автореферат диссертации по энергетике, 05.14.08, диссертация на тему:Обоснование параметров ветроэнергетической установки со спиральными лопастями на основе экспериментальных исследований

На правах рукописи

Обоснование параметров ветроэнергетической установки со спиральными лопастями на основе экспериментальных

исследований

Специальность 05 14 08 - Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2007

ООЗОТ1491

003071491

Работа выполнена на кафедре «Возобновляющиеся источники энергии и гидроэнергетика» ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Научный руководитель

- доктор технических наук, профессор Елистратов Виктор Васильевич

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор Галеркин Юрий Борисович

- кандидат технических наук, ст н с Грибков Сергей Владимирович

Ведущая организация ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им Б Е Веденеева»

Защита состоится 29 мая 2007 г в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212 229 17 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул , 29, гидрокорпус-2, аудитория 411

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Автореферат разослан2-~^апрсля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Орлов В Т

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сегодня во всем мире наблюдается интенсивный прирост мощности возобновляемой энергетики На конец 2005 года общая установленная мощность ветроэлектрических станций (ВЭС) в мире составила около 60 ГВт (в Европе — 40,8 ГВт) По имеющимся прогнозам к 2020 году суммарная установленная мощность ВЭС в мире может возрасти до 1200 ГВт, а к 2040 году — до 3100 ГВт Немаловажным фактором ее опережающего развития в различных странах, независимо от их размеров, географического положения, экономического состояния и ресурсной базы энергетики, являются экологические преимущества возобновляемых источников и постоянно развивающиеся технологии производства установок на основе ВИЭ

Учитывая суммарную кинетическую энергию ветрового потока в приземном слое Земли, оценивающуюся величиной порядка 19,6 1010 МВт, актуальность приобретают научные разработки, направленные на вовлечение этого энергетического потенциала для полезного использования его различными потребителями

Автономная энергетика призвана обеспечить электроэнергией ряд потребителей в условиях децентрализованного энергоснабжения, например, базовые сотовые станции в горных, пустынных и северных регионах, дома и поселки, удаленные от ЛЭП, сигнальные огни, геологические экспедиции, пастбища и другие сельскохозяйственные объекты, отдаленные объекты военного и гражданского назначения, районы чрезвычайных ситуаций, оборудование газоперекачивающих станций, систем коррозионной защиты нефтегазопроводов и т п Все эти вопросы в ряде случаев можно успешно решить с помощью автономных систем В настоящее время наблюдается интенсивное развитие этих систем, в том числе на основе ветроэнергетических установок (ВЭУ) малой мощности

В связи с этим, актуальными становятся исследования и разработки новых конструкций ВЭУ небольшой мощности, которые могут быть использованы для повышения надежности энергоснабжения удаленных и изолированных потребителей, что позволит снизить завоз топлива в эти регионы

Целью диссертации является экспериментальное исследование ветроэнергетической установки со спиральными лопастями для автономного потребителя

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи

• обосновать конструктивно-компоновочную схему ВЭУ со спиральными лопастями малой мощности,

• разработать математическую модель срединной линии лопастей ротора,

• уточнить на основе анализа существующих ветроэнергетических установок классификацию ВЭУ,

• разработать методику экспериментальных исследований ВЭУ со спиральными лопастями в аэродинамической трубе замкнутого типа с открытой рабочей частью,

• провести экспериментальные исследования ВЭУ со спиральными лопастями на аэродинамическом стенде,

• провести теоретическое обобщение конструктивно-компоновочной схемы ВЭУ со спиральными лопастями на основе анализа результатов экспериментальных аэродинамических и энергетических исследований

Научная новизна работы заключается в следующем

• Предложена новая классификация ВЭУ малой мощности

• Впервые получены всесторонние энергетические и аэродинамические характеристики ВЭУ со спиральными лопастями на основе проведенных экспериментальных исследований

• Проведен теоретический анализ конструктивно-компоновочной схемы ВЭУ со спиральными лопастями

