автореферат диссертации по энергетике, 05.14.08, диссертация на тему:Исследование ветроэнергетических установок, предназначенных для работы в низкоскоростных ветропотоках, разработка конструкторско-технологических решений и технологии индустриального строительства ВЭУ

На правах рукописи УДК 532.685-621.763

ИОВА К ЮРИЙ ИВАНОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ РАБОТЫ В НИЗКОСКОРОСТНЫХ ВЕТРОПОТОКАХ, РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ И ТЕХНОЛОГИИ ИНДУСТРИАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ВЭУ.

Специальность 05.14.08. «Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2003 г.

Работа выполнена в Московском авиационном институте (государственном техническом университете)

Научный руководитель - заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор В. В. Воробей

Официальные оппоненты:

• Заведующий кафедрой «Нетрадиционных источников энергию) МЭУ, доктор технических наук, профессор В.И. .Виссарионов. - Начальник отделения ЦНИИ СпецМаш кандидат технических наук, А.И. Уфимцев

Ведущее предприятие - ОАО КОМИЭНЕРГО

Защита состоится «

_» _2003 г. на заседании

диссертационного совета Д212.125.08 в Московском авиационном институте (государственном техническом университете) по адресу: 125993, г. Москва, А-80, ГСП-3, Волоколамское ш., д.4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского авиационного института (государственного технического университета).

Автореферат разослан « 2003

г.

Ученый секретарь диссертационного Совета Д212.215.08, к.т.н., доцент

Э.Н. Нитпорец

Общая характеристика работы

В середине 80-х годов в СССР была принята "Энергетическая программа СССР", в которой отмечалось, что в стране наметилось исчерпание извлекаемых и удобных запасов нефти. Дальнейший рост производства энергии в ближайшие 20 30 лет должен обеспечиваться в основном за счет угля, в том числе низкосортного, и все более - ядерного топлива Далее предположительно можно надеяться на технологический прорыв в области освоения энергии термоядерного синтеза и на освоение возобновляемых источников энергии. Необходимость в смене ориентации в структуре энергобаланса страны признается многими специалистами и экспертами, однако практическая реализация откладывается до лучших времен.

В мае 1995 г. Президент РФ подписал Указ "Об основных направлениях энергетической политики и структурной перестройки топливно-энергетики Российской Федерации на период до 20 Юг". Этим Указом утверждена разработанная под руководством Минтопэнерго программа "Энергетическая стратегия России"- преемница "Энергетической программы СССР". В новой программе энергетика преимущественно ориентирована на использование газа, за счет форсированной добычи которою предполагается переструктурировать остальную топливную промышленность

Планы освоения возобновляемых источников энергии в новой программе практически не представлены. Между тем по прогнозам экспертов компании "ШЕЛЛ" (предсказавшей нефтяной кризис 1973г.) нетрадиционные возобновляемые источники энергии (солнечная, ветро-, гидро- и биоэнергетика),будут доминировать в мировом производстве энергии к 2050г Наибольшим энергетическим потенциалом обладает ветроэнергетика

Проблема использования энергии ветра в наши дни приобрела большую акту-

V

альность. Век дешевой энергии в России подошел к концу и использование средств нетрадиционной энергетики будет постоянно становиться более экономически целе-сообразлым. Во всяком случае это относится к потребителям в удаленных и сельских районах, из которых Россия в основном и состоит.

В условиях жесткого рынка энергоносителей - а Россия будет неуклонно приближаться к мировым стандартам этого рынка - альтернативная энергетика может представлять для конкретного потребителя и инвестора значительный интерес Вопреки расхожему мнению альтернативная энергетика не является даровой Инвестиции в расчете на единицу мощности в ветроэнергетике примерно соответствуют

показателям ТЭС и ГЭС.

1 „ЛЦИОНАЛЬНАЯ

По данным Научно-инженерного Центра экологического приборостроения и технологий (НИЦЭПТ) стоимость киловатта установленной мощности от ВЭУ оценивается в 2000...3000 $/кВт США Эти цифры согласуются с зарубежными данными, по которым стоимость первых ВЭУ была в пределах 1500...3000 $/кВт. Но по мере увеличения масштабов их производства и использования стоимость уменьшилась до 1000 2000 $/кВт, хотя для особо мощных ВЭУ и ВЭУ малой мощности стоимость достигает 3000 ,.4000$/кВт

Практически капиталоемкость ВЭУ сопоставима с капиталоемкостью тепловых (1150... 1470 $/кВт), атомных (1500 ..2500 $/кВт) и гидравлических (1150...3450 $/кВт) электростанций. По оценке экспертов В перспективе, по мере развития ветроэнергетики и при использовании новых технологий и материалов, можно ожидать уменешение стоимости ВЭУ до 500...700 УкВт вырабатываемой мощности. Решающим фактором эффективности становятся климатические условия, определяющие количество вырабатываемой энергии.

Однако в районах, где нет никакой энергосети, а топливо привозится издалека, вопрос об эффективности не стоит, как не стоит он и в случаях, когда электросеть не в состоянии обеспечить нужды, превышающие потребности холодильника и телевизора, или электросеть постоянно выходит из строя

Так, например, сельское население России составляет примерно 45 млн человек (30% от общего населения), из которых 20 млн не могут быть обеспечены требуемым энергоснабжением по централизованным электросетям ни технически, ни экономически. Их потребности сегодня покрываются в среднем на 70% поставками предприятий топливно-энергетического комплекса (ТЭК) и самозаготовками (до 10%) Остальные потребности просто не реализуются.

Есть и другие факторы, которые в ближайшие годы будут вынуждать к расширению Российского рынка средств нетрадиционной энергетики Это наличие огромных пространств со слабой энергетической инфраструктурой или полным отсутствием таковой (север, степи, отдаленные районы Сибири и Дальнего Востока) при интенсивной деятельности в этих районах (добыча нефти, золота и других полезных ископаемых, сельское хозяйство, рыбные и охотничьи промыслы, военное присутствие)

Таким образом, энергоснабжение целого ряда регионов страны превратилось в крупную государственную проблему.

В этом отношении российские условия уникально благоприятны для нетрадиционной энергетики Однако, по уровню использования нетрадиционных источнн-

ков энергии (ветроэнергетики) Россия в настоящее время занимает 67-е место и мире. Их удельный вес в энергобалансе страны оценивается примерно в 0,03%

Мировой рынок оборудования возобновляемой энергетики достиг в 1992 юду 40 млрд $ и стал одним из самых динамичных (период удвоения менее 15 лет), однако доля России в нем все еще близка к нулю

Повышение мировых цен на органическое топливо, трудности в обеспечении надежного топливно-энергетического снабжения удаленных районов, а также обострившиеся экономические проблемы с одной стороны и значительные достижения в области энергетического оборудования и строительной техники, с другой, привели к рентабельности малых установок возобновляемой энергии В совокупности все эти факторы обусловили перспективы их широкого применения для обеспечения электроэнергией изолированных от энергосистем потребителей.

