Рассматриваются принципы работы современных ветроустановок различных конструкций, в том числе нетрадиционных, а также их варианты наземного базирования. Проведено математическое моделирование и исследование ветроустановок с вертикальным валом с крыльями и плоскими лопастями. Описываются разработанные авторами ветроустановки, в которых используются предложенные методы оптимизации систем управления. Рассмотрены вопросы применения накопителей энергии в составе ветроэнергетических установок для согласования процессов генерации и потребления электроэнергии, существенного повышения эффективности и надежности ветроэлектростанций.
Монография может представлять интерес для специалистов, связанных с разработкой, проектированием, исследованием и применением ветроэнергетических установок, а также может быть полезна студентам, магистрантам, аспирантам, проходящим обучение по направлению «Электроэнергетика и электротехника».
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ......................................................................................................... 7
Введение ............................................................................................................... 8
Глава 1. Обзор современных ВЭУ ..................................................................... 13
1.1. Варианты преобразования энергии ВП ...................................................... 13
1.2. ВЭУ с горизонтальной осью ........................................................................ 19
1.3. ВЭУ с вертикальной осью ............................................................................ 25
1.4. Комбинированные ВЭУ ................................................................................ 32
1.5. Многомодульные ВЭУ .................................................................................. 36
1.6. Безлопастные ВЭУ ....................................................................................... 39
1.7. Высотная ветроэнергетика .......................................................................... 44
1.8. Мощные ветрогенераторные станции ........................................................ 50
1.9. Масштабирование ветроустановок ............................................................. 53
1.10. Регулируемые ветроэнергетические системы ......................................... 54
Заключение по главе 1 ........................................................................................ 58
Глава 2. Математическое моделирование ВЭУ ................................................ 61
2.1. Классическая теория идеальной ветроустановки ...................................... 63
2.2. Взаимодействие ВП с лопастью ветроустановки ....................................... 65
2.3. Оптимизационная модель ВЭУ ................................................................... 74
2.4. Оптимизация идеальной лопасти ВЭУ ....................................................... 79
2.5. Оптимизация неидеальной лопасти ВЭУ ................................................... 85
2.6. Равновесные показатели энергоэффективности ВЭУ ............................... 89
2.7. Рекомендации по технической реализации оптимальных ВЭУ ……......... 94
Заключение по главе 2 ......................................................................................... 96
Глава 3. Разработка перспективных ВЭУ ........................................................... 99
3.1. ВЭУ с горизонтальной осью вращения ........................................................ 99
3.2. Летающие ВЭУ и ВЭУ с вертикальной осью вращения
и системами оптимизации .................................................................................. 109
3.3. ВЭУ с нерегулируемыми и саморегулируемыми рабочими
органами .............................................................................................................. 140
3.4. Безредукторные ВЭУ ................................................................................... 153
Заключение по главе 3 ....................................................................................... 159
Глава 4. Накопители энергии в современной электроэнергетике ................... 161
4.1. Типы накопителей энергии .......................................................................... 163
4.2. Системы накопления электрической энергии ............................................ 168
4.3. Области применения СНЭ ........................................................................... 169
4.4. Мировой опыт применения СНЭ ................................................................. 180
4.5. Отечественный опыт применения систем накопления
электроэнергии .................................................................................................... 188
Заключение по главе 4 ........................................................................................ 192
Заключение .......................................................................................................... 195
Библиографический список ................................................................................ 198