• На основе экспериментальных исследований предложена новая конструкция ВЭУ со спиральными лопастями (заявка на изобретение № 2006145494/06(049682))

Личный вклад автора. Диссертация является результатом законченных исследований автора, которые проводились им в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном политехническом университете (ГОУ ВПО СПбГПУ) Приведенные в диссертационной работе результаты исследований были получены лично автором при разработке и решении задач по хоздоговорным и госбюджетным темам и договорам, в которых автор принимал участие в качестве исполнителя и соисполнителя Диссертационные исследования поддержаны грантом РФФИ N 06-08-00559

Личный вклад автора определился разработкой модели ВЭУ со спиральными лопастями, проведением экспериментальных исследований модели ВЭУ со спиральными лопастями в аэродинамической трубе, в разработке усовершенствованной классификации ВЭУ Личный вклад автора в публикациях определяется 70%

Практическая значимость работы. В результате проведенных исследований была обоснована перспективность использования ветровых энергоустановок в районах с децентрализованным энергоснабжением, предложена новая классификация ВЭУ малых мощностей, разработана методика исследования ВЭУ со спиральными лопастями в аэродинамической трубе замкнутого типа с открытой рабочей частью, разработаны рекомендации по конструктивным изменениям ВЭУ со спиральными лопастями с целью повышения ее эффективности

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на международных и республиканских конференциях, семинарах «Молодые ученые - промышленности северо-западного региона» (Санкт-

Петербург, 2004), 9-й Международный семинар «Российские технологии для индустрии Альтернативные источники энергии и проблемы энергосбережения», (Санкт-Петербург, 2005), «III международная конференция Возобновляемая и малая энергетика - 2006 », (Москва, 2006), «Вторая научно-техническая конференция «Гидроэнергетика Новые разработки и технологии», секция «Малая, ветровая, приливная и другие виды возобновляемых источников энергии», (Санкт-Петербург, 2006) Экспериментальный образец ВЭУ со спиральными лопастями и результаты исследований экспонировались на международной выставке «Пятая международная специализированная выставка электротехнического оборудования и новых технологий в электроэнергетике ЭлектроТехноЭкспо», (Москва, 2006)

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

• Обоснование конструктивно-компоновочной схемы ВЭУ со спиральными лопастями

• Результаты экспериментальных исследований ВЭУ со спиральными лопастями

• Новые конструктивные решения, повышающие эффективность работы ВЭУ со спиральными лопастями

Достоверность результатов полученных в ходе экспериментальных исследований, подтверждается использованием в эксперименте сертифицированной контрольно-измерительной аппаратуры и апробированных методик исследований ВЭУ

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и списка литературы, состоящего из 115 наименований Работа изложена на 139 страницах, содержит 50 рисунков и 13 таблиц

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В России в настоящее время намечается повышенный интерес к развитию ветроэнергетики Реализованы первые крупные ветроэлектростанции, например, Куликовская ВЭС (21 ВЭУ по 250 кВт), также эксплуатируются уже в течение 5 лет ВЭУ 75 кВт под Санкт-Петербургом, сетевые установки в Башкирии Планируется сооружение ВЭС 70 МВт в Ленинградской области, 50 МВт в Калининградской области, так же в Поволжье, Оренбургской области, Дальнем Востоке, северных и др районах страны

Россия отстает от ведущих стран в разработке и производстве крупных ВЭУ В то же время технические показатели отечественных малых ВЭУ и стоимость ветроэнергетического оборудования, изготовляемого в России, находятся на современном мировом уровне

Появившиеся в последние годы новые магнитные и полимерные материалы, достижения в областях аэродинамики, электромеханики, электроники и преобразовательной техники и автоматизированных систем управления и технологии позволили создать новое поколение ВЭУ