В этой связи целью настоящей диссертации являлось исследование ветроэнергетических установок, предназначенных для работы в низкоскоростных ветропо-токах, разработка конструкторско-технологическпх решений и технологии индустриального строительства ВЭУ. Таким образом, актуальность данной работы в научном плане определяется необходимостью разработки, единого подхода к проектированию типоряда ВЭУ для обеспечения ее работы в низкоскоростных ветропо-токах во всех районах континентальной части, методики разделки трубы для получения сегментов башни по безотходной технологии, методики и программы расчета прочности стыков башни и башни в целом, принципа построения фундаментов для обеспечения безопасности работы ВЭУ в сейсмоактивных регионах с воздействием большой активности. С производственных позиций, актуальность исследования подтверждается возможностью разработки генеральной технологии создания ветроэнергетических установок, включающей изготовление отдельных элементов на заводах-изготовителях и сборку, монтаж, проверку СУ и запуск ВЭУ на объекте

Поскольку для достижения главной цели работы требовалось выполнить объем фундаментальных и экспериментальных исследований и испытаний, включая натурные на на изделии, были сформулированы н решены следующие задачи:

анализ энергопотенциала возобновляемых источников энергии (солнце, ветер, вода, биоэнергетика и др) и оценка возможности использования ветроэнергетических установок (ВЭУ) в качестве основного источника энергии в комбинированных системах энергоснабжения;

анализ условий использования ВЭУ ( в составе ВЭС для работы в больших энергосистемах и в составе локальных сетей и в автономном варианте) с позиций их высокой рентабельности,

разработка критериев и технических требований для формирования облика

ВЭУ,

исследование эффективности ВЭУ с позиции достижения максимальной выработки мощности в низкоскоростных ветропотоках. характерных для центрально-материковых районов и разработка технических решений ветроколеса (ВК),

разработка технического облика башен и мачт Для типоряда ВЭУ и проведение исследований по совместной их работе с ВК, гондолой и фундаментом в области аэродинамики, сейсмики, автоколебательных явлений, нагрузок и экологичности чистой эксплуатации,

разработка индустриальной технологии изготовления и испытаний ВЭУ в заводских условиях в целях сокращения объемов испытиний, сроков и стоимости пуско-наладочных работ на объектах,

разработка индустриальной технологии монтажа ВЭУ и структуры сервисного обслуживания в процессе эксплуатации;

исследование вопросов применения ВЭУ в сейсмоактивных регионах с высокой интенсивностью(10 12 баллов по шкале Рихтера).

Научная новизна работы

Впервые применен комплексный подход к исследованиям и проектированию ВЭУ, заключающийся в следующем:

- разработан единый подход к проектированию типоряда ВЭУ для обеспечения ее работы в низкоскоростных ветропотоках во всех районах континентальной части,

- в созданном типоряде заложен современный подход к обеспечению безопасности, отвечающий мировому уровню требований по сертификации ВЭУ и обеспечивающий экологическую чистоту и безопасность эксплуатации,

- разработана методика разделки трубы для получения сегментов башни по безотходной технологии,

- разработана методика и программа расчета прочности стыков башни и башни в целом.

- применен единый подход к разработке комплектов транспортных, монтажных средств и средств обслуживания, обеспечивающих безопасную эксплуатацию ВЭУ с минимальными затратами,

-разработаны принципы построения фундаментов для обеспечения безопасности работы ВЭУ в сейсмоактивных регионах с воздействием большой интенсивности

На защиту выносятся:

>

Результаты исследований теоретических основ создания высокоэффективных ВЭУ, и конкретных технологических процессов изготовления элементов конструкции ВЭУ различной мощности.

Сформулированные и обоснованные требования к техническому облику и требования к сертификации ВЭУ;

Результаты исследований прочности и жесткости различных конструктивных схем ВЭУ, предельных конструктивных параметров (запас прочности и т д ),

Комплексный подход к разработке ВЭУ и обеспечению ее качества, исходя из основных критериев индустриализации строительства;

Разработанная методика оценки качества ВЭУ и определены основные принципы контроля за обеспечением ее надежности.

Практические рекомендации по использованию разработанных высокоэффективных ВЭУ в качестве основных источников энергоснабжения.

Практическая значимость работы н реализация результатов исследований

Реализация проекта создания ВЭУ серии "ГЮРЗА" достойна практического осуществления, так как при этом решаются важные проблемы.

Разработка основана на новых физических принципах и является основой для создания нового класса ВЭУ. Создание ВЭУ серии "ГЮРЗА" производилась с реализацией принципов и подходов, принятых в оборонном комплексе России при создании образцов новой техники. При этом обеспечивается высокая выработка электроэнергии - коэффициент использования ВЭУ по времени в году достигает 0,9, что составляет 7800 часов в год работы ВЭУ в режиме отдачи мощности. Обеспечивается экологическая чистота и безопасность эксплуатации ВЭУ.

Разработанная ВЭУ соответствует Европейским и общемировым критериям безопасности и сертификации. Разработка осуществлялась с возможностью применения в режимах автономного использования, для работы на локальную сеть, а также на промышленную сеть

Применение ВЭУ, разработанных в проекте "ГЮРЗА", для энергоснабжения объектов народного хозяйства и МО РФ позволит в ближайшие 6 лет реализовать программы строительства ВЭУ и ВЭС и на их основе обеспечить до 1/3 потребностей регионов в энергии для нужд бытового потребления, сельской и городской инфраструктуры, промышленности с использованием'высокорентабельных ВЭУ, изготовленных на Российских заводах.

Для реализации программы ВЭУ могут быть в значительной степени использован промышленный потенциал России, в том числе ИВЧЕСМАШ (г.Иваново), ПМЗ (г.Подольск). ВЕТРОЭНЕРГОМАШ (г.Астрахань), ГОЗ (г.Санкт-Петербург) и других металлообрабатывающих предприятий.

Срок окупаемости программы строительства ВЭУ по проекту "ГЮРЗА" составит 2-3 года с учетом затрат на монтажные и пуско-наладочные работы и расходов на эксплуатацию.

Срок эксплуатации ВЭУ по проекту "ГЮРЗА" составляет 25 лет, в том числе 15 лет до капитального ремонта и 10 лет после капитального ремонта.

Личное участие автора

Предствленные в диссертационной работе результаты получены при непосре-стенном участии автора в качестве исполнителя при выполнении работ по данной тематике, включая постановку задачи, разработку экспериментального подхода к задаче, проведение экспериментов, анализ экспериментальных данных и проведеие расчетов, подготовку научно-техннческнх статей к печати и подготовку патентов

Апробация работы и научные публикации

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на международных симпозиумах' на У-м (в 1999г.) и IX (в 2003г) Международных симпозиумах "Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред"и публиковались в Международном журнале "Машиностроение и

У

автоматизация", №1, 1995г. Всего по теме диссертации опубликовано 3 статьи 17 патентов.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, ' общих выводов и приложения. Объем диссертации 523страниц компьютерного текста (32 рис, ¡о та б л ) Библиография диссертации составляет 08 наименований

Основное содержание работы

Во введении дана общая характеристика работы, сообщается о ее научной новизне*, дается обоснование выбранного направления работы. Сделан обзор исследований и проанализировано состояние вопроса и на основе сопоставления требований поставлена задача исследования.

В первой главе сделаны теоретические предпосылки создания высокорентабельных ВЭУ, а также показана актуальность проблемы и необходимость ее решения. Проведен анализ существующих в России энергосистем, анализ возможностей возобновляемых энергоисточников, а также анализ ветропотенциала по странам мира, Российской Федерации и СНГ.

