автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Обеспечение вибробезопасности вертикально-осевых ветроэнергетических установок

кандидата технических наук
Соломин, Евгений Викторович
город
Челябинск
год
2009
специальность ВАК РФ
05.26.01
цена
450 рублей
Диссертация по безопасности жизнедеятельности человека на тему «Обеспечение вибробезопасности вертикально-осевых ветроэнергетических установок»

Автореферат диссертации по теме "Обеспечение вибробезопасности вертикально-осевых ветроэнергетических установок"

На правах рукописи

Соломин Евгений Викторович

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВИБРОБЕЗОПАСНОСТИ

ВЕРТИКАЛЬНО-ОСЕВЫХ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Специальность 05.26.01- «Охрана труда (электроэнергетика)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск 2009

003460367

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» на кафедре «Электротехника».

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

И.М. Кирпичникова.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

В.Ф. Бухтояров;

доктор технических наук, профессор JI.A. Саплин.

Ведущее предприятие - ГОУ ВПО «Уральский государственный

технический университет» (УГТУ-УПИ), г. Екатеринбург.

Защита состоится 26 февраля 2009 г., в 12.00 часов, в ауд. 1001 на заседании диссертационного совета Д 212.298.05 при Южно-Уральском государственном университете по адресу: 454080, Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, ЮУрГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета.

Автореферат разослан « О » января 2009 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, гл. корпус, Ученый совет ЮУрГУ, тел/факс: (351) 264-7694, e-mail: nii-uralmet@mail.ru.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Ю.С. Усынин.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. К началу XXI века ветроэнергетика выделилась в отдельную отрасль альтернативной энергетики на основе возобновллемых источников энергии. Несмотря на ряд очевидных неоспоримых достоинств, ветроэнергетические установки (ВЭУ) не лишены недостатков и в той или иной степени оказывают негативное влияние на окружающую среду. Основным источником такого влияния являются вибрационные колебания, генерируемые компонентами ветроэнергетической установки в процессе работы под действием возмущающих аэродинамических и инерционных сил и моментов. Особенно опасны резонансы возмущающих силовых воздействий и собственных колебаний компонентов ВЭУ, возникающие при дисбалансе ротора и приводящие к разрушению установки. Эти вибрации, передаваясь через среду, воздействуют на близлежащие здания и сооружения, снижают их прочность и устойчивость, могут стать причиной разрушения трубопроводов, подземных коммуникаций и других окружающих инженерных сооружений. Под действием вибрации происходит эрозия почвы, переселение животных и птиц, наблюдается ухудшение самочувствия людей, проживающих за многие километры от места расположения ветроустановки.

В связи с данными особенностями рядом стандартов и санитарных норм предписывается располагать ВЭУ на значительном удалении от жилых объектов, что приводит к повышению установочных и эксплуатационных расходов, а также к увеличению потерь при передаче энергии. Вместе с тем, в связи с увеличением дефицита электроэнергии и роста цен на энергоносители количество запросов на размещение ВЭУ вблизи жилых, офисных и производственных зданий неуклонно растет.

Учитывая эту тенденцию и недостаточную изученность вибрационных свойств выпускаемых промышленностью ветроустановок, особенно с вертикальной осью вращения, разработка методов снижения вредного и, в ряде случаев, опасного воздействия общей вибрации, генерируемой ВЭУ, является актуальной и приобретает особое значение. При этом одной из главных задач остается обеспечение максимальной безопасности ВЭУ с точки зрения воздействия вибрации на объекты.

Работа выполнена в соответствии с федеральной целевой программой "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 годы" (Постановление от 17 октября 2006 г. № 613 «О федеральной целевой программе»), код Н4.4. Энергетика, включая нетрадиционную. Область техники Н02М Критическая технология федерального уровня «Технологии новых и возобновляемых источников энергии».

Работа дважды поддержана грантами по программе финансирования гражданских научно-исследовательских работ оборонного комплекса России, осуществляемой Международным научно-техническим центром, г. Москва.

Цель работы - снижение общих вибраций вертикально-осевой ветроэнергетической установки.

Идея работы - разработка методики снижения общих вибраций ротора вертикально-осевой ветроэнергетической установки за счет оптимизации конструкторских решений и весовой балансировки ротора в предэксплуатацион-ный период.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Общая вибрация ветроустановки, вызываемая внешними возмущающими аэродинамическими и центробежными силами и моментами, зависит от геометрии и свойств материалов компонентов ротора и мачты. Эти параметры можно оптимизировать на этапе проведения конструкторских работ с целью снижения вибраций до допустимого уровня.

2. Вибрации в роторе исправной ветроустановки возникают за счет его дисбаланса, вызванного неоднородностью материалов компонентов и погрешностями сборки. Дисбаланс ротора устраняется за счет весовой балансировки.

3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований общих вибрационных колебаний ВЭУ, проведенных на основе компьютерных математических и физической моделей с целью снижения этих вибраций.

4. Метод балансировки ротора вертикально-осевой ВЭУ в предэксплуата-ционный период.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается аргументированностью исходных посылок, вытекающих из основ физики, удовлетворительным совпадением результатов теоретических исследований вибраций, генерируемых ветроустановкой, с результатами экспериментов, выполненных в реальных условиях.

Значение работы.

Научное значение работы заключается в том, что

- установлено влияние внешних и внутренних силовых воздействий, приводящих к возникновению вибрации;

- рпределена величина и законы изменения вибраций;

- разработан метод снижения уровня вибраций на основе моделирования параметров и архитектуры компонентов в период проектирования.

Практическое значение работы заключается в следующем:

- на основе теоретических исследований, опыта производства и эксплуатации ветроэнергетических установок создана методика динамической балансировки роторов вертикально-осевых ветроэнергетических установок малой мощности (1...100 кВт), рекомендуемая к использованию производителями ВЭУ в предэксплуатационный период с целью снижения вредного влияния ВЭУ на здоровье человека и внешнюю среду;

- в соответствии с полученными результатами исследований и испытаний предложены изменения в существующие стандарты по применению ВЭУ.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Научные положения и выводы переданы в ООО «ГРЦ-Вертикаль» и ОАО «КумАПП» и используются на этапе проведения конструкторских работ и в процессе предэксплуатационной балансировки роторов выпускаемых ветроэнергетических установок для снижения вибраций. Уровень вибраций после балансировки роторов находится в допустимых пределах.

В настоящее время на испытаниях и в эксплуатации находятся:

-ВЭУ-1

- Окланд (Калифорния, США) 1 шт.;

- Ронерт Парк (Калифорния, США) 1 шт.;

- Кумертау (Башкирия) 1 шт.;

- Миасс (Челябинская область) 2 шт.:

- Кумертау (Башкирия) 1 шт.:

- Ронерт Парк (Калифорния, США) 1 шт.:

- Челябинск 1 шт.:

- Кумертау (Башкирия) 1 шт.

-ВЭУ-З(б) (3 кВт, шестилопастная):

- ВЭУ-3(4) (3 кВт, четырехлопастная

Рекомендации и проекты изменений ГОСТов и стандартов организаций были переданы в НПЦ Малой Энергетики ОАО РАО «ЕЭС России».

Апробация работы: Разработки награждены дипломом «Второго регионального конкурса творческой мысли «От идеи до проекта»» за разработку проекта «Организация специализированного участка по изготовлению серийных ветроустановок», г. Екатеринбург, 2003 г., дипломом Министерства образования и науки Российской Федерации, Федеральным Агентством по науке Российской Федерации за участие в выставке «Перспективные технологии XXI века», г. Москва, 2004 г., дипломом «Выдающегося разработчика ветровых турбин с вертикальной осью вращения» Научно-производственной группы МК Стил по программе профессиональной разработки и науки, Калифорния, США, 2007 г., дипломом «За активное участие в областном конкурсе «Изобретатель Южного Урала», г. Челябинск, 2008 г., серебряной медалью VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций за разработку «Ветроэнергетическая установка», г. Москва, 2008 г.

Разработки получили положительную оценку:

- на НТС Министерства сельского хозяйства Челябинской области, г. Челябинск, 2005 г.;

- на НТС ОАО РАО «ЕЭС России» секция «Малая и нетрадиционная энергетика»», г. Москва, 2006 г.

Результаты разработок одобрены Департаментом топливно-энергетического комплекса Министерства промышленности и энергетики Российской Федерации, г. Москва, 2006 г.

Результаты работы были доложены, рассмотрены и одобрены:

- на научно-практической конференции ЮУрГУ, секция «Возобновляемые источники энергии», г. Челябинск, 2008 г.;

- на V Международной научно-практической конференции «Возобновляемые источники энергии. Ресурсы. Системы энергогенерирования на возобновляемых источниках энергии», г. Москва, 2008 г.;

- на 1-й Международной научно-практической конференции «Ресурсосбережение и возобновляемые источники энергии: экономика, экология, опыт применения» и круглом столе в честь 85-летия Бурятии «Приоритеты Байкальского региона в азиатской геополитике России», г. Улан-Удэ, 2008 г.;

- на Российско-чешском энергетическом семинаре «Энергосбережение и проблемы энергетики», г. Челябинск, 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 1 патент и 1 положительное решение на выдачу патента и 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 259 страницах машинописного текста, содержит 49 страниц приложений, 126 рисунков, 27 таблиц, список используемой литературы из 208 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель, основная идея и научные положения, выносимые на защиту, отмечена научная значимость и практическая ценность работы.

Использование альтернативной возобновляемой энергетики в условиях растущего дефицита электроэнергии и цен на энергоносители, бесспорно, приносит пользу человечеству с экологической и экономической точек зрения, поэтому сегодня ветроэнергетика в ряде стран уверенно конкурирует с традиционными источниками энергии. Российская наука XXI века также располагает рядом уникальных исследований и разработок, которые со временем, несомненно, выведут Россию на передовые рубежи альтернативной энергетики (Н.Е. Жуковский, В.П. Ветчинкин, Г.Х. Сабинин, В.Р. Вашкевич, Е.М. Фатеев, В.Н. Андриянов, П.П. Безруких, Д.Н. Быстрицкий, Я.Б. Данилевич, Г.И. Денисенко, В.А. Минин, Е.И. Куклин, М.В. Кузнецов, JI.A. Саплин, В.В. Елистратов, В.И. Виссарионов, В.В. Харитонов, Я.И. Шефтер и др.).

Однако внедрение ветроэнергетических установок, и особенно ветропар-ков, требует соблюдения определенных мер техники безопасности. Учитывая тот факт, что ветроустановки являются источниками повышенной вибрации, процесс внедрения ветроэнергетики требует детального изучения и контроля параметров ВЭУ, в особенности, когда ветроустановки располагаются в непосредственной близости к жилым, офисным или производственным зданиям. Кроме того, необходимо изучение параметров ВЭУ и с точки зрения соответствия действующим ГОСТ, СНиП и другим регулирующим документам, в том числе с целью корректировки существующих стандартов и норм.