Значительный вклад в становление отечественной ветроэнергетики внесли работы Г X Сабинина, В М Ветчинкина, М О Франкфурта, В Н Волостных, К П Вашкевича, Е М Фатеева, И Д Могилышцкого, Я И Шефтера, В Н Андрианова, Д Н Быстрицкого, В Р Секторова и других На основании этих исследований было разработано большое количество конструкций ВЭУ малой мощности (до 30 кВт), которые успешно эксплуатировались в сельском хозяйстве для подъема воды, электрификации небольших объектов, на метеостанциях и на других объектах

В настоящее время довольно большая номенклатура ВЭУ малой мощности выпускается рядом предприятий России, в том числе «Агрегат-Привод», НИЦ «ВИНДЭК», М , ММЗ «Вперед», М, ООО «Ветро-Свет», С -Пб , ГМКБ "Радуга", Дубна, НПК "Ветроток", Екатеринбург, «Рыбинский завод приборостроения», Рыбинск, ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», С -Пб , ООО «СКБ Спецремтекс», М , и др В части теоретических и экспериментальных исследований лопастных систем и ВЭУ в целом известны работы Бальзанникова М И , Безруких П П , Бреусова В П , Виссарионова В И , Галеркина Ю Б , Грибкова С В, Евдокимова В М , Евдокимова С В , Елистратова В В , Зуева Н В , Кузнецова М В, Лаврова В С , Маслова Л А , Мунина А Г, Николаева В Г, Сидоренко Г И , Стребкова Д С и др

Современный физический эксперимент играет важную роль в исследованиях ветроэнергетических установок Эксперимент дает возможность установить все действующие на ВЭУ силы и моменты и определить величины и направления скоростей потока Поэтому экспериментальные исследования является наиболее надежным путем научного изучения ВЭУ

Экспериментальные исследования подразделяются на два основных типа лабораторные (в аэродинамических трубах) и натурные (на ветрополигонах)

Исследование ВЭУ в натурных условиях предполагает использование реального ветрового потока и условий воздействия на ВЭУ при ее эксплуатации Исследования проводятся на специально оборудованных площадках, так называемых ветрополигонах Экспериментальные исследования на ветрополигонах позволяют охватить весь спектр моделей ВЭУ, как по конструктивным особенностям, так и по габаритным размерам

Ввиду того, что естественный воздушный поток — ветер совершенно непригоден для проведения точных и быстрых аэродинамических исследований, используют искусственный поток воздуха (газа) при помощи, например, вентилятора Использование аэродинамических труб наиболее целесообразно в экспериментальных исследованиях моделей и малых ВЭУ, т к аэродинамические трубы способны моделировать воздушный поток с равномерным распределением осредненной скорости и минимальной интенсивностью турбулентности, так же позволяет быстро и точно изменять скоростной режим в достаточно широком диапазоне

В ГОУ ВПО СПбГПУ разработана новая ВЭУ (авторы Бреусов В П, Елистратов В В патент №2218476) Конструктивно-компоновочная схема определилась применением принципиально новой лопастной системы с

объемным профилем лопастей (рис 1), который позволяет говорить не об ометаемой площади, а об ометаемом объеме Исследуемая ВЭУ с такой лопастной системой позволяет °

a) преобразовывать энергию ветрового потока на передней и на задней частях лопастей, что повышает общую эффективность установки,

b) снизить нагрузки, вызванные силой сопротивления ветра, действующей на максимально удаленные части лопастей, что повышает надежность установки,

c) существенно понизить вибрацию лопастей за счет отсутствия свободного конца лопасти и крепления основания лопасти в двух точках, что в свою очередь

снижает шумовые воздействия на окружающую среду и повышает надежность установки Особенность конструкции позволила создать эксцентриситет оси вращения относительно геометрической оси симметрии, что позволяет отказаться от дополнительных устройств ориентации на ветер

Исследуемая ВЭУ, имеет геометрически сложный фактически объемный ротор Автором предложена математическая модель, описывающая срединную линию лопастей ротора исследуемой установки, которая представляет собой результат пересечения двух поверхностей сферы и гиперболического параболоида Система уравнений для построения точек, образующих кривую срединной линии лопастей имеет вид

х2+у2 + г2 =Я2,1

2 г ]