На основании анализа развития мирового уровня ветроэнергетики и технических производственных характеристик ВЭУ ведущих мировых производителей, сформирована концепция создания качественно новых высокоэффективных ВЭУ . Задача по созданию качественно новых ВЭУ решается по следующим критериям: работа ВЭУ в низкоскоростных ветропотоках с выработкой номинала мощности и максимальным временем работы в году в режиме подачи номинальной мощности, быстрая окупаемость; обеспечение экономической безопасности; выполнение требований по сертификации и безопасности. Поэтому для создания ВЭУ, обеспечивающих выработку мощности в диапазоне 0,1. .1000 кВт, создан типоряд (табл I), основными критериями которого являются мощность и окупаемость

Таблица 1. Предлагаемый типоряд

№№ п/п Типоразмер Диапазон мощности, кВт Примечание

1 1 0,1...0,25

2 11 0,5 ..1,0

3 111 4,0... 16,0

■» IV 32.0...50,0

5 V 100...250

6 VI 300...1000

7 VII 4,0 .10,0 Спец ВЭУ для рабочих скоростей (60 м/с) астр:) в высокогорных р.нюнлч

Разработаны следующие функциональные типы ветроколес для ВЭУ IV и V типоразмеров - сдвоенное, соосное с фиксированным положением ВК одно относительно другою, для ВЭУ 11 и 11 I типоразмеров - сдвоенное, соосное с независимым вращением ВК, для ВЭУ 1 и VII типоразмеров - одиночные ВК с инженерным основанием для повышения отдачи, для ВЭУ VI типоразмера - комбинированное ВК 11а рис I приведена ВЭУ "ГЮРЗА" V типоразмера (класс 100 250 кВт)

Вторая глава посвящена анализу и разработке конструкторско-техно-логических решений ВЭУ Проведено построение технического облика ВЭУ. Сформированы требования к классификации нагрузок и основные технические требования к ВЭУ "2000" года Определены требования по сертификации и безопасности Проведен анализ конструкций башен ВЭУ с позиций взаимодействия ветро-ьолсса ВЭУ и башни технического облика конструкции башни IV и V типоразмеров типоряда ВЭУ по мощности Исследована прочность, жесткость и динамическая устойчивость конструкции башен ВЭУ для рабочих режимов эксплуатации. Создан математический аппарат для анализа и приведены результаты расчетного анализа

Рпс I Ветроэнергетическая установка * ГЮРЗА" ю.кх НЮ 250 кВт

ВЭУ предна шачена для выработки электрической мощности до 250 кВт в низкоскоростном диапазоне ветра (2,5...6,2 м/с). Режим работы -автоматический Расположение ВК -под ветер

Конструкция ВЭУ трех поточного исполнения (50, 150 и 250 кВт) с возможностью подключения и отключения каждого потока в отдельности Управление в рабочих режимах от бортовой компьютерной системы у правления

ВЭУ - стационарная, применяется для работы в промышленных и локальных сетяч, в автономном режиме, а также в составе ВЭС.

ВЭУ - модульная, ремонтопригодного исполнения, с комплектом грузоподъемных средств, находящихся в гондоле Монтаж ВЭУ - бсск-рановый, с применением специальных грузоподъемных средств

Транспортирование составных частей ВЭУ допускается всеми видами транспорта без ограничения скорости и расстояния

В третьей главе приведены результаты исследования технологических процессов изготовления, монтажа и эксплуатации ВЭУ Основным критерием, положенным в основу разработки является "индустриализация строительства", т е создание больших конструкций из функционально законченных блоков - модулей заводского изготовления с минимальными затратами на возведение п эксплуатацию

ВЭУ в сборе и ее основные узлы и агрегаты показаны на рис 2 Цикл создания каждого изделия из типоряда ВЭУ состоит из .следующих 10-ти основных этапов поиск исследований и технических решений (создание программного обеспечения проведении расчетов, формирование ТП ч новых подходов дли 1>еашю111ш задачи создания нового поколении ВЭУ), разработка новых технических решений и технологий с обеспечением патентной чистоты и защиты, разработка конструкторской, технологической и эксплуатационной документации; изготовление элементов, узлов и агрегатов на заводах; испытания на комплексном стенде, монтаж на объекте - средства подъема ВЭУ; эксплуатация; технологическое оборудование, строительные работы по фундаменту, полигонные испытания

Показано, что при комплексном подходе к разработке ВЭУ по схеме - качество КД, технология производства - обеспечивается запланированная надежность.

Разработанная генеральная технология создания ВЭУ включает три основных этапа проверки сопряжений основных составных частей и агрегатов.

Этап I- проверка сопряжений на заводах-изготовителях элементов (башни, лопасти ВК, трансмиссии с рамой, опорно-поворотного устройства и др), состояние которых принимается за исходное; отправка элементов для последующей интеграции на место испытаний и монтажа на объекте.

Этап II- проверка сопряжений основных агрегатов на комплексном стенде, совместная наработка системы электроснабжения, системы управления и канала выработки механической мощности с работой систем электроснабжения на реальную нагрузку; отправка гондолы в сборе на место монтажа на объект.

Этап 111 - сборка и монтаж ВЭУ на объекте, обтяжка ее после сборки, монтаж технологической системы подъема, подъем ВЭУ бескрановым методом, сборка всего ветроколеса на стапеле и его последующий подъем, монтаж и проверка СУ, демонтаж технологического оборудования, запуск ВЭУ.

Приведены разработанные технологии изготовления и сборки элементов и монтажа ВЭУ на месте эксплуатации Отдельное внимание уделено разработке технологического процесса изготовления башни, как одного из основных агрегатов ВЭУ.

Башня выполняет следующие функции опорной конструкции для установки гондолы с ветроколесом на заданной высоте расположения оси его вращения, формирования режимов аэродинамического взаимодействия башни и ВК; размещения лестниц для доступа персонала в гондолу, а также коробов для прокладки силовых кабелей, обеспечения совместно с ФОК заданного уровня стойкости к землетрясению силой до 10-ти баллов по шкале Рихтера; обеспечения безопасности при обслуживании и при возникновении аварийных ситуаций

К конструкции башни и при ее изготовлении предъявляются серьезные требования по прочности, устойчивости и выносливости в условиях длительной эксплуатации (до 25...30 лет) в разных климатических условиях.

Уделено особое внимание проблеме обеспечения качества и ее составной части - надежности - разработанных конструкций и технологических процессов. Предложены конструкторские и технологические решения в обеспечении заданной надежности. В частности, для повышения надежности использован метод системного анализа, в центре методологии которого находится операция сравнения альтернатив, которая потребовала разработки и использованию различных математических моделей исследуемых объектов, процессов их функционирования и правил принятия решений

Предложены двухуровневые требования по надежности. Они обусловлены функциональной и технической сложностями ВЭУ, определяемыми сочетанием и взаимосвязью изделий, работающих в области ветроэнергетики, аэродинамики, механики, электротехники, электроники, сейсмодинамики, метеорологии и др., а также длительным сроком эксплуатации, достигающим 25 лет при соотношениях работа/пауза К=0,85...0,9.

Четвертая глава посвящена исследованию применения ВЭУ в качестве основного источника энергоснабжения населенных и промышленных регионов (центральный экономический район и Астраханская область), а также удаленных и труднодоступных регионов (районы Крайнего Севера и Дальнего Востока

Проведена экономическая оценка использования ВЭУ в качестве основного источника Электроснабжения в комбинированных системах. Основные концепции и развитие ВЭУ, предлагаемых для исследований и дальнейшего проектирования в новых концептуальных решениях, как принято, определяются в сравнительном анализе с существующими изделиями аналогичного назначения.

в э и

(общий uu)

Гондола

1*5 /•

-.Трансмиссия,

а □

Вал ветроколеса Опорно-Поворотное устройств

..Секция 3 ■

ЧУ о ш

0~0~0"C"0~0"0"nil

•;'• ■■• -9 !:í 1г Лопасть 1 СВК1)' .rj '■ ::

Секция 2.

