в Казахстане), состоящая из 12 установок, работающих параллельно с дизельной электростанцией. Во Франции эксплуатируется В. с. мощностью 640 квт. Наиболее мощная (1,25 Мвт) В. с. построена в США. Самые малые В. с. имеют мощность 100 вт. Во всём мире насчитывается более 70 тыс. В. с. (по данным ЮНЕСКО на 1967).

         В. с. малой (до 3 квт) мощности (рис. 1) имеют генераторы постоянного или переменного тока и работают с батареями электрохимических аккумуляторов, которые не только запасают энергию на периоды безветрия, но и сглаживают пульсации напряжения. В. с. средней (рис. 2) и большой мощности вырабатывают переменный ток. При изолированной работе для улучшения качества энергии и её кратковременного аккумулирования В. с. снабжают инерционными аккумуляторами и электрическими регуляторами напряжения. Наиболее эффективно применение В. с. совместно с тепловым (дублирующим) двигателем или параллельно с не ветровой электростанцией.

         В широко распространённых В. с. быстроходное ветроколесо соединено через повышающий 2—3-ступенчатый редуктор с генератором, все основные механизмы расположены в головке, а энергия от генератора передаётся потребителю по электрическому кабелю; электрическая аппаратура управления обычно располагается в помещении, находящемся рядом с башней. Такие В. с. требуют меньше металла, но они создают некоторые неудобства в эксплуатации. Реже встречаются В. с. с 2 редукторами (верхним и нижним), соединёнными вертикальной механической передачей. В этом случае генератор располагается внизу, в помещении. В таких В. с. проще обслуживание и ремонт оборудования, но кпд их меньше из-за расхода части энергии на трение в дополнительных элементах механической передачи. Применяют также В. с. с пневматической передачей мощности, предложенной французским инженером И. Андро. В этой В. с. быстроходное ветроколесо имеет полые лопасти, через каналы которых при вращении с большой скоростью выбрасывается воздух. В башне создаётся разрежение, и перемещением воздуха, засасываемого из атмосферы, приводится во вращение воздушная турбина, соединённая с генератором. Такая В. с. имеет малые перегрузки, требует меньше металла, чем обычные В. с., надёжна в эксплуатации, но конструктивно более сложна и имеет меньший кпд. Для надёжного ограничения мощности во время больших скоростей ветра (бурь), поддержания постоянства частоты вращения и напряжения генератора применяют сложные автоматические системы аэродинамического и электрического регулирования параметров В. с. (см. Ветродвигатель), а также автоматически управляемую бесступенчатую (фрикционную) передачу от ветродвигателя к генератору. Такая бесступенчатая передача установлена на В. с. типа Д-12, построенной в СССР в 1957. При параллельной работе применяют устройства, ограничивающие перегрузки (асинхронные муфты скольжения и др.).

         Работы по созданию более современных и экономичных В. с. ведутся в СССР, Великобритании, Франции, ФРГ, Канаде и др. Разработаны проекты В. с. мощностью до 5 Мвт (Филиппины, 1967). В перспективе применение полностью автоматизированных В. с., а также тропопаузных (высотных) станций, представляющих собой комплекс из ветроколеса, укрепленного на оболочке аэростата, электрического генератора и аппаратуры автоматического управления и регулирования, размещаемых внутри оболочки (в гондоле). Аэростат (дирижабль) поднимают на высоту 8—12 км, в зону постоянно действующих с большой скоростью (до 100 м/сек) воздушных потоков. См. Ветроэнергетика.

        

         Лит.: Рождественский И. В., Шефтер Я. И., Полуавтоматическая ветроэлектрическая станция с бесступенчатой передачей, «Вестник сельскохозяйственной науки», 1958,.№ 12; Ветроэлектрические станции, М. — Л., 1960.

         Я. И. Шефтер.

        

        Рис. 2. Полуавтоматическая ветроэлектрическая станция Д-20 с тепловым резервом.

        

        Рис. 1. Ветроэлектрическая станция ВЭ-2М.