Проведен анализ исследований по выбору профиля ВЭУ с неповоротными лопастями, позволивший выделить следующие факторы

1 Повышение момента страгивания путем правильного подбора профиля лопасти позволяет увеличить выработку энергии ВЭУ с неповоротными лопастями

3 Основное требование к профилю неповоротных лопастей - увеличение угла установки лопасти при сохранении высокого коэффициента использования энергии ветра и заданной быстроходности

4 Сечения лопастей ВЭУ малой мощности работают при малых числах Рейнольдса (порядка 400'ООО), отсюда вытекает необходимость применения специальных профилей, эффективных при малых числах 11е

К1Кг>ч(ор

) пшт

/ но ШШ 11Н1!УЧ*и Й

! ' V \ ЧС 1

яодшиннихоодЯ \ км

Л>,л

<>ш>рн егойо

Рис 1 Общий вид ВЭУ со спиральными

лопастями

В исследованиях сравнивались отечественные и зарубежные авиационные и винтовые профили (всего около 100 видов), при этом рассматривались роторы с одинаковыми геометрическими размерами, но различными профилями лопастей.

Но результатам анализа была подтверждена эффективность применения плоско выпуклых, вогнуто-выпуклых и ламинарных профилей. Отобрано 19 Профилей, которые могут быть использованы для ВЭУ с не поворотным и лопастями (Оойнщсп, РХ, "Эсиеро", ЦА1 И), они рекомендованы специально для лопастей ВЭУ.

11лоековылуклые профили позволяют при прочих равных условиях получить большую быстроходность. Вогнуто-выпуклые профили позволяют ставить лопасти под большими углами атаки, но при этом они имеют высокий Су"""11 и для получения заданной быстроходности лопасти необходимо делать более узкими. Профили с большой относительной толщиной порядка 0,17-0,18 по уступают по эффективности топким профилям с толщиной около 0,13-0,14. Для отобранных вариантов в зависимости от профиля и угла установки лопасти коэффициент использования энергии ветра для ротора менялся от 0,43 до 0,55. Номинальная быстроходность менялась от 5,5 до 7,5 (наиболее характерное значение 7). Быстроходность холостою хода менялась от 11 до 15. Оптимальный угол установки менялся от 5° до 13° (наиболее характерное значение 7°), Наиболее эффективным выбран профиль Серии 1-Х-63-137.

Также проведено теоретическое исследование ротора ВЭУ со спиральными лопастями по оптимальному обтеканию лопастей.

Условие оптимального обтекания лопасти зависит от угла установки лопастей. Рассмотрим элемент лопасти, расположенный в набегающем потоке

(рис. 2). Оптимальное обтекание крылового Ось X профиля набегающим потоком, при котором

А. - 4 X подъемная сила максимальна, будет иметь

место при расположении результирующего вектора набегающего ветрового потока В плоскости расположения крылового профиля А. 11л ос кость Л нормальна к срединной линии лопасти (на рис. 2 срединная линия совпадает с осыо Т), Отклонение вектора в плоскости Л

можно скомпенсировать углом установки лопасти так, чтобы угол атаки был оптимальным.

В исследуемой конструкции ВЭУ за счет геометрической формы срединной линии лопасти результирующий вектор набегающего ветрового потока располагается под некоторым углом у к плоскости Л, что приводит к некоторому отклонению от оптимальных условий обтекания.

-ОН*

г......; Т

I "?>'< * / I

Ось У,

I \ ...