I__" '""■ИМn in in __

I' ~СГСГТГТГР"0 •

Секция 1

Лопасть 2 (BK2)

Опорная конструкция üieA полорота

Рис.2. Общий опд ВЭУ. Основные составные части

В настоящее время во всем мире для проецирования ВЭУ приняты следующие критерии по скоростям ветра: начало движения 5,0...5,5 м/с, отдача номинальной мощности при скоростях ветра в пределах 10... 12 м/с; диапазон рабочих скоростей ветра 5,0...20(25) м/с.

Разработан подход к созданию ветроэнергетических установок, предназначенных для эксплуатации в регионах с невысоким ветровым потенциалом (среднегодовая скорость ветра 2,5...3,5 м/с) и отдающих номинальную мощность при скоростях ветра 5,0...6,0 м/с. • '

Предлагаемые принципы обеспечивают время работы ВЭУ с отдачей мощности 70...85% годового ресурса времени,.т.е. примерно от 6132 до 7500 часов в году. Они также позволяют рассматривать ВЭУ в качестве основного источника энергии в комбинированных системах энергоснабжения, где в зависимости от назначения энергосистемы и требований к качеству вырабатываемой электроэнергии по критерию "непрерывности электроснабжения" и отдаваемой мощности используются резервные источники электроэнергии.

Рассмотрены концепции формирования технического облика ВЭУ известных в мире фирм-производителей и предлагаемые концепции развития ВЭУ, имеющие целью использования ВЭУ в качестве основного источника.

В приложении 1 отражены требования к сертификации ВЭУ. В них указаны основные научно-технические и информационные материалы, по которым производится сертификация ВЭУ в мировой практике. Приведен перечень документов, необходимых для получения сертификата в соответствии с зарубежными стандартами безопасности. Отражены основные факторы, рассматриваемые при выдаче сертификата и основные требования для получения разрешения на постройку ВЭУ.

В приложении 2 рассмотрены экономические и социальные вопросы целесообразности использования ветроагрегатов Приведены приближенные к реальным условиям расчеты ожидаемой эффективности при использовании ветроэлектро-станции.

В заключении диссертации сформулированы следующие выводы:

1. Проведен анализ энергопотенциала возобновляемых источников энергии и оценка возможности использования ветроэнергетических установок (ВЭУ) в качестве основного источника энергии в комбинированных системах энергоснабжения, комплексный подход к исследованиям и проектированию ВЭУ,

заключающийся в следующем: Исследованы условия использования ВЭУ в составе ВЭС для работы в больших энергосистемах, в составе локальных сетей и в автономном варианте - с позиции создания высокорентабельных ЮУ Разработаны критерии и технические требования для формирования облика ВЭУ

2 Впервые

- разработан единый подход к проектированию типоряда ВЭУ для обеспечения ее работы в низкоскоростных ветропотоках во всех-районах континентальной части;

- в создаваемом типоряде закладывается современный подход к обеспечению безопасности, отвечающей мировому уровню требований по сертификации ВЭУ и обеспечивающий экологическую чистоту и безопасность эксплуатации

3 Разработаны конструкторско-технологические решения башен и мачт для типоряда ВЭУ и проведены исследования но совместной их работе с ВК, гондолой, фундаментом в области аэродинамики, сейсмики, автоколебательных явлений, нагрузок и возможности достижения экологически чистой эксплуатации ВЭУ.

4. Разработан метод разделки трубы для получения сегментов башни по безотходной технологии, а также методика и программа расчета прочности стыков башни и башни в целом С позиции прочности и жесткости конструкции, ее аэродинамических характеристик, а также исходя из конструктивно-компоновочных соображений наиболее выгодным при близких нормах расхода материала является использование для рассматриваемого класса мощности ВЭУ пятиугольной башни звездообразного сечения

5 Разработаны технологические процессы изготовления и испытаний ВЭУ в заводских условиях в целях сокращения объемов испытаний, сроков и стоимости пуско-наладочных работ на объектах Создана индустриальная технология монтажа ВЭУ и структуры сервисного обслуживания в процессе эксплуатации для ВЭУ классов мощности 30 250 и 4 16 кВт

6 Применен единый подход к разработке комплексов транспортных и монтажных средств, а также средств обслуживания, обеспечивающих безопасную эксплуатацию ВЭУ с минимальными затратами

7 Исследованы вопросы применения ВЭУ в сейсмоактивных районах с высокой интенсивностью (10 12 баллов по шкале Рихтера) Разработаны принципы построения фундаментов для обеспечения безопасности работы ВЭУ в сложных климатических условиях Разработанные конструкции башен обеспечивают

промышленное применение ВЭУ практически во всех населенных регионах с уровнями землетрясения до 10 баллов по шкале Рихтера

8. Проведенные технико-экономические расчеты двух энергосистем - ветро-электростанции (на примере агрегата АВЭ-250СМ) и дизельэлектростанции (на примере агрегата АС-500КМ) - показали, что себестоимость 1 кВт-ч и эксплуатационные издержки ВЭС в три раза меньше чем ДЭС. На основании проведенных технико-экономических расчетов можно сделать вывод, что применение ВЭС является целесообразным и экономически выгодным потребителю, особенно в северных районах России.

9. Разработан и практически реализован проект ВЭУ серии "ГЮРЗА" с реализацией принципов и подходов, принятых в оборонном комплексе при создании образцов новой техники. Применение разработанных ВЭУ для энергоснабжения объектов народного хозяйства и МО РФ позволит в ближайшие 6 лет реализовать программы строительства ВЭУ и ВЭС на их основе и обеспечить до 1/3 потребностей регионов в энергии для нужд бытового потребления, сельской и городской инфраструктуры, промышленности с использованием высокорентабельных ВЭУ, изготовленных на Российских заводах. Срок эксплуатации ВЭУ по проекту "ГЮРЗА" составляет 25 лет, в том числе 15 лет до капитального ремонта и 10 лет после, в зависимости от назначения энергосистемы к требований к качеству вырабатываемой электроэнергии по критерию "непрерывности электроснабжения" и отдаваемой мощности используются резервные источники электроэнергии.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Логинов В.Е , Новак Ю И Высокоэффективные ветроэнергетические установки Международный журнал "Машиностроение и автоматизация", № 1, 1995.

2 Новак Ю И. Анализ и построение технического облика ветроэнергетических установок (ВЭУ) Тезисы доклада на У-м Международном симпозиуме "Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред", 1999

3. Новак Ю.И Эффективность использования ветроэлектростанций в северных районах Российской Федерации Тезисы доклада на 1Х-м Международном симпозиуме "Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред", 2003 .

4. Новак Ю И , Горбунов Ю Н , Забегаев А И , Пшеннов Б В , Соболь Я Г . Демкин В В Способ изготовления башни Патент РФ №2052622, зарегистрирон.111 20 01 96г

5. Новак Ю И , Забегаев А И., Горбунов К> Н , Забегаев Н И , Словиои Б Н , Демкин В.В , Соболь Я Г Длинномерная несущая строительная конструкция, Пленг РФ№2048020, зарегистрирован 10 11.95г

6 Новак Ю И , Пшеннов Б.В , Забегаев А й , Горбунов Ю Н Сувальднын замок. Патент РФ № 2051529, зарегистрирован 27 12 95 г

7 Новак Ю И , Забегаев А И , Горбунов Ю Н'. Анопов В М , Соболь Я Г , Демкин В В Ветродвигатель Патент РФ № 2066396, зарегистрирован 10 09 96г

8. Новак Ю И , Забегаев А И , Забегаев Н И .Горбунов Ю Н , Анопов В М , Демкин В В , Соболь Я Г. Ветродвигатель Патент РФ № 2075631, зарегистрирован 20 03 97г.

