Cуществующие ветроэлектростанции можно разделить на две основные группы в зависимости от расположения оси вращения вала генератора: с горизонтально расположенным валом генератора (пропеллерные) и вертикально расположенным валом генератора (виндроторные).

Исторически сложилось так, что пропеллерные ветроэлектростанции получили более широкое распространение. Виндроторные станции, теоретически превосходя по ряду экономических и технических характеристик, до настоящего времени просто не имели достаточно простого и экономически оправданного решения конструкции.



Сравнительная характеристика

Пропеллерные ветростанции имеют 1, 2 или 3 лопасти сложной конструкции, дорогой редуктор, систему контроля и тормоза.

Известно, что из ветра максимально можно извлечь 59 % кинетической энергии, после чего движение воздуха прекратится.

Преобразование кинетической энергии ветра пропеллерными станциями в механическую широко варьируется в пределах от 10 до 30 %, в зависимости от типа станции. Можно уточнить, что эти результаты верны только в том случае, если направление ветра перпендикулярно рабочему профилю лопастей станции. При порывистом и изменчивом ветре результаты извлечения энергии ветра более удручающие, поскольку системы «наведения на ветер» являются примитивными в виде хвоста и расположены за рабочей поверхностью пропеллера, в «отработанном» потоке воздуха, а не в поступающем. Из‑за неэффективности даже такого наведения на ветер многие современные ветростанции выпускаются без системы «наведения» (в больших станциях «наведение на ветер» осуществляется за счет поворота лопастей пропеллера специальным механизмом). Механическая энергия пропеллерных станций преобразуется в электрическую с КПД 50‑69 % (различные типы редукторов, вязкость трансмиссионного масла). Другой факт — пропеллерные станции часто выходят из строя из‑за высоко расположенного ветроагрегата, поскольку не производится ежегодное обслуживание и замена масла. Как результат — относительно высокая стоимость кВт-ч электроэнергии.



Виндроторная электростанция ВВТ «ЭНЭКСИС»

ВВТ «ЭНЭКСИС» — ветроэлектростанция с вертикально расположенным валом генератора. Основным преимуществом конструкции ветростанции является ее независимое «наведение на ветер». Неограниченная скорость вращения ротора позволяет работать со всеми встречающимися ветрами, включая штормовые.

В результате использования уникального решения системы ротор – статор, которая «форсирует» поступающий ветер, а также грамотного решения электрической схемы и генератора стало возможным преобразование кинетической энергии ветра в механическую на уровне 39‑42 % и преобразование механической энергии в электрическую на уровне 90‑94%! Модульная конструкция позволяет установить необходимую мощность для потребителя, основываясь на характеристиках ветра в месте установки. Еще одно преимущество ветроэлектростанции — расположение генератора, электрической схемы и аккумуляторов на уровне земли. Это позволяет своевременно, легко и без больших затрат производить техническое обслуживание станции. Как результат — низкая стоимость кВт-ч электроэнергии и удобство эксплуатации.

Парадокс: среднее значение кубов скоростей различных ветров (составляющих ветер) всегда больше куба средней скорости ветра.

Причина этого явления в том, что усреднение скорости ветра приводит к игнорированию энергии ветров, которые пропорциональны кубу скорости ветра, выше и ниже среднего значения.

Способность воспринимать энергию ветра любого направления в такой же кубической зависимости является «краеугольным камнем» ветроэлектростанции ВВТ «ЭНЭКСИС».

Виндроторные станции являются всеветровыми, то есть утилизируют ветер любого направления и скорости. Коэффициент извлечения энергии ветра в 1,5‑3 раза выше, чем у пропеллерных станций такой же мощности.