1и

Рис. 2 Схема расположения векторов скорости капе гаю! них на элемент лопасти

При изменении направления вращения ротора углы у изменяются При помощи программного комплекса ЗоЬсМогкв были построены геометрическая модель исследуемой ВЭУ и результирующие векторы ветрового потока, набегающего на лопасти при прямом и обратном вращении ротора (табл 1) _Таблица 1

Направление вращения ротора й к в- — о Н « к 5 ^ н я и 5* т О Н РЗ К Н СЗ И о Н й и СГ ч© о (- св И £ ^ н се У. а- оо о Н са и £ н

Прямое =0° 20,86° 41,16° 63,72° 72,45° 63,72° 41,16° 20,86° =0°

Обратное =0° 14,95° 7,76° 10,51° 16,07° 10,51° 7,76° 14,95° =0°

Для определения места исследуемой ВЭУ среди применяемых в настоящее время ВЭУ малой мощности предложена классификация ВЭУ малой мощности по ряду признаков (рис 3)

В работе отмечено, что исследуемая ВЭУ, согласно ГОСТ Р 51990-2002, относится к классу ВЭУ «очень малой мощности» (менее 5 кВт) Автором предложено уточнение данного класса, т к он включают в себя широкий ряд установок с различными параметрами Микро ВЭУ - менее 1,5 кВт Мини ВЭУ - от 1,5 кВт до 5 кВт

Микро ВЭУ - это небольшие установки массой, в основном, до 60 кг и небольших габаритов с диаметром ротора, как правило, до 3,5 м, в зависимости от эффективности использования энергии ветрового потока Они легки в транспортировке и монтаже

и »

ПО приМИПК)

и р » п и и п ч

ОСчошпс (

К Ш 1 в ]| я

I !? и ичдниипчсчия > н е ¡11 и н н

п о £ и (.п о ч о л <лп« к^к п вращения н напр щ ветра

г—I I <НЧ*110

Ор.пнчаин'

(

(Лртчплт^ ор]1<шг.иши || орилплшш щи Ъегро Иер> сшчсеьон Кеинижп

()|1№ШН-

рчКИМШ* ><,1рОИ1'П>1|

■11.1£М1Ч11!М1Г ПОШСНТО» |

и, рОЮроЧ

Л.1Г'1

t роюрчч

VI К.I р> II >

I роК'ром

)»«|||1.к|

'¡¡ч а.г'

■><(Г <я'

!. < 'Ш.р. Ч ,

11,4111."Л^А^ с ип громи,

I (..Тл1у1 Ч («а §

| ! С р014>р!»?

[ С

I*"] [XII !рО>|

'■'Г К " I !:■('

Рис 3 Классификация ВЭУ малой мощности

9

Мини ВЭУ - это установки уже более массивные и габаритные массой до 450 кг (без учета мачты), диаметром ротора, в основном, до 5 м, в зависимости от эффективности использования энергии ветрового потока Данные установки требуют более трудоемкого монтажа

Таким образом ВЭУ со спиральными лопастями, предложенная Бреусовым В П , Елистратовым В В, относится к типу самоориентируемых, преобразующих энергию в объеме, горизонтальноосевых и аэродинамических и имеет следующие параметры диаметр ротора - 1,1 м, крыловой профиль лопасти МАИ №691, угол установки в диапазоне от 50° до 0° (по мере удаленности от оси вращения)

Экспериментальные исследования ВЭУ со спиральными лопастями проводились автором в Большой аэродинамической трубе (АТ) ГОУ ВПО СПбГПУ, имеющей следующие характеристики диаметр выходного сечения коллектора - 2 0 м, диаметр входного сечения диффузора -22м, длина рабочей части — 36м, максимальная скорость потока - около 40 м/с, мощность электродвигателя - 100 кВт

Методика энергетических и аэродинамических исследований состоит в последовательном измерении (определении) ряда параметров при помощи контрольно-измерительной аппаратуры Для определения качества ВЭУ сначала оценены энергетические свойства и на их основе проводены аэродинамические исследования

Методика энергетического исследования позволяет получить аэродинамическую и рабочие характеристики С этой целью определен ряд параметров для различных режимов работы ВЭУ, непосредственно измеряемые или снимаемые с измерительных приборов

Р-сила сопротивления вращению ротора, /-длина плеча рычага, /?-радиус ротора, /-сила тока, и -напряжение, /-частота тока Вычисляемые параметры

(2)

• крутящий момент - Ма = Р I,

/ 60

• частота вращения - и = --,

9

Р

(3)