9 Новак Ю.И , Забегаев А И , Горбунов Ю Н , Забегаев Н И , Анопов В М , Демкин В В. Ветродвигатель Патент РФ № 2063545, зарегистрирован 10 07 96г

10. Новак Ю И , Горбунов Ю Н , Забегаев А И , Соболь Я Г , Демкин В В Ветроэнергетическая установка Патент РФ № 2059105, зарегистрирован 27 04 96г

11. Новак Ю И , Горбунов Ю Н , Забегаев А И , Забегаев Н И Способ получения ветроэнергии и устройство для его осуществления Патент РФ № 2065991, зарегистрирован 27 08.96г.

12 Новак Ю И., Забегаев А И , Горбунов Ю Н , Наумов В В , Каширин А И Способ управления ветроэнергетической установкой и ветроэнергетическая установка Патент РФ № 2070988, зарегистрирован 27 12 96г

13 Новак Ю И , Забегаев А И , Горбунов Ю Н , Закревскин Ю А , Демкин В В Способ монтажа вертикальных конструкций, составляемых из секций, и секционный модуль для монтажа вертикальных конструкций Патент РФ №2075642, зарегистрирован 20 03.97г

14. Новак Ю И , Забегаев А И , Горбунов Ю Н , Забегаев Н И , Анопов В М Ветродвигатель Патент РФ № 2075636, зарегистрирован 20 03.97г

15 Новак Ю И , Забегаев А И , Горбунов Ю Н , Наумов В В , Чернышов С К , Смирнов С Л , Демкин В В , Соболь Я Г Передвижная ветроэнергетическая установка и способ ее монтажа Патент РФ № 2075643, зарегистрирован 20 03 97г

16 Новак Ю И , Забегаев А И , Горбунов Ю Н , Чернышов С К , Демкин В В Башня ветроэнергетической установки Патент РФ № 2075644, зарегистрирован 20 03 97г

17. Новак Ю.И., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Наумов В.В , Кутузов В В , Смирнов С Л., Демкин В.В Ветроэнергетическая установка Патент РФ № 2075639, зарегистрирован 20 03 97г

18 Новак Ю.И , Забегаев А.И , Горбунов Ю.Н., Забегаев Н И., Соболь Я Г, Демкин В.В. Способ управления ветроэнергетической установкой. Патент РФ № 2075638, зарегистрирован 20 03.97г.

19. Новак Ю.И , Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н , Наумов В.В., Кутузов В В , Смирнов С Л , Демкин В.В. ВетроэнергетическаА установка Патент РФ № 2075637, зарегистрирован 20 03.97г. 1

20 Новак Ю И , Забегаев А И., Горбунов Ю.Н. , Клещенко В Г., Демкин В.В Патент РФ № 2075640, зарегистрирован 20.03.97г.

k

V

I

* 12 0 9 4 í

i

í

n 1

í

Введение.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ

ВЫСОКОРЕНТАБЕЛЬНЫХ ВЭУ.

1.1. Актуальность проблемы и необходимость ее решения.

1.2. Эффективность применения ВЭУ и станций на их основе для электроснабжения объектов.

1.3. Анализ ветрового потенциала РФ, стран СНГ и Западной Европы.

1.4. Мировой уровень развития ветроэнергетики и основные технические характеристики ВЭУ ведущих мировых производителей.

1.5. Современные концепции создания высокоэффективных ВЭУ.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛО

ГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ВЭУ.

2.1. Силовые нагрузки и основные технические требования, предъявляемые к современным ВЭУ.

2.2. Разработка конструкций башен ВЭУ с учетом гидродинамики их взаимодействия с ветроколесом.

2.3. Прочность и жесткость конструкций башен класса мощности

30.250 кВт.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЫСОКОРЕНТАБЕЛЬНЫХ ВЭУ.

3.1. Комплексный подход к разработке ВЭУ и обеспечению ее качества.

3.2. Генеральная технология создания ВЭУ.

3.3. Технологические процессы изготовления конструкций башен с использованием стандартных трубных заготовок.

3.4. Обеспечение надежности разработанных конструкций и технологических процессов.

3.4.1. Конструкторские и технологические решения для обеспечения заданной надежности.

3.4.2. Двухуровневые требования надежности.

3.4.3. Учет влияния эксплуатационных факторов (ЭФ) на надежность.

3.4.4. Контроль за обеспечением при серийном изготовлении доработанных изделий.

3.4.5. Повышение точности и достоверности оценок показателей надежности.

ГЛАВА 4.ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЭУ В КАЧЕСТВЕ ОСНОВНОГО ИСТОЧНИКА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ.

4.1. Применение ВЭУ для энергоснабжения населенных и промышленных областей.

4.2. Этап реализации Астраханской проблемы.

4.3. Применение ВЭУ для энергоснабжения Ценрального промышленного района. Московская область.

4.4. Применение ВЭУ для электроснабжения удаленных и труднодоступных районов.

В середине 80-х годов в СССР была принята «Энергетическая программа СССР», в которой отмечалось, что в стране наметилось исчерпание извлекаемых и удобных запасов нефти. Дальнейший рост производства энергии в ближайшие 20.30 лет должен обеспечиваться в основном за счет угля, в том числе низкосортного, и все более - ядерного топлива. Далее предположительно можно надеяться на технологический прорыв в области освоения энергии термоядерного синтеза и на освоение возобновляемых источников энергии. Необходимость в смене ориентации в структуре энергобаланса страны признается многими специалистами и экспертами, однако, практическая реализация откладывается до лучших времен.

В мае 1995 г. Президент РФ подписал Указ «Об основных направлениях энергетической политики и структурной перестройки топливоэнергетики Российской Федерации на период до 2010г.». Этим Указом утверждена разработанная под руководством Минтопэнерго программа «Энергетическая стратегия России» - преемница Энергетической программы СССР. В новой программе энергетика преимущественно ориентирована на использование газа, за счет форсированной добычи которого предполагается переструктуировать остальную топливную промышленность.

Планы освоения возобновляемых источников энергии в новой программе практически не представлены. Между тем по прогнозам экспертов компании «ШЕЛЛ» (предсказавшей нефтяной кризис 1973 г.) нетрадиционные возобновляемые источники энергии (солнечная, ветро-, гидро- и биоэнергетика), будут доминировать в мировом производстве энергии к 2050г. Наибольшим энергетическим потенциалом обладает ветроэнергетика.

Проблема использования энергии ветра в наши дни приобрела большую актуальность. Век дешевой энергии в России подошел к концу и использование средств нетрадиционной энергетики будет постоянно становиться более экономически целесообразным. Во всяком случае это относится к потребителям в удаленных и сельских районах, из которых Россия в основном и состоит.

В условиях жесткого рынка энергоносителей - а Россия будет неуклонно приближаться к мировым стандартам этого рынка - альтернативная энергетика может представлять для конкретного потребителя и инвестора значительный интерес. Вопреки расхожему мнению альтернативная энергетика не является даровой. Инвестиции в расчете на единицу мощности в ветроэнергетике примерно соответствуют показателям ТЭС и ГЭС.

По данным Научно-инженерного Центра экологического приборостроения и технологий (НИИЦЭПТ) стоимость киловатта установленной мощности от ВЭУ оценивается в 2000.3000 $ США/кВт. Эти цифры согласуются с зарубежными данными, по которым стоимость первых ВЭУ была в пределах 1500.3000 $/кВт. Но по мере увеличения масштабов их производства и использования стоимость уменьшилась до 1000.2000 $/кВт, хотя для особо мощных ВЭУ и ВЭУ малой мощности стоимость достигает 3000.4000 $/кВт.