Внедрение ветроэнергетических установок и ветропарков является частью технического прогресса, нуждающегося в глубоком изучении, анализе и

прогнозировании с целью соблюдения всех применимых мер охраны труда. Следовательно, изучение поведения компонентов установки под воздействием возмущений, исследование вибрационных параметров ВЭУ, прогнозирование резонансных явлений, приводящих к негативным последствиям, и снижение вибрационных колебаний являются приоритетными задачами ветроэнергетики.

Процесс исследования на основе практического эксперимента является чрезвычайно дорогостоящим. Поэтому, учитывая мощное развитие микропроцессорной техники и основанных на ней математических аппаратов, одним из путей изучения параметров ветроэнергетических установок является компьютерное моделирование, а также всесторонний анализ физико-математических моделей с проведением соответствующих экспериментов.

Предметом исследования диссертационной работы является ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения ВЭУ-3, а также ее компьютерная (трехмерная) и математическая (функциональная) модели. Малая мощность 3 кВт выбрана на предмет изучения, так как в условиях города или поселка размещение крупных установок чрезвычайно затруднено в силу ряда обстоятельств (дефицит площадей, недостаточная прочность зданий и сооружений, ограничения по технике безопасности и т.д.).

Ротор ВЭУ с лопастями

Генератор

Аэродинамический тормоз

Ступица

Мачта

Рис. 1. Вертикально-осевая ветроэнергетическая установка ВЭУ-З(б) производства ООО «ГРЦ-Вертикаль», мощность 3 кВт

Особенностью вертикально-осевых ветроустановок является то, что их работа не зависит от направления ветра и поэтому их производительность выше, чем у горизонтально-осевых. Однако при вертикальном расположении оси вращения встает другая проблема, связанная с механическим ослаблением компонентов (или люфтом), которое будет проявляться в спектре вибрации всегда

в той или иной степени. Причина этого явления проста - в агрегате с горизонтальным валом ротор прижат к подшипнику собственным весом, что является стабилизирующим фактором, требующим для возбуждения вибраций значительной возбуждающей силы, соизмеримой с весом ротора. При вертикальном расположении ротора агрегата для возбуждения вибраций достаточно небольших усилий. Этот недостаток в основном и является той причиной, по которой вертикально-осевые ветроустановки не нашли своего должного применения. Решение этой проблемы отражено в настоящей диссертации.

Рис. 2. Параметры работающей ветроэнергетической установки (ВЭУ), негативно влияющие на окружающую среду, здоровье и самочувствие человека

В процессе работы исправная ветроэнергетическая установка генерирует спектр механических, электромагнитных, звуковых колебаний (рис. 2):

- Вибрации образуются в процессе работы ветроэнергетической установки за счет действия внешних возмущающих силовых воздействий, внутреннего взаимовлияния компонентов друг на друга, дисбалансов вращающихся деталей, а также изгибных колебаний лопастей и мачты за счет действия знакопеременных сил. При совпадении гармоник колебаний возмущающих воздействий с гармониками собственных колебаний компонентов и/или отклика системы компонентов возможны резонансы;

- Механический шум компонентов появляется в основном в процессе работы мультипликатора (коробки передач) и подшипников. В изучаемой установке применен тихоходный генератор на постоянных магнитах с осевым зазором без мультипликатора, что позволило исключить вибрацию в этом узле;

- Аэродинамический шум появляется в связи с давлением и трением набегающего потока об элементы ВЭУ, в основном лопасти и траверсы;

- Аэродинамический ультразвук может генерироваться малыми и/или тонкими элементами ВЭУ, например, растяжками, кронштейнами, фиксаторами болтовых соединений, фрагментами тел насекомых и т.д.;

- Электромагнитные колебания появляются при вращении обмоток генератора в магнитном поле и возникновении электродвижущей силы в обмотках;

- Аэродинамический инфразвук появляется за счет срыва потока с лопастей, турбулентности ветрового потока за ВЭУ. У вертикально-осевых установок этот параметр не проявляется в связи с конфигурацией ротора;

- Механический инфразвук образуется в процессе появления гармоник при работе вращающихся частей ступицы ветроустановки за счет неидеальности трущихся поверхностей, явных и скрытых дефектов и дисбалансов.

Анализ параметров ВЭУ, негативно влияющих на окружающую среду и здоровье человека приводит к следующему выводу:

Основным источником возникновения негативных процессов являются вибрации, возникающие в результате действия и взаимовлияния ряда физических процессов, происходящих в процессе работы ВЭУ.

Рис. 3. Последовательность действий в обеспечении вибробезопасности ВЭУ

Таким образом, основная задача уменьшения влияния основных и производных негативных параметров на окружающую среду заключается в снижении вибраций до уровня, определенного стандартами и нормами, при этом гарантирующего отсутствие возможности возникновения производных негативных процессов. Данная задача реализуется с помощью определенной последовательности действий (рис. 3).

Задача обеспечения вибробезопасности ВЭУ распадается на последовательное проведение двух теоретических и одной экспериментальной процедур с дальнейшим анализом параметров ВЭУ на удовлетворительность соответствующим стандартам и нормам. Оценка влияния вибрации на человека проводится согласно СН 2.2.4/2.1.8.566-96. При размещении ВЭУ в непосредственной близости к среде обитания человека общая вибрация (амплитуда виброускорения, м/с2) не должна превышать критического уровня 0,004 м/с2.

Обеспечение вибробезопасности ВЭУ проводится согласно ГОСТ 26568-85 «Вибрация. Методы и средства защиты» по схеме, показанной на рис. 4.

Рис. 4. Схема снижения вибраций согласно ГОСТ 26568-85

Теоретические исследования заключаются в следующем (рис. 5):

- на основе трехмерной (30) компьютерной модели, построенной в программном комплексе ЫАЗТЯАЫ, определить методом конечных элементов свойства компонентов исследуемой ВЭУ, вычислить частоты собственных колебаний компонентов, оптимизировать конфигурацию ротора, провести подбор удовлетворительных материалов с целью максимального снижения вибраций;

- на основе математической функциональной модели, построенной в программной среде \%8пп, провести анализ воздействия внешних аэродинамических и центробежных сил и моментов на ВЭУ, выявить возможные резонансы и провести оптимизацию конструкции за счет регулирования жесткости элементов с целью смещения резонансных явлений в безопасные частоты.

Исследование жесткости и прочности компонентов расчетной конечно-элементной компьютерной (математической) 30 модели ВЭУ с целью количественной оценки физических процессов, возникающих при ее работе (расчет силовых факторов и напряженно-деформированного состояния)

Исследование свойств материалов, удовлетворяющих условиям вибробезопасности ВЭУ с последующей корректировкой конструкторской документации, заменой материалов и изменением конструкции

Моделирование и расчет динамических характеристик упругих колебаний компонентов ВЭУ, определение собственных частот компонентов

Численное определение параметров вибросмещений ответственных компонентов ВЭУ и прогнозирование резонансов

Определение уровня воздействия вибраций на фундамент

Сравнительная оценка удовлетворительности параметров вибраций применимым стандартам и нормам

Рис. 5. Последовательность проведения теоретических исследований

Построение моделей проведено с рядом допущений, не оказывающих существенного влияния на конечный результат (ламинарность и устойчивость давления и направления ветрового потока, однородность материалов и т.д.).

Расчет силовых факторов и напряженно-деформированного состояния компонентов ВЭУ проведен в программном комплексе ЫА8Т1ШЧ (рис. 6).

Рис. 6. Конечно-элементные модели ступицы ротора и лопасти ВЭУ в ЫА8ТКАЫ (показаны примеры состояний)

Собственные частоты колебаний ротора вычислены во всем диапазоне его вращения, от 0 до 180 об/мин и в основном определяются жесткостными характеристиками основания ротора и его моментом инерции.

В процессе проведения анализа напряженно-деформированного состояния компонентов ВЭУ была изменена конфигурация ротора (рис. 7) со смещением ступицы из нижнего положения (известная конструкция ВЭУ, произведенная в США и генерирующая высокий уровень вибраций) в среднее между ярусами (новая конструкция, со значительно меньшим уровнем вибраций). В процессе расчетов откорректирована конструкторская документация и упругие откосы заменены на тросовые растяжки.

На основе расчета воздействия на ВЭУ возмущающих силовых факторов и внутреннего напряженно-деформированного состояния выделены собственные частоты и формы основных тонов упругих колебаний, определяющих поперечную динамику ВЭУ (рис. 8).

Рис. 7. Изменение конструкции в процессе исследования

1,60 Гц 3,01 Гц 6,70 Гц 12,67 Гц

Рис. 8. Формы основных тонов упругих поперечных колебаний ВЭУ

На основании данных, полученных в результате исследования компьютерной трехмерной модели в программном комплексе ЫА8ТЯАЫ проведен дальнейший анализ математической модели, построенной в среде визуального моделирования Х^вБип на предмет возникновения резонансов колебаний компонентов конструкции с учетом того, что основными факторами, вызывающими вибрации ВЭУ, передающиеся на фундамент, являются:

- аэродинамические силы, действующие на ротор ветроколеса;

- аэродинамические моменты, действующие на ротор ветроколеса;

- периодические инерционные моменты, обусловленные наличием у ротора не нулевых центробежных моментов инерции;

- периодические инерционные силы, обусловленные смещением центра масс ротора от оси вращения.

В созданной программе «Ротор - гибкая мачта» формульные зависимости представлены в виде структурных схем, что обеспечивает наглядность и лучшее восприятие связей между переменными задачи (рис. 9).

Рис. 9. Пример интерфейса среды У^Бип и содержание функциональных блоков

Моделирование силового воздействия ВЭУ на фундамент по схеме, изображенной на рис. 10, проведено при различных скоростях вращения ротора при условии воздействия наиболее сильного вероятного ветра на территории России 12 и 16 м/с. В процессе моделирования предполагалось, что ротор ВЭУ

на выбеге проходит все возможные частоты вращения под аэродинамической нагрузкой. Начальная частота вращения ротора задавалась 280 об/мин, что изначально превышает максимальную скорость вращения ротора ВЭУ (180 об/мин), стабилизируемую на практике за счет аэродинамических тормозов. На основании исследований модели ВЭУ получены зависимости колебаний сил и моментов, частотные спектры и вибросмещения компонентов. Пример колебательных законов вибросмещений показан на рис. 11.

Анализ силовых воздействий проведен способом разложения действующих негармонических колебаний сил, моментов и вибросмещений в ряд Фурье с получением соответствующих спектров частот. На основании спектрального анализа сделаны выводы, на каких частотах вращения ротора ВЭУ ожидается резонанс, получена его амплитуда и преобладающие частоты.

