Проверка выбранных моделей ВЭУ на соответствие классам безопасности по экстремальной скорости ветра на высоте башни ВЭУ по ГОСТ Р54418.1-2012 (МЭК61400-1)

Модель	Nуст, кВт	Класс (предельная экстрем. скорость)	Высота башни ВЭУ (экстрем. скорость на высоте башни)
АОС15/50		II (<42,5 м/с)	30 (33,5)	-
E-3120		IIa (<42,5 м/с)	30 (33,5)	40(35,5)
Northwind 100		IIa (<42,5 м/с)	-	40(35,5)
29-STALL-200 kW		I (<50 м/с)	30 (33,5)	40(35,5)
29-STALL-225 kW		I (<50 м/с)	30 (33,5)	40(35,5)
	модели ВЭУ, которые соответствуют ГОСТ Р54418.1-2012 модели ВЭУ, которые соответствуют ГОСТ Р54418.1-2012 с большим запасом прочности

Ответ: С учетом климатических условий рассматриваемой площадки не могут быть установлено 5 вариантов ВЭУ под номерами: 5, 6, 8, 9, 10; по классу безопасности все выбранные модели проходят.

Сокращение предварительно отобранных вариантов ВЭУ

Окончательный выбор модели ВЭУ на предполагаемой площадке осуществляется в результате технико-экономического обоснования.

Для уменьшения количества вариантов можно вводить дополнительные критерии – показатели энергоэффективности:

- коэффициент использования установленной мощности ВЭУ , равный отношению выработанной энергии ВЭУ за год к энергии, которую выработала бы ВЭУ при работе в течение года с установленной мощностью, о.е.:

, (11)

где -годовая выработка энергии ВЭУ.

- показатель удельной энергии с единицы ометаемой площади согласно ГОСТ Р 51991-2002:

, (12)

где F_вк - ометаемая площадь ветроколеса для крыльчатых ВЭУ определяется по формуле:

. (13)

Выбор ВЭУ по критериям энергоэффективности следует производить только для вариантов ВЭУ с одинаковой высотой башни.

Также при выборе модели ВЭУ следует рассматривать и дополнительные критерии энергоэффективности:

1. Число часов использования установленной мощности ВЭУ за период Т (обычно 1 год) :

.(14)

Характерный диапазон изменения - 2000 – 4000 ч/год.

2. Время работы и простоя ВЭУ за расчетный период времени Т.

Расчет режима работы одиночной ВЭУ в централизованных и децентрализованных системах энергоснабжения

Расчет возможной годовой выработки ВЭУ может осуществляться:

- По ряду значений скорости ветра по формуле:

= , (15)

где k – количество наблюдений за скоростью ветра; Dt_i – интервал времени между смежными наблюдениями за скоростью ветра и ; – развиваемая мощность ВЭУ определяется по энергетической характеристике ВЭУ в зависимости от .

- По повторяемости скорости t(V):

, (16)

где N^гр, ед. – количество градаций; Т, ч – период наблюдения, равный одному году (8760 часов); , м/с – средняя скорость j-ой градации; , ед. – повторяемость скорости ветра, попадающих в диапазон j-ой градации; – развиваемая мощность ВЭУ определяется по энергетической характеристике ВЭУ в зависимости от .

Мощность ВЭУ определяется для каждого значения скорости ветра или каждого значения средней скорости градации
( = ) по энергетической характеристике ВЭУ N_ВЭУ(V) (см.рис.6) следующим образом:

0 при ≤ V_min или > V_max;

N_ВЭУ( ) при V_min < < V_p;

N_ВЭУ= N_устпри V_p ≤ ≤ V_max для ВЭУ с φ^о = var (17)

или

N_ВЭУ( ) ≤ N_уст для ВЭУ с φ^о = const.

Рис.6

Пример 4

Дано: Параметры предварительно выбранных моделей ВЭУ и их годовые выработки в ветровых условиях площадки на высоте башни ВЭУ в таблице 10.

Таблица 10

№	Модель	Производитель		Dвк,	Нб	при Нб= 60 м, МВт.ч	при Нб= 70 м, МВт.ч
кВт	м	м
	E48/800	Enercon			60/70
	E53/800	Enercon
	H56-850	HZ Windpower
	G52-850	Made			60/70
	G58-850	Made
	V52/850	Vestas			60/70
	52-900	AWE
	54-900	AWE
	E44/900	Enercon			60/70
	Directwind 52/900	EWT

Определите наиболее энергоэффективные модели ВЭУ из таблицы, для которых определите число часов использования установленной мощности ВЭУ.

Расчет:

Выбор ВЭУ по критериям энергоэффективности производим для вариантов ВЭУ с одинаковой высотой башни – 60 м и 70 м. Расчет основных показателей энергоэффективности моделей ВЭУ для всех вариантов высот башен произведен по формулам (1) и (2), результаты расчета представлены в таблице 11.

Анализ результатов расчетов выявил:

1. Наибольшие показатели энергоэффективности среди моделей ВЭУ с высотой башни 60 м имеет модель V52/850 (Vestas). Число часов установленной мощности определим по формуле (14): ч.

Таблица 11