Практически капиталоемкость ВЭУ сопоставима с капиталоемкостью тепловых (1 150. 1470 $/кВт) атомных (1500.2500 $/кВт) и гидравлических (1150.3450 $/кВт) электростанций. По оценке экспертов в перспективе, по мере развития ветроэнергетики и при использовании новых технологий и материалов, можно ожидать уменьшение стоимости ВЭУ до 500.700 $/кВт вырабатываемой мощности. Решающим фактором эффективности становятся климатические условия, определяющие количество вырабатываемой энергии.

Однако, в районах, где нет никакой энергосети, а топливо привозится t издалека, вопрос об эффективности не стоит, как не стоит он и в случаях, когда электросеть не в состоянии обеспечить нужды, превышающие потребности холодильника и телевизора, или электросеть постоянно выходит из строя.

Так например, сельское население России составляет примерно 45 млн. человек (30% от общего населения), из которых 20 млн. не могут быть обеспечены требуемым энергоснабжением по централизованным электросетям ни технически, ни экономически. Их потребности сегодня покрываются в среднем на 70% поставками предприятий топливно-энергетического комплекса (ТЭК) и самозаготовками (до 10%). Остальные потребности просто не реализуются.

Есть и другие факторы, которые в ближайшие годы будут вынуждать к расширению Российского рынка средств нетрадиционной энергетики. Это наличие огромных пространств со слабой энергетической инфраструктурой или полным отсутствием таковой (север, степи, отдаленные районы Сибири и Дальнего Востока) при интенсивной деятельности в этих районах (добыча нефти, золота и других полезных ископаемых, сельское хозяйство, рыбные и охотничьи промыслы, военное присутствие).

Таким образом, энергоснабжение целого ряда регионов страны превратилось в крупную государственную проблему.

В этом отношении российские условия уникально благоприятны для нетрадиционной энергетики. Однако, по уровню использования нетрадиционных источников энергии (ветроэнергетики) Россия в настоящее время занимает 67-е место в мире. Их удельный вес в энергобалансе страны оценивается примерно в 0,03%.

Мировой рынок оборудования возобновляемой энергетики достиг в 1992 году 40 млрд. $ и стал одним из самых динамичных (период удвоения менее 15 лет), однако, доля России в нем все еще близка к нулю.

Повышение мировых цен на органическое топливо, трудности в обеспечении надежного топливно-энергетического снабжения удаленных (районов, а также обострившиеся экономические проблемы с одной стороны и значительные достижения в области энергетического оборудования и строительной техник с другой, привели к рентабельности малых установок возобновляемой энергии. В совокупности все эти факторы обусловили перспективы их широкого применения для обеспечения электроэнергией изолированных от энергосистем потребителей.

В этой связи целью настоящей диссертации являлось исследование ветроэнергетических установок, предназначенных для работы в низкоскоростных ветропотоках, разработка конструкторско-технологических решений и технологии индустриального строительства ВЭУ. Таким образом, актуальность данной работы в научном плане определяется необходимостью разработки: единого подхода к проектированию типоряда ВЭУ для обеспечения ее работы в низкоскоростных ветропотоках во всех районах континентальной части; методики разделки трубы для получения сегментов башни по безотходной технологии; методики и программы расчета прочности стыков башни и башни в целом; принципа построения фундаментов для обеспечения безопасности работы ВЭУ в сейсмоактивных регионах с воздействием большой активности.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Проведен анализ энергопотенциала возобновляемых источников энергии и оценка возможности использования ветроэнергетических установок (ВЭУ) в качестве основного источника энергии :в комбинированных системах энергоснабжения, комплексный подход к исследованиям и проектированию ВЭУ, заключающийся в следующем:

1. Исследованы условия использования ВЭУ: в составе ВЭС для * работы в больших энергосистемах; в составе локальных сетей и в автономном варианте - с позиции создания высокорентабельных ВЭУ. Разработаны критерии и технические требования для формирования облика ВЭУ.

2. Впервые применен комплексный подход к • исследованиям и проектированию ВЭУ, заключающийся в следующем: разработан единый подход к проектированию типоряда ВЭУ для обеспечения ее работы в низкоскоростных ветропотоках во всех районах континентальной части; в создаваемом типоряде закладывается современный подход к обеспечению безопасности, отвечающей мировому/ уровню требований по сертификации ВЭУ и обеспечивающий экологическую чистоту и безопасность эксплуатации.

3. Разработаны конструкторско-технологические решения башен и мачт для типоряда ВЭУ и проведены исследования по совместной их работе с ВК, гондолой, фундаментом в области аэродинамики, сейсмики, автоколебательных явлений, нагрузок и возможности достижения экологически чистой эксплуатации ВЭУ. ^

4. Разработан метод разделки трубы для получения сегментов башни по безотходной технологии, а также методика и программа расчета прочности стыков башни и башни в целом. С позиции прочности и жесткости конструкции, ее аэродинамических характеристик, а также исходя из г конструктивно-компоновочных соображений наиболее выгодным при близких нормах расхода материала является использование для рассматриваемого класса мощности ВЭУ пятиугольной башни звездообразного сечения.

5. Разработаны технологические процессы изготовления и испытаний ВЭУ в заводских условиях в целях сокращения объемов испытаний, сроков и стоимости пуско-наладочных работ на объектах. Создана индустриальная технология монтажа ВЭУ и структуры сервисного обслуживания в процессе эксплуатации для ВЭУ классов мощности 30. .250 и 4.16 кВт.

6. Применен единый подход к разработке комплексов транспортных и . монтажных средств, а также средств обслуживания, обеспечивающих безопасную эксплуатацию ВЭУ с минимальными затратами. I

7. Исследованы вопросы применения ВЭУ в сейсмоактивных районах с высокой интенсивностью (10. 12 баллов по шкале Рихтера): Разработаны принципы построения фундаментов для обеспечения безопасности работы ВЭУ в сложных климатических' условиях. Разработанные конструкции башен обеспечивают промышленное применение ВЭУ практически во всех населенных регионах с уровнями землетрясения до Й0 баллов по шкале Рихтера. ■

8. Проведенные технико-экономические расчеты двух энергосистем-ветроэлектростанции (на примере агрегата АВЭ-250СМ) и дизельэлектростанции (на примере агрегата АС-500КМ). - показали, что себестоимость 1 кВт-ч и эксплуатационные издержки ВЭС'в три раза меньше чем ДЭС. На основании проведенных технико-экономических расчетов можно сделать вывод, что применение ВЭС является целесообразным и экономически выгодным потребителю, особенно в северных районах России.

9. Разработан и практически реализован проект ВЭУ серии «ГЮРЗА» с реализацией принципов и подходов, принятых в оборонном комплексе при создании образцов новой техники. Применение разработанных ВЭУ для энергоснабжения объектов народного хозяйства и МО - РФ позволит в ближайшие 6 лет реализовать программы строительства ВЭУ и ВЭС на их основе и обеспечить до 1/3 потребностей регионов в энергии-для нужд бытового потребления, сельской и городской инфраструктуры, промышленности с использованием высокорентабельных ВЭУ, изготовленных на Российских заводах. Срок эксплуатации ВЭУ по проекту «ГЮРЗА» составляет 25 лет, в том числе 15 лет до капитального ремонта и 10 лет после, в зависимости от назначения энергосистемы и требований к качеству вырабатываемой электроэнергии . по критерию «непрерывности электроснабжения» и отдаваемой мощности используются * резервные источники электроэнергии.