Рис. 10. Схема воздействия ветра на ВЭУ и размещения крепления растяжек мачты ВЭУ

Пример на рис. 12 приведен для одной из сил действующей в горизонтальном направлении на мачту со стороны вала ротора и вызывающей резонанс мачты ВЭУ.

800 <00 0

-400 -800 -1200 -1600 -2000

Ру,н

0.20

укол/х'к

Л..........

0.24 0.2В

т, с.....

Рис. 12. Зависимость силы Ру (слева), действующей на мачту со стороны вала ротора и направленной перпендикулярно ветровому потоку, от времени Т. Спектр Фурье колебательной составляющей силы Ру (справа). Постоянная составляющая силы Ру = 10,8 Н. Гармоника с номером 1 имеет частоту вращения ротора. Наблюдается 1-ый резонанс узла подшипников

в момент Т=156 с (У=12 м/с, N=211,8 об/мин , у« = 3,53 Гц). V-скорость ветра; 14-скорость вращения ротора; %'1< - частота вращения ротора; Т - время, с По оси абсцисс на спектре Фурье отложена безразмерная величина

^ кол / , равная отношению частоты колебаний силы, приложенной к мачте

ВЭУ Vкол. к частоте вращения ротора .

На основании анализа спектров частот получены данные, свидетельствующие о наличии ряда резонансов при вращении ротора.

Из анализа полученных данных следует, что резонанс колебаний элементов ВЭУ (например, мачты) может вызываться как дисбалансом массы ротора, так и действием переменных аэродинамических сил. Снижение действия аэродинамического возмущения может быть осуществлено с помощью варьирования жесткостью мачты. При этом резонансы, вызываемые аэродинамическими силами, можно снизить до уровня, не требующего внимания, либо увести их в

О 500 1000 1500 2000 2500

т, с Т, с

Рис. 1!. Смещение верхнего (слева; и нижнего (справа) конца мачты в горизонтальном направлении соответственно по осям ОХ и ОУ Ьу в зависимости от времени (показано в виде колебательного закона)

зону безопасных частот. Жесткость мачты определяется натяжением растяжек. Данный подход к определению резонансных частот дает возможность определения параметров комплектующих, удовлетворяющих условиям эксплуатации в составе ВЭУ. В результате варьирования материалом и жесткостью была применена мачта с низкой частотой собственных колебаний ум= 0,4 Гц. Это не исключило резонансов, но перевело их в область низких скоростей вращения ротора ветроколеса, что уменьшило нагрузки на растяжки и фундамент и сделало резонансные явления безопасными.

Т.о. путем подбора материала мачты, а также диаметра и натяжения выпускаемых промышленностью тросов и многократного прогона математической модели в среде Х^бБип получено оптимальное соотношение следующих параметров:

- материал тросов-растяжек - канат одинарной свивки типа ТК. Конструкция: 1x19(1+6+19) ГОСТ 3063, ДИН 3053;

-диаметр тросов-растяжек 15 мм;

- натяжение тросов-растяжек 1700 Н.

В соответствии с найденными параметрами табл. 1 резонансов выглядит, как показано ниже. Резонансы подшипников на частоте 21 Гц не существенны в связи с их малой амплитудой. Резонанс мачты снижен до 0,4 Гц (интервал № 5) и находится на частоте вращения 24 об/мин, что не оказывает существенного влияния на работу ВЭУ и не создает опасных вибраций высокой амплитуды. К тому же ротор проходит данную частоту вращения за 1-2 с, т.е. длительность действия вибраций во время резонанса также невысока.

Таблица I

Прогнозируемые резонансы ВЭУ с собственной частотой мачты 0,4 Гц

К» интер вала Начало малого инЩ!,- вала Т. с Частоты возмущающих сил Инерди- Аэродинамические онные Примечание

6^ 12^» 18^ 24ч» 30^ 36^

1 156 3.53 21,1 42,26 63.40 84,53 105,66 126,8 1-й резонанг учлп подшипников.

2 242 2.97 17.8 35,66 53,50 71,33 89.16 107,0 простые колебания

3 502 1,77 10,6 21,20 31,80 42.40 53,00 63.6 2-й реюнлнс >1лл ПОДШИПНИКОВ

4 783 1.01 6.0 12.84 18,13 24,17 30.21 36,2 простые колебания

5 1250 0,4 2.37 4,75 7,12 9,50 11,87 14,2 резонанс мачты

6 1682 0,17 1.02 2,00 3,01 4,01 5.01 6.01 простые колебания

7 1900 0.11 0.65 1.30 1,94 2,59 3,24 3,89 простые колебания

8 2030 0.08 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3.00 простые колебания

9 2230 0.06 0,34 0,67 1,04 1,34 1.67 2,01 простые колебания

Учитывая вышесказанное, влияние резонанса мачты на фундамент на скорости вращения ротора 24 об/мин можно прогнозировать как несущественное, Тем не менее, учитывая важность решений, принимаемых на предмет размещения ВЭУ в непосредственной близости к жилым, офисным или производственным помещениям, полученные теоретические данные необходимо в каждом конкретном случае подтверждать экспериментом и замером соответствующих резонансов с целью их снижения до уровня, удовлетворяющего требованиям стандартов и нормативов.

Исследование вертикальных воздействий (в том числе вибросмещения упругой мачты) позволяет оценить воздействие ВЭУ на фундамент и мачты ВЭУ на ступицу (рис. 13). Вертикальное вибросмещение определяет вибрационную нагрузку на фундамент и может служить начальной характеристикой для расчета влияния ВЭУ на конструкцию фундамента, а значит, и анализа воздействия вибрационных и шумовых колебаний на окружающую среду. В частности, при наличии вертикальных вибросмещений с частотой, совпадающей с собственной частотой фундамента (сооружения), необходим дальнейший анализ возможности размещения ВЭУ на данном фундаменте (сооружении) или грунте. Таким образом, на основе анализа вибросмещений и спектров силового воздействия с целью их регулирования (уменьшения, перехода в другие частоты) могут вырабатываться рекомендации конструкторам по применению материалов компонентов ВЭУ, а также их размерам и архитектуре конструкции, которые позволят свести к минимуму уровень вибраций ВЭУ, вызываемых возмущающими аэродинамическими силами. Кроме этого, результаты вибрационных исследований могут служить базой для расчетов на удовлетворительность сооружений для размещения на них такого вибродинамического объекта, как ветроэнергетическая установка.

Анализ вибровоздействий проводится на соответствие действз'ющим стандартам и нормативам.

После корректировки конструкторской документации, замены материалов и изменения архитектуры компонентов картина вертикальных вибросмещений в резонансе выглядит, как показано на рис. 13.

Т,с Т,с

Рис. 13. Смещение Ьмнв нижней (слева) и Ьм,в верхней (справа) точек мачты в месте крепления соответственно к фундаменту и ступице в вертикальном направлении (мм) в зависимости от времени Т (с)

Амплитуда колебаний верхней точки крепления мачты к ступице составляет 0,00035 = 3,5-10~" м. Амплитуда колебаний нижней точки основания мачты равна х = 0,0000024 = 2,4- КГ6 м. Это наиболее важный параметр, оказывающий негативное влияние на фундамент и в целом окружающую среду. Анализ показывает, что в спектре колебаний практически присутствуют только две частоты; это частоты первой и второй форм колебаний.

VI =0,82 Гц у2 = 3,5 Гц; (1)

Для колебаний, близких по форме к гармоническим, амплитуда виброускорений определяется как

А = х-саг =Х'(у2-я):; (2)

Вычисления дают соответственно: А1= 3,185-10-'= 0,00003185 м/с2, А2 = 58,033-1(Г5= 0,0005803 м/с2.(3)

Сравнение данных табл. И ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность» и полученных расчетных данных проводится по табл. 2.

Таблица 2

Нормативы вибраций по ГОСТ 12.1.012-90 и расчетные данные

Табличные данные ГОСТа 12.1.012-90 Полученные данные

Среднегеометрические частоты полос, Гц Амплитуда виброускорений, м/с2 в 1/3 окт. Частота, Гц Амплитуда виброускорений, м/с2 в 1/3 окт.

1,6 0,0125 0,82 0,00003185

3,15 0,009 3,50 0,00005803

Сравнение близких по значению нормативных и расчетных частот показывает, что даже с учетом длительного пребывания в непосредственной близости к ВЭУ человек будет испытывать вибронагрузки значительно меньше допустимых. Согласно требованиям санитарных норм СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация. Вибрации в помещениях жилых и общественных зданий» допустимый уровень общих вибраций по виброускорению составляет 0,004 м/с2 в диапазоне 2-63 Гц среднегеометрических частот полос. Таким образом, полученные данные удовлетворяют соответствующим стандартам и нормативам. Необходимо учесть, что резонансный режим колебаний мачты ВЭУ на практике не может продолжаться так долго, следовательно, прогнозируемые оценки вибровоздействия сильно завышены и имеют запас.

Таким образом, негативное действие аэродинамических сил может быть снижено за счет варьирования материалами и архитектурой (конфигурацией) компонентов конструкции ВЭУ.

Дисбаланс ротора должен устраняться с помощью регистрации вибраций и весовой балансировки (рис. 14). С учетом того, что собственные резонансы ВЭУ на этапе теоретических исследований за счет варьирования материалами компонентов и архитектурой ротора сведены к минимуму, экспериментальные

исследования проводятся на предмет выявления дисбаланса ротора, обусловленного неидеальностью изготавливаемых элементов, неоднородностью материалов и погрешностями сборки.

Рис. 14. Процедура вибробалансировки ротора ВЭУ

Вибрационные исследования и балансировка ротора ВЭУ основываются на методике весовой балансировки вращающихся винтов (роторов) вертолетов, хорошо изученной предприятиями, производящими летательные аппараты -Казанским вертолетным заводом, Кумертауским авиационным производственным предприятием (КумА1111) и другими известными фирмами.

В процессе проведения исследований было рассмотрено несколько известных методик вибробалансировки роторов, однако большинство из них не нашли применения в проводимых экспериментах в связи с невозможностью использования в данном случае и/или их дороговизной.

Экспериментальные исследования вибрации и вибробалансировка ротора ВЭУ-З(б) мощностью 3 кВт производства ООО «ГРЦ-Вертикаль» проведены в г. Кумертау (Башкортостан) 1-4 июля 2008 г., на базе цеха № 42 ОАО «Ку-мАПП».

Методика весовой балансировки роторов, предназначенная для снижения вибрационных колебаний в предэксплуатационный период, основана на регистрации вибраций и последующему их снижению за счет соответствующей методики установки весов (грузов) на лопастях (или траверсах) ВЭУ (рис. 15,16).