(4)

• угловая скорость вращения ротора — со = ,

• полезная механическая мощность — Ыт = Ма ох,

л Я2 р V3

• мощность ветрового потока — уУ0 =--,

• коэффициент использования энергии ветра - £ =

Ыт Ма л п

15 я Я2 р V3

(5)

(6) (7)

• полезная электрическая мощность — Р = 1 V,

• быстроходность ротора -2 = ,

где V -скорость ветрового потока, Ат -показания манометра, р~—~

массовая плотность воздуха, у -удельный вес воздуха, #-ускорение силы тяжести, у-удельный вес спирта, т -масштаб микроманометра, £ -коэффициент качества микроманометра, р -число пар полюсов

Для съема необходимых параметров собрана принципиальная электрическая схема, позволяющая путем регулирования нагрузки изменять режимы работы ВЭУ

Рис 4 Схема расположения ВЭУ, основных сечений в рабочей части аэродинамической трубы и схема линий тока ветрового потока

Экспериментальными средствами исследования ВЭУ со спиральными лопастями являются генератор ВГ-05(12)-04, частотомер 43-33, диодный выпрямитель, вольтметр, амперметр, реостат, соединительные провода, динамометр, микроманометр с наклонной трубкой, скоростная трубка

Сила сопротивления вращению ротора измерена динамометром, частота вращения ротора вычислена по частоте тока на зажимах генератора Съем параметров произволен в диапазоне скоростей ветра от 0 до 18 м/с, с регулировкой нагрузки от короткого замыкания до холостого хода Методика аэродинамических исследований позволяет получить численные (значения скорости и давления) и визуальные характеристики (схема линий тока) ветрового потока, проходящего через ВЭУ, в виде эпюр, а также в виде схемы линии тока С целью получения численных характеристик определяются значения скорости и давления для различных режимов работы ВЭУ По предварительным продувкам установки намечены основные сечения и точки проведения измерений На рис 4 отображена рабочая часть аэродинамической трубы с обозначением основных сечений пунктирными линиями,

О.рч пЛгз в] \о.5 п\

Ю,5 Р\0,5 Р

пронумерованными от 1 до 5 Также определена зона и точки измерения в намеченных сечениях Точки измерения располагаются в сетке с шагом 100 мм Экспериментальными средствами исследования являются шаровой зонд, микроманометры с наклонной трубкой, координатник, генератор ВГ-05(12)-04, частотомер, диодный выпрямитель, реостат

809 N,„, вг

500

200

\

X 18 ы\с

\

Viente

1

¿ 14 м\с

к*

\

X

\

л, ©?5\мин

0 S0 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 000 650 700 750 000 850 900

б)

Рис 5 а) аэродинамическая, б) рабочая характеристики ВЭУ со спиральными лопастями

Численные характеристики ветрового потока получены пневматическим методом по следующим зависимостям

„ 2-А ту

• скорость ветрового потока о - С —------;

* Р

• давление />-/> = Ат ту. (11) Также произведены исследования но визуализации потока, Ьыл

использован метод нитей расположение в движущемся потоке контрастных по цвету нитей, принимающих форму линий тока, и метод капель перемещение капель контрастных по цвету по элементам лопастей под действием ветрового потока и Центробежной силы.

I ¡о результатам энергетического исследования построены аэродинамическая характеристика и рабочая характеристика ВЭУ (рис. 7).

В результате проведенных экспериментальных исследований ВЭУ со спиральными лопастями автором получены основные характеристики:

1. Моментстрагиванкя М =0,012.

2. Скорость страгивали)! ротора ВЭУ и„ч, = Л,5 м/с.

3. Максимальный моментМ^ =0,094.

4. Нормальное число модулей 2и -1,85

5. Номинальный момент м, =0,0Н.

6. Синхронней число модулей 2,8.

7. Максимальный коэффициент использования энергии ветрового потока 4ШК1. „..„ =0.16.