1. Бабинцев И.А., Еременко A.J1. Аэродинамический и прочностной расчет быстроходных горизонтально-осевых ветроколес // Тез. Докл. 2-й Всесоюз. конф. «возобновл. источники энергии», Ереван, 28-31 мая 1985 г. Черноголовка: Изд-воЕГУ, 1987, Т.2. С.207.

2. Бабинцев И.А., Мосалев В.Ф. Экспериментальное исследование распределения аэродинамической нагрузки по длине лопасти У/ Тр.1. А.

3. Всесоюз.науч.-исслед. ин-та электромеханики. Ветроэнергетика. 1970. Т.34. • С.46-54.

4. Баскин В.Э., Вильдгрубе Л.С., Вождаев Е.С. и др. Теория несущего винта / Под ред. А.К. Мартынова. М.: Машиностроение, 1973. 420 с.

5. Барлоу Р., Прошан Ф. Математическая теория надежности / Пер. с англ. Под ред. Б.В. Гнеденко. М.: Советское радио, 1969. - 488 с.

6. Белоцерковский С.М. Тонкая несущая поверхность в дозвуковом потоке газа. М.: Наука, 1965, 242 с.

7. Белоцерковский С.М., Васин В.А., Локтев Б.Е. К построению нестационарной нелинейной теории воздушного винта // Изв. АН СССР, МЖГ. 1979. №5. С. 97-101.

8. Белоцерковский С.М., Скрипач Б.К. Аэродинамические'производные летательного аппарата и крыла при дозвуковых скоростях. М.: Наука, 1975. 424с.

9. Бетц А. Энергия ветра и её использование посредством ветряных двигателей: Пер. с нем. / Под ред. Д.М. Беленького. Харьков, 1933. 53 с.

10. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.

11. Бетц А. Энергия ветра и её использование посредством ветряных двигателей: Пер. с нем. / Под ред. Д.М. Беленького. Харьков, 1933. 53 с.

12. Буланов И.М., Воробей В.В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов: Учеб. для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998, 516 с.

13. Вашкевич К.П. Импульсная теория ветряных двигателей проф. Г.Х. Сабинина// Промышленная аэродинамика: Сб. науч. тр. М.: ЦАГИ, 1959. С. 816.

14. Ветроэнергетические станции / В.Н. Андрианов, Д.Н. Быстрицкий, К.П. Вашкевич и др. М.: Госэнергоиздат, 1960. 294 с.

15. Ветроэнергетика / Под ред. Д. Рензо: Пер. с англ. / Под ред. Я.И. Шефтера. М.: Энергоатомиздат,'1982. 278 с.

16. Воробей В.В., Сироткин О.С. Соединения конструкций из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1985. - 166 с.

17. Глауэрт Г. Основы теории крыльев и винта. М.; Д.: Гостехиздат, 1931.163 с. , ""

18. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. -М.: Наука, 1965. -524 с.

19. Городько С.В., Еременко A.JI. " -Математическая модель энергетической оптимизации ветроагрегата // Использование нетрадиционных источников энергии: Тез. докл. Всесоюз. . конф. молодых учёных. М.: Информэнерго, 1987. С. 9-10. "

20. Графский И.Ю., Казакевич М.И. Аэродинамика плохообтекаемых тел: Учеб. пособие. Днепропетровск: ДГУ, 1983. 116 с.

21. Девнин С.И. Аэрогидромеханика плохообтекаемых конструкций. Справочник. Д.: Судостроение, 1983. 320 с.

22. Деркач П.Х., Городько С.В. Обтекание винта ветродвигателя осесимметричным потоком несжимаемой идеальной жидкости. Днепропетровск, 1987.10 с. Деп. в ВИНИТИ 14.04.87, № 2599 В87.

23. Джонсон У. Теория вертолета: В 2 т. М.: Мир, 1983. Т.1. 502 с. •

24. Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика: Учебник для вузов по специальности «Гидравлические машины и средства автоматики». 2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1987.440 с.

25. Жуковский Н.Е. Аэродинамический расчет медленно движущихся ветряных мельниц // Собр. соч.: В 7 т. М.; Л.: Гостехиздат, 1950. Т.7. С. 333" 339.

26. Жуковский Н.Е. Ветряная мельница типа «НЕЖ» // Там же. С. 349361.

27. Жуковский Н.Е. Вихревая теория гребного винта // Там же. Т. 4. С. 395-612.

28. Жуковский Н.Е. Вихревая теория лобового сопротивления // Там же. С. 271-298.

29. Жуковский Н.Е. Теория винта геликоптерного и гребного // Полн. собр. соч. / Под ред. В.П. Ветчинкина. М; JL: ОНТИ, 1938. Ч. 1 С. 307-513.

30. Заварина М.В. Строительная климатология. Л.: Гидрометеоиздат, 1976.312 с.

31. Казакевич М.И. Аэродинамика мостов. M.i Транспорт, 1987. 240 с.

32. Капур К., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем / Пер. с англ. под ред. И.А. Ушакова М.: Мир, 1980. - 605 с.

33. Кравец А.С. Характеристики авиационных профилей. М.; Л.: Оборонгиз, 1939. 332 с.

34. Краснов Н.Ф. Аэродинамика: Учебник для втузов. М.: Высш. шк., 1976.4.1 383 с.

35. Кубарев А.И. Надежность в машиностроении. М.: Издательство стандартов, 1977. - 264 с.

36. Логинов В.Е., Новак Ю.И. Высокоэффективные ветроэнергетические установки. Международный журнал «Машиностроение и автоматизация», № 1, 1995.

37. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. Изд. 5-е, перераб. М.: Наука, 1978.736 с.г

38. Лятхер В.М.,' Милитеев А.Н., Милитеев Д.Н. Аэродинамическиенагрузки на элементы ветроагрегатов с вертикальной осью вращения // Изв. АН• » 7

39. СССР. Энергетика и транспорт. 1986. №4. С. 138-146. . /

40. Мазурин Н.Ф., Сергеева И.А. Статистические характеристикискорости ветра применительно к ветровым нагрузкам // Всесоюз. науч.-исслед.ин-т гидромет. информ. Мировой центр данных (ВНИИГМИ МЦД). Обнинск, 1979.48 с.

41. Марчук Г.И., Математическое : моделирование в проблеме окружающей среды. М.: Наука, 1982. 320.с.

42. Математическое введение в механику сплошной среды / Под ред;

43. В.М. Ковтуненко. Днепропетровск: ДГУ, 1978. 66 с.

44. Метеорологический режим нижнего трехсотметрового слоя--\атмосферы / Под ред. Н.Л. Б'ызовой. М.: Гидрометеоиздат, 1984. 84- с.

45. Мировая энергетика. Прогноз развития до 2020 г. М.: Энергия, 1980. 220 с. '

46. Монин А.С., Яглом A.M. Статистическая гидромеханика'. М.: Наука, 1965.4.1.639 с.

47. Надежность и эффективность в технике: Справочник. Т.1 - 1986. -224 е.; Т.5. - 1988. - 316 с. - М.: Машиностроение.

48. Неграш А.С. Анализ аэродинамических характеристик ветродвигателя с вертикальной осью вращения. М., 1986. -.С. 42. Деп. в ВИНИТИ 30.10.86, №7498-В86. ?

49. Новак Ю.И. Анализ и построение технического облика ветроэнергетических установок (ВЭУ). Тезисы доклада на -V-м

50. Международном симпозиуме «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред», 1999.