Рис. 15. Иллюстрация вибробалансировки ротора ВЭУ (вид на ротор сверху)

Рис. 16. Исследование испытуемой установки на предмет определения вибросмещений ротора и проведения весовой балансировки в предэксплуатационный период с целью снижения вибраций

Результаты вибробалансировки ротора ВЭУ-З(б):

- до балансировки вертикальное вибросмещение в резонансе - 5,2 мм (0,0052 м);

- после балансировки вертикальное вибросмещение в резонансе - 0,3 мм (0,0003 м).

Вибробалансировка проведена с помощью виброанализатора К-4102.

Вертикальное вибросмещение в месте крепления ротора к имитатору мачты (опора типа «гусь») соответствует расчетным данным, полученным на этапе теоретических исследований.

После монтажа ротора ВЭУ-3 на штатной мачте 30 декабря 2008 г. в городе Челябинске на базе Легкоатлетического манежа результаты измерений вибросмещений верхнего конца крепления мачты к ступице также соответствуют теоретическим расчетам и составляют 0,23 мм (0,00023 м). Амплитуда

вибросмещения нижнего конца мачты на частоте 2 Гц составила 2,2-10"6 м, амплитуда виброускорения составила 0,000045 м/с2 (допустимое значение составляет 0,004 м/с2 по СН 2.2.4/2.1.8.566-96).

Таким образом, экспериментом доказано, что весовая балансировка ротора может применяться для вертикально-осевых ветроэнергетических установок для снижения вибрационных колебаний до уровня, удовлетворяющего соответствующим ГОСТ и СНиП.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований показывают возможность размещения ветроэнергетических установок ВЭУ-3 производства ООО «ГРЦ-Вертикаль» в непосредственной близости к жилым, производственным и офисным зданиям. Монтаж ВЭУ-3 непосредственно на инженерных сооружениях и зданиях теоретически возможен, однако требует дополнительных исследований, связанных с изучением отклика здания или сооружения на возмущающее вибровоздействие ветроустановки.

Расчет потенциального рынка ветроэнергетических установок, подлежащих размещению в непосредственной близости к зданиям и сооружениям, а также на них, проведен исходя из объема установленных мощностей предприятий ОАО РАО «ЕЭС России» и составляет 1,6 млн. кВт установленной мощности ВЭУ. В случае размещения ветроустановок в непосредственной близости к жилым, офисным или производственным помещениям, установочные расходы снижаются за счет отсутствия высокой мачты и уменьшения длины линий электропередач на 20-25%. Эксплуатационные расходы снижаются на 50% за счет отсутствия необходимости проведения высотных работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача обеспечения вибробезопасности ветроэнергетической установки (ВЭУ) с вертикальной осью вращения, которая может быть использована для подавляющего большинства вертикально-осевых ВЭУ.

Проведенные исследования позволяют сформулировать следующие основные результаты и сделать выводы:

1. Основным негативным параметром, ограничивающим применение ветроустановок, являются вибрационные колебания и резонансные явления, возникающие при работе ВЭУ под действием возмущающих аэродинамических сил и дисбаланса ротора.

2. Выявлены зависимости влияния аэродинамических и центробежных сил на процесс возникновения вибраций, действующих по негармоническим колебательным законам, которые можно разложить в ряд Фурье с последующим проведением спектрального анализа.

3. На основе анализа созданных компьютерной (трехмерной), математической (функциональной) моделей и физического действующего образца ВЭУ создан метод определения пригодности материалов для использования в соста-

ве комплектующих ВЭУ, при этом появляется возможность оптимизации конструкции компонентов и архитектуры ротора с целью снижения общей вибрации.

4. Разработанный метод весовой балансировки ротора позволяет снизить вертикальное вибросмещение ротора ВЭУ в 10-15 раз. Конечный результат вибробалансировки с большим запасом удовлетворяет действующим ГОСТ и СНиП в части вибраций. При определенной доработке балансировку можно проводить в автоматическом режиме в процессе эксплуатации ВЭУ.

5. Результаты теоретических и экспериментальных испытаний вертикально-осевых ВЭУ показали необходимость корректировки действующих стандартов по ветроэнергетике с целью внесения особенностей вертикально-осевых ветро-установок и уточнения требований к вибробезопасности ВЭУ.

6. Полученные результаты теоретических и экспериментальных исследований доказывают безопасность размещения исправной отбалансированной ветроэнергетической установки ВЭУ-З(б) в непосредственной близости к жилым, офисным и производственным зданиям, при условии удовлетворительности коммуникаций и конструкции здания (сооружения) применимым стандартам и нормам.

7. Методики оптимизации конструкторских решений и весовой балансировки ротора внедрены в процессы проектирования и производства малых вертикально-осевых ветроэнергетических установок на следующих предприятиях:

- ООО «ГРЦ-Вертикаль», Челябинская область, г. Миасс;

- ОАО «Государственный Ракетный Центр», КБ им. академика В.П. Макеева, Челябинская область, г. Миасс;

- ОАО «Кумертауское авиационное производственное предприятие», Башкортостан, г. Кумертау.

Научные публикации по теме диссертации в журналах, рекомендованных ВАК:

1. Соломин, Е.В. Ветроэнергетические установки «ГРЦ-Вертикаль» / Е.В. Соломин, И.М. Кирпичникова, В.П. Кривоспицкий // Вестник МАНЭБ. Приложение «По Материалам I Международной научно-практической конференции «Ресурсосбережение и возобновляемые источники энергии: экономика, экология, опыт применения». - СПб-Чита. - 2008. - Т.13. - №3. - С. 129-134.

2. Соломин, Е.В. Ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения / Е.В. Соломин, И.М. Кирпичникова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2008. - Вып. 10, №26. - С.15-16.

Другие научные публикации по теме диссертации:

3. Соломин, Е.В. Описание ВЭУ ООО «ГРЦ-Вертикаль» / Е.В. Соломин // Журнал «Деловой Север» от 17.05.2008. - Екатеринбург. - С.8-9.

4. Соломин, Е.В. Ветроэнергетика для дома и офиса. Ветроэнергетические установки с вертикальной осью вращения мощностью 1...100 кВт для дома и промышленности / Е.В. Соломин, Ю.В. Грахов, И.М. Кирпичникова и др. Н

Материалы V Международной научно-практической конференции «Возобновляемые источники энергии. Ресурсы. Системы энергогенерирования на возобновляемых источниках энергии». - М., 2008. - С.37-39.

5. Соломин, Е.В. Программно-математическая модель ветроэнергетической установки с вертикальной осью вращения / Е.В. Соломин, Ю.В. Грахов, И.М. Кирпичникова // Материалы V Международной научно-практической конференции «Возобновляемые источники энергии. Ресурсы. Системы энергогенерирования на возобновляемых источниках энергии. - М., 2008. - С.41-42.

6. Соломин, Е.В. Вертикально-осевые ветроэнергетические установки: «Сделано в России» / Е.В. Соломин // Материалы Межрегионального совета по науке и технологиям. «Механика и процессы управления» и «Проблемы машиностроения». - Екатеринбург-Миасс: УрО РАН, 2008. - С. 17-19.

7. Соломин, Е.В. Особенности вертикально-осевых ВЭУ производства «ГРЦ-Вертикаль» / Е.В. Соломин // Малая энергетика. - М.: Изд-во НИИЭС, 2009.-№3(8).-С. 57-61.

8. Соломин, Е.В. Ветроэнергетические установки ГРЦ-Вертикаль. Перспективы развития // 60-я юбилейная научная конференция, посвященная 65-летию Южно-Уральского государственного университета. Секция «Технические науки»: материалы конференции. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ. - 2008. - Т. 1. -С. 23-26.

9. Соломин, Е.В. Социальные, экономические и правовые аспекты размещения ветроустановок на зданиях и сооружениях / Е.В. Соломин, И.М. Кирпичникова // Малая энергетика. - М.: Изд-во НИИЭС, 2009. - № 1. - С. 56-61.

10. Соломин, Е.В. Методика балансировки ротора ветроэнергетической установки с вертикальной осью вращения / Е.В. Соломин, И.М. Кирпичникова // Малая энергетика. - М.: Изд-во НИИЭС, 2009 . - № 1. - С. 48-52.

11. Пат. 2244996 Российская Федерация, МПК7 Н 02 К 19/16 1/06. Генератор переменного тока / Е.В.Соломин. - № 2003124088/09; заявл. 31.07.03; опубл. 20.01.2005, Бюл.№ 2.-3 с.

12. Положительное решение о выдаче патента на изобретение «Ротор ветряной установки с вертикальной осью вращения» от 16.05.2008 / Е.В. Соломин, Ю.В. Грахов и др. №2006117014/06(018497), заявл. 12.05.2006.

Соломин Евгений Викторович

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВИБРОБЕЗОПАСНОСТИ

ВЕРТИКАЛЬНО-ОСЕВЫХ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Специальность 05.26.01- «Охрана труда (электроэнергетика)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Издательство Южно-Уральского государственного университета

Подписано в печать 15.01.2009. Формат 60x84 1/16. Печать трафаретная. _Усл. печ. л. 1,16. Уч.-изд. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 10/2._

Отпечатано в типографии Издательства ЮУрГУ. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина 76.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Соломин, Евгений Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Размещение ветроэнергетических установок.

1.2 Проблемы размещения ветроэнергетических установок в черте жилых поселений и возможные пути их решения.

1.2.1 Шум.

1.2.1.1 Возможные пути решения проблемы шума ВЭУ.

1.2.2 Инфразвук.

1.2.2.1 Пути решения проблемы возникновения инфразвука в ветроустановках.

1.2.3 Ультразвук.

1.2.3.1 Необходимость исследования ультразвуковых колебаний.

1.2.4 Вибрация и резонанс.

1.2.4.1 Возможные пути решения проблемы вибрации и резонанса.

1.2.5 Сбой телерадиовещания и навигационных приборов.

1.2.6 Влияние ветроустановок на миграции птиц.

1.2.7 Нормативы, законы, акты по ветроэнергетике.

1.2.7.1 Необходимость внесения изменений в существующие стандарты по ветроэнергетике.

1.2.8 Исследования уровня ветровой обстановки городских массивов.

1.2.9 Габариты и масса ВЭУ.

1.2.9.1 Возможные пути решения проблемы размещения ветроустановок.

1.2.10 Характеристики зданий и сооружений.

1.2.10.1 Исследование возможности изменения конструкций зданий в плане применения ветроустановок.

1.2.11 Характеристики иных объектов, на которых может размещаться ВЭУ.

Выводы по главе. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРОКОЛЕБАНИЙ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ.

2.1 Исходные данные.

2.2 Предварительные теоретические исследования на этапе проектирования.

2.2.1 Предварительная оценка жесткости и прочности лопасти ВЭУ.

2.3 Тестирование расчетной модели ротора ВЭУ.

2.3.1 Расчетная модель конструкции.

2.3.2 Нагрузки.

2.3.3 Напряженно-деформированное состояние.

2.4 Динамические характеристики.

