Ветрогенератор Ф-Дарье для распределенной генерации

Описание проекта

На базе нашего ветрогенератора FD-5000(15000) и солнечных батарей компании Хевел нами был разработана кластерная технология локальных сетей энергоснабжения (микрогридов) на изолированных от энергосетей территориях.

Ядром кластера является дизельная электростанция (ДЭ), обеспечивающая электроснабжение всей нагрузки населенного пункта и накопитель энергии, рассчитанный на обеспечение автономной работы нагрузки в течение 4 часов. Каждый потребитель имеет ветро/солнечный модуль мощностью 5-15 кВт, собственный накопитель и инвертор. Собственный накопитель и инвертор должны обеспечить работу при кратковременном пиковом увеличении нагрузки, например – одновременное включение электрочайника, микроволновки и утюга. Учитывая, что суточное потребление крайне неравномерно, а выработка электроэнергии более-менее постоянна, возникает избыток энергии, который направляется другим потребителям и обеспечивает подзарядку общего накопителя.

Электроэнергия от ветрогенератора и/или солнечной панели поступает в контроллер, на выходе которого формируется стабилизированное напряжение постоянного тока, заряжающее аккумуляторную батарею (АКБ). АКБ обеспечивает питание нагрузки, подключенной через инвертор с выходным напряжением 220/380В. Инвертор отслеживает наличие сетевой электроэнергии и синхронизируется с ней по частоте, фазе и мгновенному значению.

В штатном режиме нагрузка всегда подключается через инвертор к АКБ, не потребляя электроэнергию от сети. При длительных неблагоприятных условиях (безветрие и пасмурная погода) АКБ разряжается и коммутатор подключает контроллер к сети для зарядки АКБ до оптимальных значений. При благоприятных погодных условиях, когда АКБ заряжена полностью, а генерация продолжается — инвертор переходит в режим отдачи избыточной энергии в сеть.
Интегрированная система АСКУЭ контролирует и ведет учет как потребленной, так и отданной в сеть электроэнергии.

При недостатке из-за неблагоприятных погодных условий энергии, для обеспечения всех потребностей кластера, расходуется энергия из общего накопителя. При снижении уровня заряда накопителя до 70%, запускается дизельная электростанция. Экономия дизельного топлива в правильно спроектированном кластере может составить до 80% при высочайшей устойчивости кластера, как к поломкам, так и неравномерности энергопотребления.
Возможно включение в кластер любых других генерирующих систем: геотермальных, биоэнергетических и т.п.

Ключевым элементом кластера является разработанная нами конструкция ветрогенератора. Благодаря изогнутым лопастям, форма которых описывается формулой параболического косинуса, он имеет минимальные внутренние напряжения, возникающие при вращении, что позволяет при прочих равных условиях укоротить поперечные верхний и нижний кронштейны, уменьшив на них нагрузку, а близкая к сферической форма ветроротора Ф-Дарье имеет максимальную ометаемую площадь при минимальных размерах. Примененное техническое решение позволило также использовать неподвижную ось и полностью решить проблему с нагрузками, вызванными эффектом Магнуса.

За счет оптимизированной формы лопасти и правильно рассчитанных углах атаки, удалось стабилизировать скорость вращения ветроротора при сильных ветрах вплоть до 60 м/с за счет рассчитанного срыва ветрового потока. При этом ветрогенератор не прекращает выработку энергии во всем диапазоне скоростей ветра, что приводит к увеличению выработки энергии на 35-50 % за счет более высокого коэффициента использования установленной мощности (КИУМ).

Дополнительному увеличению КИУМ способствует и конструкция многообмоточного низкооборотного генератора, работающего с более широким диапазоном частот вращения и автоматическим регулированием вольтамперных характеристик генератора.
Проект защищен 4 патентами и рядом ноу-хау. Особенности технологии производства защищают от реверс-инжиниринга.

Ветрогенератор стал лучшим проектом НТИ в Пермском крае 2020г. и номинантом Национальной премии в области экологических технологий 2021.

Технология уникальна и Федеральным «Агентством по технологическому развитию» включена в каталог инновационных технологий мирового уровня (https://atr.gov.ru/tech/275056612211)

#инвестиционно_привлекательный

https://k-technology.org/