51. Новак Ю.И. Эффективность использования ветроэлектростанций в северных районах Российской Федерации. Тезисы доклада на 1Х-м Международном симпозиуме «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред», 2003.

52. Новак Ю.И., Горбунов Ю.Н., Забегаев А.И., Пшеннов Б.В., Соболь7

53. Я.Г., Демкин В.В. Способ изготовления башни. Патент РФ № -2052622, зарегистрирован 20.01.96 г.

54. Новак Ю.И., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Забегаев Н.И., Словцов

55. Б.Н., Демкин В.В., Соболь Я.Г. Длинномерная несущая строительная конструкция, Патент РФ № 2048020, зарегистрирован 10.11.95 г.

56. Новак Ю.И., Пшеннов Б.В., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н. Сувальдный замок. Патент РФ № 2051529, зарегистрирован 27.12.95г.

57. Новак Ю.И., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Анопов В.М., Соболь Я.Г., Демкин В.В. Ветродвигатель. Патент РФ № 2066396, зарегистрирован 10.09.96 г.

58. Новак Ю.И., Забёгаев А.И., Забегаев Н.И., Горбунов Ю.Н., Анопов В.М., Демкин В.В., Соболь Я.Г. Ветродвигатель. Патент РФ № 2075631, зарегистрирован 20.03.97 г. '

59. Новак Ю.И., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Забегаев Н.И., Анопов В.М., Демкин В.В. Ветродвигатель. Патент РФ № 2063545, зарегистрирован 10.07.96 г.

60. Новак Ю.И., Горбунов Ю.Н., Забегаев А.И., Соболь Я.Г., Демкин В.В. Ветроэнергетическая установка. Патент РФ № 2059105, зарегистрирован 27.04.96 г. ' •

61. Новак Ю.И., Горбунов Ю.Н., Забегаев А.И., Забегаев Н.И. Способ получения ветроэнергии и устройство для его осуществления. Патент РФ № 2065991, зарегистрирован 27.08.96г.

62. Новак Ю.И., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Наумов В.В., Каширин

63. A.И. Способ управления ветроэнергетической установкой .и ветроэнергетическая установка. Патент РФ № 2070988, зарегистрирован 27.12.96 г.

64. Новак Ю.И./ Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Закревский Ю.А., Демкин В.В. Способ монтажа вертикальных конструкций, составляемых из секций, и секционный модуль для монтажа вертикальных конструкций. Патент• , у

65. РФ № 2075642, зарегистрирован 20.03.97 г. . ?

66. Новак Ю.И., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Забегаев Н.И., Анопов

67. B.М. Ветродвигатель. Патент РФ № 2075636, зарегистрирован 20.03.97 г.I

68. Новак Ю.И., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Наумов В.В., Чернышов

69. C.К., Смирнов С.Л., Демкин В.В., Соболь Я.Г. Передвижная ветроэнергетическая установка и способ ее монтажа. Патент РФ № 2075643, зарегистрирован 20.03.97 г.

70. Новак Ю.И., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Чернышов С.К., Демкин В.В. Башня ветроэнергетической установки. Патент РФ № 2075644, зарегистрирован 20.03.97г.—v

71. Новак Ю.И., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Наумов В.В., Кутузов В.В., Смирнов С.Л., Демкин В.В. Ветроэнергетическая установка. Патент РФ №2075639, зарегистрирован 20.03.97 г. '

72. Новак Ю.И., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Забегаев Н.И., Соболь Я.Г., Демкин В.В. Способ управления ветроэнергетической установкой. Патент РФ № 2075638, зарегистрирован 20.03.97 г.

73. Новак Ю.И., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Наумов В.В., Кутузов В.В., Смирнов СЛ., Демкин В.В. Ветроэнергетическая установка. Патент РФ № 2075637, зарегистрирован 20.03.97 г." ' •„ '

74. Новак Ю.И., Забегаев А.И., Горбунов Ю.Н., Клещенко В.Г., Демкин В.В. Способ управления ветроэнергетической установкой. Патент РФ №2075640, зарегистрирован 20.03.97 г.

75. Осипов В.А. Машинные методы проектирования непрерывно-каркасных поверхностей. М.: Машиностроение, 1979. 248 с.

76. Перли С.Б. Быстроходные ветряные двигатели. М.: Госэнергоиздат. 1951.215 с.

77. Пройсс Р.Д.," Сусыо Э.О., Морино Л. Аэродинамика винта внестационарном потенциальном потоке и ее приложение к расчету крыльчатыхветряков // РТиК. 1980. Т. 18. № 5. С. 44-54.t

78. Промышленная аэродинамика / Под ред. Г.Х. Сабинина.М.:. ЦАГИ, 1964. Вып. 26: Ветродвигатели. 131 с.

79. Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра. М.:г1. Стройиздат, 1978. С. 224.

80. Сабинин Г.Х. Теория и аэродинамический расчет ветряных двигателей. М.: ЦАГИ, 1931. 71 с.

81. Сабинин Г.Х. Теория стабилизаторского ветряка ЦАГИ. М.: ЦАГИ, 1953. 120 с.

82. Сивади А., Сильде О. Вопросы теории быстроходного ветродвигателя с вертикальной осью и обтекаемыми лопастями. Таллин: Эстгосиздат, 1953. С. 19.

83. Симиу Э., Сканлан Р. Воздействие ветра на здания и сооружения: Пер. с англ. Б.Е. Маслова, А.В. Швецовой / Под ред. Б.Е. Маслова. М.: Стройиздат, 1984. 360 с. •

84. Скорер Р. Аэрогидродинамика окружающей.среды: Пер. с англ. В.А. Хохрякова, Л.К. Эрдмана / Под ред. А.Я. Прессмана. М.: Мир, 1980. 549 с.

85. Статистические характеристики скорости ветра применительно к ветровым нагрузкам / Вызова Н.Л., Волковницкая З.И., Мазурин Н.Ф., Сергеева И.А. Сер. Метеорология. Обзорная информация. Обнинск, 1983.-Вып. 2. С. 527.

86. Фабрикант Н.Я. Аэродинамика. М.: Наука, 1964. С. 814.

87. Фатеев Е.М. Методика определения параметров ветроэнергетических расчетов ветросиловых установок. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 342 с.

88. Фатеев Е.М. Ветродвигатели /Под ред. B.C. Шаманина. М.: Госэнергоиздат, 1946. 243 с.

89. Франксфурт М.О., Волостных В.Н. Аэродинамические характеристики хвостовых оперений и боковых планов для ветроустановок // Тр. ЦАГИ. Промышленная аэродинамика. М.: Машиностроение, 1964. Вып. 26: Ветродвигатели. С. 126-131.

90. Хант Д.Н. Динамика несжимаемой жидкости: Пер. с англ. А.И. Климина, Ю.М. Никитина / Под ред. В.П. Мотулевича. М.: Мир, 1967. С. 183.

91. Шаманин B.C. О расчете относительных аэродинам, характеристик ветряных колес // Тр. Всесоюз. науч.-исслед. ин-та электромеханики. 1970. Т. 34. С. 24-35. '

92. Шефтер Я.И, Использование энергии ветра. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1983. 200 с.

93. Юрьев Б.Н. Вихревая теория винтов. М.: ВВИА, 1947. 112 с.

94. Ярас JI., Хоффман JL, Ярас А.," Обермайер Г. Энергия ветра: Пер. с англ. / Под ред. Я.И. Шефтера. М.: Мир, 1982. 256 с.