2.4.1 Собственные частоты и формы колебаний.

2.4.2 Амплитудно-частотные характеристики.

2.4.3 Расчет динамических характеристик и напряженно-деформированного состояния ВЭУ-3.

2.4.3.1 Изменения в расчетной модели конструкции.

2.4.3.2 Внешние механические воздействия.

2.4.3.3 Внутренние силовые факторы и напряженно-деформированное состояние.

2.4.3.4 Динамические характеристики упругих колебаний.

2.4.4 Расчет прочности.

2.4.4.1 Общие положения.

2.4.4.2 Внешние воздействия.

2.4.4.3 Расчетная конечно-элементная модель.

2.4.4.4 Результаты расчета.

2.4.4.4.1 Расчет кольца верхнего, нижнего, среднего.

2.4.4.4.2 Расчет лопасти вертикальной.

2.4.4.4.3 Расчет основания.

2.4.4.5 Усталостная прочность ВЭУ-3 с шестью лопастями.

2.4.4.5.1 Динамическая модель для расчетов нагрузок и напряженно-деформированного состояния.

2.4.4.5.2 Перечень действующих нагрузок.

2.4.4.5.3 Аэродинамические характеристики вертикальных лопастей.

2.4.4.5.4 Нагруженность основных элементов конструкции. 102 2.5 Исследование вибрационных колебаний.

2.5.1 Результаты моделирования силового воздействия ВЭУ на фундамент.

2.5.1.1. Результаты моделирования силового воздействия ВЭУ на фундамент в случае неупругой в вертикальном направлении мачты.:.

2.5.1.2. Результаты моделирования силового воздействия ВЭУ на фундамент в случае упругой в вертикальном направлении мачты.

2.5.2 Результаты моделирования вибросмещений.

Выводы по главе.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВИБРАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЭУ.

3.1 Методики оценки параметров ВЭУ.'.

3.2 Нормативные ссылки.

3.3 Виброиспытания и методика весовой балансировки ВЭУ на основе методики балансировки вертолетов.

3.3.1 Виброиспытания с помощью портативного прибора.

3.3.2 Виброиспытания с помощью автоматизированной системы.

Результаты и выводы главе.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 Полевые вибрационные испытания и весовая балансировка ВЭУ.

4.2 Реализация методики испытаний и балансировки.

4.2.1 Измерение без груза на 80 об/мин.

4.2.2 Измерение с рекомендуемым грузом 400 г, 357°, 80 об/мин.

4.2.3 Измерение с пробным грузом 330 грамм, угол 357°, 80 об/мин.

4.2.4 Измерение с рекомендуемым грузом 530 г, 60°, 150 об/мин.

4.3 Измерение шума, инфразвука и ультразвука.

4.4 Результаты измерений параметров ВЭУ.

Введение 2009 год, диссертация по безопасности жизнедеятельности человека, Соломин, Евгений Викторович

Актуальность работы. К началу XXI века ветроэнергетика выделилась в отдельную отрасль альтернативной энергетики на основе возобновляемых источников энергии. Несмотря на ряд очевидных неоспоримых достоинств ветроэнергетические установки (ВЭУ) не лишены недостатков и в той или иной степени оказывают негативное влияние на окружающую среду. Основным источником такого влияния являются вибрационные колебания, генерируемые компонентами ветроэнергетической установки в процессе работы под действием возмущающих аэродинамических и инерционных сил и моментов. Особенно опасны резонансы возмущающих силовых воздействий и собственных колебаний компонентов ВЭУ, возникающие при дисбалансе ротора и приводящие к разрушению установки. Эти вибрации, передаваясь через среду, воздействуют на близлежащие здания и сооружения, снижают их прочность и устойчивость, могут стать причиной разрушения трубопроводов, подземных коммуникаций и других окружающих инженерных сооружений. Под действием вибрации происходит эрозия почвы, переселение животных и птиц, наблюдается ухудшение самочувствия людей, проживающих за многие километры от ветроэнергетической установки.

В связи с данными особенностями рядом стандартов и санитарных норм предписывается располагать ВЭУ на значительном удалении от жилых объектов, что приводит к повышению установочных и эксплуатационных расходов, а также к увеличению потерь при передаче энергии. Вместе с тем, в связи с увеличением дефицита электроэнергии и роста цен на энергоносители количество запросов на размещение ВЭУ вблизи и непосредственно на жилых, офисных и производственных зданиях неуклонно растет.

Учитывая эту тенденцию и недостаточную изученность вибрационных свойств выпускаемых промышленностью ветроустановок, особенно с вертикальной осью вращения, разработка методов снижения вредного и, в ряде случаев, опасного воздействия общей вибрации, генерируемой ВЭУ, является актуальной и приобретает особое значение. При этом одной из главных задач остается обеспечение максимальной безопасности ВЭУ с точки зрения воздействия вибрации на объекты.

Работа выполнена в соответствии с федеральной целевой программой "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 годы" (Постановление от 17 октября 2006 г. N 613 «О федеральной целевой программе»), код Н4.4 Энергетика, включая нетрадиционную. Область техники Н02К. Критическая технология федерального уровня «Технологии новых и возобновляемых источников энергии».

Работа дважды поддержана грантами по программе финансирования гражданских научно-исследовательских работ оборонного комплекса России, осуществляемой Международным Научно-Техническим Центром, г. Москва.

Цель работы — снижение общих вибраций вертикально-осевой ветроэнергетической установки.

Идея работы - разработка методики снижения общих вибраций ротора вертикально-осевой ветроэнергетической установки за счет оптимизации конструкторских решений и весовой балансировки ротора в предэксплуатационный период.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Общая вибрация ветроустановки, вызываемая внешними возмущающими аэродинамическими и центробежными силами и моментами, зависит от геометрии и материалов компонентов ротора и мачты. Эти параметры можно оптимизировать на этапе проведения конструкторских работ с целью снижения вибраций до допустимого уровня.

2. Вибрации в роторе исправной ветроустановки возникают за счет его дисбаланса, вызванного неоднородностью материалов компонентов и погрешностями сборки. Дисбаланс ротора устраняется за счет весовой балансировки.

3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований общих вибрационных колебаний ВЭУ, проведенных на основе компьютерной (трехмерной), математической и физической моделей с целью снижения этих вибраций.

4. Метод балансировки ротора вертикально-осевой ВЭУ в предэксплуатационный период.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается аргументированностью исходных посылок, вытекающих из основ физики, удовлетворительным совпадением результатов теоретических исследований вибраций, генерируемых ветроэнергетической установкой, с результатами экспериментов, выполненных в реальных условиях.

Значение работы.

Научное значение работы заключается в том, что

- установлено влияние внешних и внутренних силовых воздействий, приводящих к возникновению вибрации;

- определена величина и законы изменения вибраций;

- разработан метод снижения уровня вибраций на основе моделирования параметров материалов и архитектуры компонентов в период проектирования.

Практическое значение работы заключается в следующем:

- на основе теоретических исследований, опыта производства и эксплуатации ветроэнергетических установок создана методика динамической балансировки роторов вертикально-осевых ветроэнергетических установок малой мощности (1.100 кВт), рекомендуемая к использованию производителями ВЭУ и монтажными организациями в предэксплуатационный период с целью снижения вредного влияния ВЭУ на здоровье человека и внешнюю среду;

- в соответствии с полученными результатами исследований и испытаний с целью изменения действующих стандартов по применению ветроэнергетических установок вблизи жилья и непосредственно на жилых, офисных и производственных объектах сформулированы изменения в 3 стандарта РФ и организаций:

1. Стандарт организации «Российское открытое акционерное общество энергетики и электрификации «ЕЭС РОССИИ»». Нетрадиционные электростанции. Ветроэлектростанции. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования.

2. Стандарт организации «Российское открытое акционерное общество энергетики и электрификации «ЕЭС РОССИИ»». Ветроэлектростанции. Условия создания. Нормы и требования.

3. Национальный стандарт Российской Федерации (МЭК 61400-1). Установки электрические ветровые. Требования к конструкции.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Научные положения и выводы переданы в ООО «ГРЦ-Вертикаль» и ОАО «КумАПП» и используются на этапе проведения конструкторских работ и в процессе предэксплуатационной балансировки роторов выпускаемых ветроэнергетических установок для снижения вибраций. Уровень вибраций после балансировки роторов находится в допустимых пределах.

В настоящее время на испытаниях и в эксплуатации находятся:

- ВЭУ-1 (1 кВт, четырехлопастная):

- Ронерт Парк (Калифорния, США) - 1 шт;

- Окланд (Калифорния, США) — 1 шт;

- Кумертау (Башкирия) - 1 шт;

- Миасс (Челябинская область) - 2 шт;

-ВЭУ-3(4) (3 кВт, четырехлопастная):

- Кумертау (Башкирия) - 1 шт;

-ВЭУ-З(б) (3 кВт, шестилопастная):

- Ронерт Парк (Калифорния, США) - 1 шт;

- Кумертау (Башкирия) — 1 шт;

- Челябинск — 1 шт.

Рекомендации и проекты изменений ГОСТов и стандартов организаций были переданы в НПЦ Малой Энергетики ОАО РАО «ЕЭС России».

Апробация работы: Разработки награждены дипломом «Второго регионального конкурса творческой мысли «От идеи до проекта»» за разработку проекта «Организация специализированного участка по изготовлению серийных ветроустановок», г. Екатеринбург, 2003 г., дипломом Министерства образования и науки Российской Федерации, Федеральным Агентством по науке Российской Федерации за участие в выставке «Перспективные технологии XXI века», г.Москва, 2004 г., дипломом «Выдающегося разработчика ветровых турбин с вертикальной осью вращения» Научно-производственной группы МК Стил по программе профессиональной разработки и науки, Калифорния, США, 2007 г., дипломом «За активное участие в областном конкурсе «Изобретатель Южного Урала», г.Челябинск, 2008 г., дипломом и серебряной медалью VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций за разработку «Ветроэнергетическая установка», г.Москва, 2008 г.

Разработки получили положительную оценку:

- на НТС Министерства сельского хозяйства Челябинской области, г. Челябинск, 2005 г.;

- на НТС ОАО РАО «ЕЭС России» секция «Малая и нетрадиционная энергетика»», г. Москва, 2006 г.

Результаты разработок одобрены Департаментом топливно-энергетического комплекса Министерства промышленности и энергетики Российской Федерации, г.Москва, 2006 г.

Результаты работы были доложены, рассмотрены и одобрены:

- на научно-практической конференции ЮУрГУ, секция «Возобновляемые источники энергии», г.Челябинск, 2008 г.;

- на V Международной научно-практической конференции «Возобновляемые источники энергии. Ресурсы. Системы энергогенерирования на возобновляемых источниках энергии», г.Москва, 2008 г.; на 1-ой Международной научно-практической конференции «Ресурсосбережение и возобновляемые источники энергии: экономика, экология, опыт применения» и круглом столе в честь 85-летия Бурятии «Приоритеты Байкальского региона в азиатской геополитике России», г.Улан-Удэ, 2008 г.;

- на Российско-чешском энергетическом семинаре «Энергосбережение и проблемы энергетики», г.Челябинск, 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 1 патент и 1 положительное решение на выдачу патента и 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 259 страницах машинописного текста, содержит 49 страниц приложений, 126 рисунков, 27 таблиц, список используемой литературы из 208 наименований.

Заключение диссертация на тему "Обеспечение вибробезопасности вертикально-осевых ветроэнергетических установок"

ВЫВОДЫ:

- выполнение весовой балансировки ротора ветряного электрогенератора с помощью балансировочного прибора К-4102+ возможно;

- в результате балансировки уровень СКЗ с 2,8мм снижен на 80об/мин -до 0,17мм, на 140об/мин - до 0,36мм);

- по результатам полученных записей уровня вибрации и спектрального анализа можно говорить о том, что на частотах вращения ниже 90об/мин максимальный уровень СКЗ проявляется на частоте кратной ЗГ(где Г- частота вращения ротора, Гц), а на частотах вращения выше 130об/мин на частоте кратной 1Г — тоесть на оборотной частоте;

- с увеличением частоты вращения ротора амплитуда вибрации имеет тенденцию возрастания.

РЕКОМЕНДАЦИИ:

- для выполнения более эффективной весовой балансировки ротора необходимо:

А) изготовить технологическую опору, максимально приближенную к реальной конструкции с достаточной жесткостью и прочностью;

Б) исключить влияние порывов ветра, которые вносят искажение в картину вибраций;

Г) изготовить кронштейн крепления, который обеспечивал бы установку балансировочного груза на любой необходимый угол по центральному диску ротора, что в свою очередь позволит с большей точностью установить расчётный груз;

Д) соблюдать равнозначные условия по оборотам ротора при записях уровня вибрации без груза и с пробным грузом.

Ведущий инженер по ЛИ В£Г ^

С.А.Барановский

Библиография Соломин, Евгений Викторович, диссертация по теме Охрана труда (по отраслям)

1. Безруких, П.П. Использование энергии ветра / П.П. Безруких. - М.: Колос, 2008. -4 с.

2. Лятхер, В.М. Развитие ветроэнергетики / В.М. Лятхер //Журнал «Малая энергетика». -2006. -№1-2 (4-5). 18-38.

3. Концепция использования ветровой энергии в Россию. Комитет Российского Союза научных и инженерных общественных организаций по проблемам использования возобновляемых источников энергии. / под ред. П.П. Безруких -М.: Книга-Пента, 2005. - 45 с.

4. Солоницын, А.А. Второе пришествие ветроэнергетики. / А.А. Солоницын // Сайт «Изобретатели». - http://www.inventors.ru/index.asp?mode=4846. - М., 2007. -18 с.

5. Соломин, Е.В. Базовая Информация / Е.В. Соломин // Сайт ООО «ГРЦ- Вертикаль». - www.src-vertical.com. - Челябинск: 2007. - 1 с.

6. Поляков, Г. Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно- технической сфере. / Г. Поляков // Сайт Фонда. - www.fasie.ru. - М., 2008.

7. ГОСТ 12.1 003-83 / «Шум. Общие требования безопасности». М., 1983. 1-15.

8. Стандарт РАО «ЕЭС России» / Нетрадиционные электростанции (НЭС). Ветроэлектростанции (ВЭС). Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования. // Проект. Рецензируется ООО «ГРЦ-Вертикаль». - Челябинск, 2008. - 1-80.

9. ГОСТ 30331.2-95 (МЭК 364-3-93)/ГОСТ Р 50571.2-94 (МЭК 364-3-93) / Электроустановки зданий. Часть 3. Основные характеристики. - М . , 1995. 1-40.

10. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 / «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». М., 1996. 1-35.

11. ГОСТ Р 50571.10—96 (МЭК 364-5-54—80) / Электроустановки зданий. Часть

12. Выбор и монтаж электрооборудования. / Глава 54. Заземляющие устройства и защитные проводники. М., 1996. 1-46.

13. Семенов, А.И. Ветроэнергетика на линии / А.И. Семенов // «Эксперт on-line». - http://www.expert.ru/printissues/expei*t/2003/29/29ex-nauka3/print. - М., 2007. 1-5.

14. Магидин, Ф. А. Кн. 8. Ч. 1. Воздушные линии электропередачи / Электромонтажные работы: учебное пособие для ПТУ: в 11 кн. / под ред. А.Н. Трифонова.:. - М.: Высшая школа, 1991. - 208 с.

15. Рензо, Д. Ветроэнергетика / под ред. Я.И.Шефтера. - М.: Энергоатомиздат, 1982.-С. 4-35.

16. Жуков, Д.Д. Белорусская ветроэнергетика - реалии и перспективы / Д.Д. Жуков, Н.А.Лаврентьев // Журнал «Энергия и менеджмент». - 2002. - №3(7). - 12-17.

17. Лаврентьев, Н.А. Патент RU (положительное решение № 99122791/12). Устройство регулирования ветроэнергетической установкой / В.А. Хлебцевич, Н.А. Лаврентьев - М., 1998. - 2 с.

18. Жуков, Д.Д. Энергию ветра - на ветер? / Д.Д Жуков, Н.А. Лаврентьев // Журнал «Архитектура и строительство». - 1999. - №5, - 11-15.

19. Требования Ллойда (Germanischer Lloyd Requirements) // Евростандарт по ветроустановкам. - http://www.gl-group.com/industrial/glwind/3780.htm. - 1-275.

20. РАО «ЕЭС России» / Официальный сайт РАО «ЕЭС России». - www.rao-ees.ru

21. Марк, Никола Тесла / Марк - М.: Яуза, ЭКСМО, 2007. - 250 с.

22. Программное обеспечение инженерных расчетов в области строительства: состояние и направления строительства // Известия вузов «Строительство». — 2000. - № 6 (498). - (www.meteo.ru). - 4-23

23. Маркус, Т.А. Здания, климат, энергия / Т.А. Маркус, Э. Н. Моррис / Пер. с англ. под ред. Н. В. Кобышевой, Е. Г. Малявиной. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 1985.-544 с.

24. Селиванов, Н.П. Энергоактивные здания / Н. П. Селиванов, А. И. Мелуа, С В . Зоколей и др. / под ред. Э. В. Сарнацкого и Н. П. Селиванова. - М.: Стройиздат, 1988.-376 с.

25. Rogers, Anthony L. Wind Turbine Noise Issues / Anthony L. Rogers, Ph.D., James F. Manwell, Ph.D. // USA today, 2002, Amended 2004. - 24 с

26. Волченков, М.И. Ветроэнергетика сегодня / М.И. Волченков // Студия «Pinions», сайт «Чудеса.сот». - http://www.4ygeca.com/poyas.html, 2003-2007. - 1-5.

27. Макаров, В.А. Раздел «Воздух» / В.А. Макаров // сайт http://www.lachugin.ru, 2008.-С. 3-10.

28. Панфилов, А. А. Методика энергетических и прочностных расчетов ветроэлектрической установки.: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. А.А.Панфилов. - Санкт-Петербург, 2007. - 15 с.

29. Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации / Федеральный закон № 131-ФЗ от 06.10.2003. Вступил в силу с 01.01.2006. - М., 2003. - 3-6.

30. Девар, Улучшение формы и аэродинамики лопастей / Девар // сайт «Whale Power». - www.whalepower.com. - USA, 2008. 1 с.

31. Бабский, Е.Б. Физиология человека / Е.Б.Бабский (академик АН УССР), А.А. Зубков, Г.И.Косицкий, Б.И.Ходоров. — М.: Медицина, 1966. - 143 с.

32. Слух. Орган слуха человека /Википедия. - сайт www.wikipedia.org. 2008. - 1.

33. Арабаджи, В.И. В мире инфразвуков / В.И.Арабаджи // журнал "Наука и жизнь". - 1980. - №12. - 13 с.

34. Войтов, В.И. Наука опровергает вымысел / В.И. Войтов // Человек и окружающая среда. - М.: Наука, 1988. - 139 с.

35. Боечин, А.И. Ответа пока нет / А.И. Боечин // журнал "Вокруг света". - 1976. - №7.-17 с.

36. Псаломщиков В.В. На их лицах застыла маска ужаса / В.В. Псаломщиков // журнал НЛО. - 2002. - №7. - 223-224.

37. Саночкин, А.И. Воздействие инфразвука на организм человека / А.И.Саночкин // сайт http://www.g807.com. - М., 2007. - 1 с.

38. Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.583-96. Утверждены Постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 31 октября 1996 г. N 52.

39. ГОСТ 12.1.003-83 "ССБТ. Шум. Общие требования безопасности".

40. Руководство 2.2.4/2.1.8.000-95 "Гигиеническая оценка физических факторов производственной и окружающей среды".

41. Методические указания по гигиенической оценке производственной и непроизводственной шумовой нагрузки N 4435-87.

42. Емельянова, О.И. Человек и опасности техносферы / О.И.Емельянова, Н.С.Любимова // Тверской государственный технический университет. - Тверь: Издательство ТГУ, 2006. - 2 с.

43. Санитарные нормы и правила при работе на промышленных ультразвуковых установках № 1733-77.

44. ГОСТ 12.1.001-89. Межгосударственный стандарт. Система стандартов безопасности труда. Ультразвук. Общие требования безопасности. Дата введения 01.01.1991.

45. СанПиН 2.2.4-2.1.8.582-96. Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения. Постановление Госкомсанэпиднадзора России от 31 октября 1997 г. № 51.

46. Новости Американской Ассоциации Ветроэнергетики (American Wind Energy Association, AWEA) // сайт www.awea.org. - USA, 2008. - 1 с.

47. Новости Британской Ассоциации Ветроэнергетики (British Wind Energy Association, BWEA) // сайт www.bwea.com. - Great Britain, 2008. - 1 c.

48. ГОСТ P 51237-98. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения. № 460 от 25.12.1998.

49. ГОСТ Р 51990-2002. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Классификация. № 515 СТ от 25.12.2002

50. ГОСТ Р 51991-2002. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Общие технические требования. № 516 СТ от 25.12.2002.

51. Перспективная программа развития национальных стандартов, обеспечивающих их гармонизацию с международными стандартами в научно-технической и производственной сферах на 2008-2012 годы / Правительство, М., 2007.-С. 1-35.

52. Новости Whale Power Corporation / сайт http://www.whalepower.com/drupal/ 2004-2007. - 1 с.

53. Ветроэнергетика / Википедия. - http://ru.wikipedia.org. - 1 с.

54. Твайдел, Д. Возобновляемые источники энергии / Д.Твайделл, А.Уэйр / Пер. с англ. под ред. Коробкова В.А. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 3 с.

55. Сидоров, В.В. Ветроэнергетические установки и системы / В.В. Сидоров. - М.: Внешторгиздат, 1990. - 3 с.

56. Андрианов, В.Н., Ветроэлектрические станции / В.Н.Андрианов, Д.Н. Быстрицкий, К.П.Вашкевич, В.Р. Секторов В.Р. / под общей редакцией Андрианова В.Н. - М.: ГЭИ, 1960. - 1-11.

57. Безруких, П.П. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России / П.П.Безруких, Ю.Д.Арбузов, Г.А.Борисов и др. / под ред. Безруких П.П. - СПб, 2002. - 35 с.

58. Безруких, П.П. Концепция использования ветровой энергии в России / под ред. Безруких П.П.— М.: Книга-Пента, 2005. - 17 с.

59. Толковый словарь Ожегова. АН СССР. Инст. Рус.яз. / под ред. Чл-кор. АН СССР Н.Ю.Шведовой. - М.: Русский язык. - 1991.

60. Безруких, П.П. Экономика и возможные масштабы развития возобновляемых источников энергии / П.П.Безруких. - М.: Изд-во института народнохозяйственного прогнозирования РАН, 2002. — 74 с.

61. Зубарев, В.В. Использование энергии ветра в районах Севера / В.А.Минин, И.Р.Степанов, В.В.Зубарев. - М.: Наука, 1989. - 5 с.

62. Безруких, П.П. Возобновляемая энергетика: стратегия, ресурсы, технологии / П.П. Безруких, Д.С.Стребков. - М.: Изд-во ГНУ ВИЭСХ, 2005. - 17 с.

63. Марочек, В.И. Пасынки энергетики / В.И. Марочек, П.Соловьев. - М.: Знание, 1981.-64 с.

64. Фаворский, О.Н. Установки для непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую / О.Н.Фаворский - М.: Высшая, школа, 1965. - 288 с.

65. Прудников, А.Г. Энергия ветра / А.Г.Прудников // Журнал «Вихревая механика перемежающихся сред». - М.: ЦИАМ. - 2006. - № 6. - 8 с.

66. American Wind Energy Association Standard: Procedure for Measurement of Acoustic Emissions from Wind Turbine Generator Systems, Tier 1-2.1 (AWEA, 1989).

67. International Electrotechnical Commission IEC 61400-11 Standard: Wind Turbine Generator Systems - Part II: Acoustic noise measurement techniques (IEC, 2001). МЭК 61400-11:2002 (E).

68. International Energy Agency: Expert Group Study on Recommended Practicies for Wind Turbine Testing and Evaluation, 4. Acoustic Measurement of Noise Emission from Wind Turbines, 3 Edition, 1994.

69. ISO 9613-2 "Acoustic - Attenuation of sound during propagation outdoors - Part 2: General method of calculation", Dec. 1996.

70. Отчет OOO «ГРЦ-Вертикаль» по выполненным работам по проекту Лаборатории Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) №4. - Челябинск. -2005.-С. 1-35.

71. Программное обеспечение инженерных расчетов в области строительства: состояние и направления строительства / Известия вузов «Строительство» // ВНИИГМИ-МЦЦ ( www . meteo . ru). - 2000. - № 6 (498). - 1-14.

72. Маркус, Т.А. Здания, климат, энергия / Т.А. Маркус, Э.Н. Моррис / пер. с англ. под ред. Н. В. Кобышевой, Е. Г. Малявиной. - Ленинград: Гидрометеоиздат, - 1985. - 544 с.

73. Селиванов, Н.П. Энергоактивные здания / Н.П. Селиванов, А.И. Мелуа, С В . Зоколей и др. / под ред. Э. В. Сарнацкого и Н. П. Селиванова. - М.: Стройиздат, 1988.-376 с.

74. Бекман, У.А. Расчет солнечного теплоснабжения / У.А.Бекман, А.Клейн, Дж.А.Даффи. - М.: Энергоиздат, 1982. - 79 с.

75. Бумаженко, О.В. Ветроэнергетика / Электронный журнал энергосервисной компании «Экологической системы» www.engenegr.ru. - 2004. - №1. — 9 с.

76. Жуков, Д.Д. Аналитический обзор «Энергоэффективное строительство» / Жуков Д.Д., Лаврентьев Н.А. // сайт www.sciteclibrary.com. - 2007. - 1 с.

77. Степанов, B.C. Теплоснабжение зданий с использованием систем утилизации солнечной энергии / В.С.Степанов, И.И.Айзенберг, Е.Э.Баймачев // www.lib.ru. -2007. - 1 с.

78. Семенов В.Я. Проблемы строителя / В.Я.Семенов // интернет-журнал «Строительство и архитектура» http://revolution.allbest.ru/construction/00017067_0.html 2007. 2007. - №10. - 1 с.

79. Ветрогенераторы «Карвэс» // сайт http://www.karvas.hl6.ru/. - М., 2008. - 1 с.

80. Парусные ветрогенераторы нового поколения // сайт http://fueloff.narod.ru/wind/index.htm. - Краснодар, 2008. - с. 1.

81. Gipe, P. Wind Works / Paul Gipe // сайт http://www.wind- works.org/articles/RoofTopWindSaveinScotland.html. - CILIA, 2008. - 1 с.

82. TAFT // сайт http://taftroofmg.com/contact.htm. - США, 2008. - 1 с.

83. Федеральная программа. "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 годы". Правительство РФ. - 2006. 1-45.

84. Коваль, Н.Б. Мировая энергетика: прогноз развития до 2020 г. / Н.Б. Коваль / пер. с англ. - М.: Энергия, 1980. - 255 с.

85. Борисов, В.Я. Проект нового СНиП «Надежность строительных конструкций» / В.Я.Борисов // журнал "Строительство". - 2006 (17.10.2006). - №10 - 12 с.

86. Волков Ю.С. Проект нового СНиП «Технологии бетонов» / Ю.С. Волков // журнал "Строительство". - 2006 (17.10.2006). - №10. - 12 с.

87. Бородач, М.М. Концепция оценки эффективности инвестиций в теплоэнергоснабжение и энергосбережение зданий / М.М.Бородач // журнал «Энергоснабжение». - 2007. - №1. - 26 с.

88. Алексеева, Л.А. Павильон ветра / Л.А. Алексеева // журнал «Строительство и недвижимость». - Белоруссия, 2007. - №12. - 15 с.

89. Янтцен, М (Michael Jantzen) Архитектура ветра / Майкл Сайт // сайт www.humanshelter.org. - США. - 2008. - 1 с.

90. Логинов, В.В. Экологический офис / В.В.Логинов // журнал «Строительство. Архитектура. Недвижимость». — 2007. - № 24. - 11 с.

91. Зеленчук, В.А. Зеленый маяк для Парижа / В.А.Зеленчук // журнал «Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века». - 2007. - №2. -28 с.

92. Морев, А. Дороги на крышах москвичей / А.Морев // журнал «Кровельные и изоляционные материалы». - 2007. - №1. — 5 с.

93. Айзенберг, Я.М Определение периода собственных колебаний каркасных зданий для практических расчетов в антисейсмическом проектировании / Я.М.Айзенберг и др. // журнал «Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений». - 2007. - №2. - 27 с.

94. Архипенко, В.В. Численное исследование динамического взаимодействия подвижных нагрузок с мостами / В.В. Архипенко // журнал «Транспортное строительство». - 2006. - №10. - 23 с.

95. Барановский, А.К. О ходе реализации основных направлений энергосбережения в Челябинской области / А.К.Барановский // ФГУП «Энергосбережение». Доклад на секции кафедры «Электротехника» ЮУрГУ 17.04.2008.-С. 1-15.

96. Отчет ООО «ГРЦ-Вертикаль» по выполненным работам по проекту Лаборатории Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) №3. - Челябинск. -2004.-С. 1-23.

97. СНиП 23-03-2003. Защита от шума (приняты и введены в действие Постановлением Госстроя РФ от 30.06.2003 N 136).

98. СНиП II-12-77 Строительные нормы и правила. Защита от шума.

99. СНиП П-23-81 Стальные конструкции. Доп.требования по проектированию конструкций антенных сооружений связи высотой до 500 м.

100. Ляхтер, В.М. Развитие ветроэнергетики / В.М.Ляхтер // журнал «Малая Энергетика». - 2006. -№1-2. - 23-38.

101. Гельман, М.И. Как в РАО «ЕЭС» собирают дань с потребителей / М.И.Гельман // сайт «Промышленные ведомости», http://www.promved.ru/articles/article.phtml?id=812&nomer=29. - 2006. - №5. - 1 с.

102. Шимкович Д.Г., Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows / Д.Г.Шимкович. - М . : ДМК Пресс, 2001. - 1-130.

103. Программный комплекс MSC/NASTRAN.

104. Программный комплекс Visual Simulator (Visim) V.5.0.

105. Зарождение Российского вертолетостроения. Проспект ОАО «Московский вертолетный завод» им. М.Л.Миля. — 2008. — 1 с.

106. ГОСТ 24346-8- Вибрация. Термины и определения.

107. ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.

108. ГОСТ 12.4.012-83 ССБТ. Вибрация. Средства измерения и контроля вибрации на рабочих местах. Технические требования.

109. ГОСТ 12997-84 Изделия ГСП (Государственная система промышленных • приборов и средств автоматизации).

110. ГОСТ 17770-86 Машины ручные. Требования к вибрационным характеристикам.

111. ГОСТ 25051.4-83 Установки испытательные вибрационные электродинамические. Общие технические условия.

112. ГОСТ 25364-97 Агрегаты паротурбинные стационарные. Нормы вибрации опор валопроводов и общие требования к проведению измерений.

113. ГОСТ 25980-83 Вибрация. Средства защиты. Номенклатура параметров.

114. ГОСТ 26568-85* Вибрация. Методы и средства защиты. Классификация.

115. ГОСТ 26883-86* Внешние воздействующие факторы. Термины и определения.

116. ГОСТ 27165-97 Агрегаты паротурбинные стационарные. Нормы вибрации валопроводов и общие требования к проведению измерений.

117. ГОСТ 28362-89 Вибрация и удар. Виброизолирующие устройства. Информация, представляемая заказчиками и изготовителями.

118. ГОСТ 28697-90 Программа и методика испытаний сильфонных компенсаторов и уплотнений. Общие требования.

119. ГОСТ 28988-91 Гидропроводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Вибрационные характеристики, испытания на виброустойчивость и вибропрочность.

120. ГОСТ 30546.1-98 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям и методы расчета их сложных конструкций в части сейсмостойкости.

121. ГОСТ 30576-98 Вибрация. Насосы центробежные питательные тепловых электростанций. Нормы вибрации и общие требования к проведению измерений.

122. ГОСТ 30630.1.2-99 Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие вибрации.

123. ГОСТ 30630.1.8-2002 Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие вибрации с воспроизведением заданной акселерограммы процесса.

124. ГОСТ 30631-99 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации.

125. ГОСТ 31186-2002 Вибрация. Подверженность и чувствительность машин к дисбалансу.

126. ГОСТ 31320-2006 Вибрация. Методы и критерии балансировки гибких роторов.

127. ГОСТ ИСО 10816-1-97 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений на невращающихся частях. Часть 1. Общие требования.

128. ГОСТ ИСО 10817-1-2002 Вибрация. Системы измерений вибрации вращающихся валов. Часть 1. Устройства для снятия сигналов относительной и абсолютной вибрации.

129. ГОСТ ИСО 10819-2002 Вибрация и удар. Метод измерения и оценки передаточной функции перчаток в области ладони

130. ГОСТ ИСО 13753-2002 Вибрация и удар. Метод измерения передаточной функции упругих материалов при их нагружении системой "кисть - рука".

131. ГОСТ ИСО 5348-2002 Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров.

132. ГОСТ Р 51498-99 Вибрация. Подверженность и чувствительность машин к дисбалансу.

133. ГОСТ Р 51499-99 Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие вибрации с воспроизведением заданной акселерограммы процесса.

134. ГОСТ Р 52526-2006 Установки газотурбинные с конвертируемыми авиационными двигателями. Контроль состояния по результатам измерений вибрации на невращающихся частях.

135. ГОСТ Р 52545.1-2006 Подшипники качения. Методы измерения вибрации. Часть 1. Основные положения.

136. ГОСТ Р ИСО 10819-99 Вибрация и удар. Метод измерения и оценки передаточной функции перчаток в области ладони.

137. ГОСТ Р ИСО 13753-99 Вибрация и удар. Метод измерения передаточной функции упругих материалов при их нагружении системой "кисть - рука".

138. ГОСТ Р ИСО 18436-2-2005 Контроль состояния и диагностика машин. Требования к обучению и сертификации персонала. Часть 2. Вибрационный контроль состояния и диагностика.

139. ГОСТ Р ИСО 5348-99 Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров.

140. ГОСТ Р ИСО 8042-99 Вибрация и удар. Датчики инерционного типа для измерения вибрации и удара. Устанавливаемые характеристики.

141. РД 34.21.306-96 Методические указания по обследованию динамического состояния строительных конструкций сооружений и фундаментов оборудования энергопредприятий.

142. РД 50-394-83 Методические указания. Вибрация. Общие требования к нормативно-техническим документам. Допустимые значения параметров.

143. РД 50-644-87 Методические указания. Вибрация. Комплекс нормативно- технической и методической документации. Основные положения.

144. СН 2.2.4-2.1.8.566-96 Производственная вибрация.

145. СНиП 2.02.03-85-Свайные фундаменты.

146. СНиП 2.02.04-88-Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах.

147. Амортизаторы эластомерные сейсмические. Часть 3. Применение в зданиях. Технические условия. Обозначение: ISO 22762-3:2005 Код МКС: 91.120.25 Разработчик: ISO ТС 45/SC 4 Продукция (вся, за исключением шлангов). - 1-74.

148. Основы расчета строительных конструкций. Сейсмические воздействия на сооружения. Обозначение: ISO 3010:2001 Код МКС: 91.120.25 Разработчик: ISO ТС 98/SC 3 Нагрузки, усилия и другие воздействия. - 1-44.

149. Вибрация и удар механические. Рабочие параметры диагностического контроля технического состояния конструкций. Обозначение: ISO 16587:2004 Код МКС: 91.120.25 Разработчик: ISO ТС 108 Механические вибрации и удар. - 1-16.

150. Еврокод 8. Проектирование строительных конструкций с учетом сейсмостойкости. Часть 5. Фундаменты, подпорные стенки и геотехнические аспекты. Обозначение: EN 1998-5:2004 Код МКС: 91.120.25 Разработчик: CEN/TC

151. Строительные еврокоды.

152. Еврокод 8. Проектирование строительных конструкций с учетом сейсмостойкости. Часть 1. Общие правила, сейсмическое воздействие и правила для зданий. Обозначение: EN 1998-1:2004 Код МКС: 91.120.25 Разработчик: CEN/TC 250

153. Еврокод 8. Проектирование строительных конструкций с учетом сейсмостойкости. Часть 3. Оценка и реконструкция зданий. Обозначение: EN 1998-3:2005 Код МКС: 91.120.25 Разработчик: CEN/TC 250

154. Еврокод 8. Проектирование строительных конструкций с учетом сейсмостойкости. Часть 6. Башни, мачты и дымовые трубы. Обозначение: EN 1998-6:2005 Код МКС: 91.120.25 Разработчик: CEN/TC 250

155. Еврокод 8. Проектирование строительных конструкций с учетом сейсмостойкости. Часть 2. Мосты. Обозначение: EN 1998-2:2005 Код МКС: 91.120.25 Разработчик: CEN/TC 250

156. Еврокод 8. Проектирование строительных конструкций с учетом сейсмостойкости. Часть 4. Шахты, хранилища и трубопроводы. Обозначение: EN 1998-4:2006 Код МКС: 91.120.25 Разработчик: CEN/TC 250

157. Стали конструкционные. Конструкционные стали повышенной сейсмостойкости. Технические требования поставки. Обозначение: ISO 24314:2006 Код МКС: 91.120.25 Разработчик: ISO ТС 17/SC 3 Конструкционные стали. Кол-во стр: 28.

158. Основы расчета строительных конструкций. Эксплуатационная надежность зданий и проходов в условиях воздействия вибрации. Обозначение: ISO 10137:2007 Код МКС: 91.120.25 Разработчик: ISO ТС 98/SC 2 Надежность конструкций. - 1-52.

159. Новости сайта // официальный сайт Казанского вертолетного завода http://www.kazanhelicopters.ru. - 2008. - 1 с.

160. Суворов, В.Н. Методика балансировки винтов вертолетов КА / В.Н.Суворов // ООО "ВиТэк-Автоматика», 2007. - Приложение 9. - 1-65.

161. Соломин, Е.В. Описание ВЭУ ООО «ГРЦ-Вертикаль» / Е.В.Соломин // Журнал «Деловой Север» от 17.05.2008. - Екатеринбург. - 8 с.

162. Соболь, Я.Г. Ветроэнергетика в условиях рынка (1992-1995 гг.) / Я.Г.Соболь // журнал «Энергия: Экономика, технология, экология». - 1995. - № 1 1 . - 5 с.

163. Соломин, Е.В. Социальные, экономические и правовые аспекты размещения ветроустановок на зданиях и сооружениях / Е.В.Соломин, И.М.Кирпичникова // журнал «Малая энергетика». - М.: Изд-во НИИЭС. - 2008. - №8. - 5 с.

164. Соломин, Е.В. Методика балансировки ротора ветроэнергетической установки с вертикальной осью вращения / Е.В.Соломин, И.М.Кирпичникова // журнал «Малая энергетика». - М.: Изд-во НИИЭС. - 2008. - №9. - 17 с.

165. Соломин, Е.В. Особенности вертикально-осевых ВЭУ производства «ГРЦ- Вертикаль» / Е.В.Соломин, И.М.Кирпичникова // журнал «Малая энергетика». -М.: Изд-во НИИЭС. - 2008. - №10. - 12 с.

166. Лаврус, B.C. Источники энергии / В.С.Лаврус. - Киев: НиТ, 1997. - 1-23.

167. Лейзерович, А.П. Куда дует ветер? / "Вестник" от 03.07.2001. - 2001. - 5 с.

168. Материалы Всероссийского научно-технического совещания по ветроэнергетике. - Уфа, 22 мая 2001 г.

169. Сидоров, В.В. Ветроэнергетические установки и системы / В.В. Сидоров. - М.: Внешторгиздат, 1990. - 5-35.

170. Иванов, Н.А. Ветродвигатель с машущим ротором /Н.А.Иванов // журнал "Наука и жизнь". - 2001. - № 1. - 13 с.

172. Хаскин, Л. Башня из ветроэнергетических модулей / Л.Хаскин // журнал "Наука и жизнь". - 2003. - № 9. - 14 с.

173. Алексеев, Б.А. Электрические станции // Международная конференция по ветроэнергетике. - 1996. - №2.

174. Безруких, П.П. Экономические проблемы нетрадиционной энергетики / П.П.Безруких. - М.: Энергия. - 1995. - №8. - 34 с.

175. Дьяков, А.Ф. Калмыцкая опытная ветровая электростанция / А.Ф.Дьяков, Н.С. Прокуроров, Э.М.Перминов Э.М. // Электрические станции. - 1995. - № 2. 10 с.

176. Логинов, В.Б. Высокоэффективные ветроэнергетические установки / В.Б.Логинов, Ю.И.Новак // журнал «Проблемы машиностроения и автоматизации». - 1995. -№1-8. — 19с.

177. Селезнев, И.С. Состояние и перспективы работ МКБ "Радуга" в области ветроэнергетики / И.С.Селезнев // журнал «Конверсия в машиностроении». - 1995. -№5. Юс.

178. Hinsch, Wind Power flying even higher / Hinsch // New Energy. - 2000. - № 1.-8 с

179. Aubrey, C. Still waiting to take off/ С Aubrey // New Energy. - 2000. - № 1 . - 1 2 с

180. Новая энергетическая политика России. - М.: Энергоатомиздат. - 1995. - 500 с.

181. Нефедова, Л. В. Ветроэнергетика Индии / Л.В.Нефедова // Возобновляемая энергия. - М.: Изд-во Интерсоларцентр. - 1998. - № 4. - 24 с.

182. Войцеховский Б.В. Перспективные источники энергии и их сравнение с используемыми /Б.В. Войцеховский // Журнал прикладной механики и технической физики. - М.: Наука, 1980. - №5. - 20 с.

183. Овис, Л.Г. О целесообразности использования ветроэнергетических установок в Хабаровском крае. /Л.Г.Овис // журнал «Энергетическое строительство». - М., 1992. - -№6. - 17 с.

184. Сабинин, Г.Х. Теория и аэродинамический расчет ветряных двигателей // Труды ЦАГИ, 1931. - вып. 104. - 88 с.

185. Руссов, В.А. Спектральная вибродиагностика // http://www.vibrocenter.ru/book3.htm, 1996. -Гл.4.1, Гл.4.2, Гл.4.3, Гл.4.4, Гл.4.5, Гл.4.6, Гл.4.7, Гл.4.8, Гл.4.9 4.3. Механические ослабления.

186. Anthony L. Rogers, Ph.D., Wind Turbine Acoustic Noise, Renewable Energy Research Laboratory, Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Massachusetts, Amherst, USA, 2002.-3 с