Рис. 6 Эпюра осевых составляющих скоростей по сечению 4

Результаты аэродинамических исследований представлены в виде эпюр скоростей (рис 6) и графиков скоростей для численных показателей и фото, схемы линий тока - для визуальных

По результатам анализа существующих методик оценки воздействия ветрового потока на элемент лопасти ветроэнергетической установки, предложена методика определения коэффициента использования ветрового потока для исследуемой ВЭУ Расчет основан на импульсной теории Г X Сабинина Данная методика была адаптирована для расчета исследуемого колеса

Для расчета коэффициента использования ветрового потока были введены соответствующие поправки для учета кривизны лопастей исследуемой ВЭУ Итоговое интегральное выражение для расчета коэффициента использования ветрового потока ветроэнергетической установкой со спиральными лопастями имеет вид

е = _8_ Лг г cos y(r) е 1-/Ф0 z„ ^ ^

R2 J cos S(r) (1 + е) (z„+//(r)) ' (12)

где

ju - коэффициент обратного качества крылового профиля лопасти, cos S(r) - косинус угла между проекцией части лопасти на ометаемую плоскость dlr и радиусом ометаемой плоскости, cos у{г) - косинус угла между осевой линией части лопасти dl и ее проекцией на ометаемую _ ь\п

плоскость dlr, е —— — коэффициент торможения потока в плоскости

ветроколеса, z - быстроходность ветроколеса

В формуле (12) не учитываются различного рода потери мощности, связанные с вращением ветроколеса в воздушной среде К ним относятся потери за счет образования вихрей, сходящих с концов лопастей, профильные потери, вызванные трением струи за ротором и равные живой силе уходящей струи, потери вследствие неполного использования площади ометаемой ротором Учитывая все эти потери, результаты численного моделирования на ЭВМ по данной теории дали удовлетворительное совпадение с результатами эксперимента

Результаты, полученные в ходе проведения энергетических испытаний исследуемой ВЭУ, говорят о ее меньшей энергетической эффективности, чем у классической ВЭУ - реальный коэффициент использования энергии ветра ВЭУ со спиральными лопастями ¿¡шкс =0,16 Однако значяения отвлеченного момента на аэродинамической кривой показывают высокие моментные характеристики ВЭУ максимального крутящего момента и сравнительно небольшое значение момента трогания ротора (см рис 5 а) Мвтр =0,012 и а7„„„ = 0,094 Установка также имеет не высокую быстроходность Z„ = 1,85, Zc = 2,8

Данные значения крутящего момента сравнимы со значениями классической ВЭУ такого же класса К примеру, ВЭУ «Ветросвет - 250/М» с максимальной мощностью 250 Вт, имеет М„ тр - 0,009 и Л?,,,,, = 0,089, в то же время эта установка является более энергоэффективной, имея коэффициент использования энергии ветра ,,„„=0,5 и более быстроходной гн=&,

гс =15,5

В ходе аэродинамического исследования получена картина обтекания ВЭУ ветровым потоком Картина обтекания похожа на обтекание шара, имеющего некоторую проницаемость За ВЭУ образуется классический вихрь, имеющий свое «горло», на расстоянии примерно одного диаметра колеса Данная картина позволяет оценить характерные особенности обтекания данной ВЭУ с точки зрения аэродинамики К особенностям обтекания ВЭУ со спиральными лопастями можно отнести меньшую деформацию потока в результате схода вихрей с концов лопастей, вследствие чего данная установка может быть исследована в аэродинамической трубе с меньшими размерами рабочей части Как видно на рис 4 линии тока не отклоняются в сечении 1-1 Опорная дуга ВЭУ ухудшает структуру набегающего потока па ротор и создает дополнительное возмущение потока вследствие врезания в нее вихрей, сходящих с лопастей Данное влияние можно оценить как по осевым эпюрам (см пример на рис 6), так и по графикам зависимости радиальных и тангенсальных составляющих скорости

На основе анализа результатов, полученных в ходе проведения аэродинамических исследований, и общего анализа конструкции, предложенной авторами Бреусовым В П , Елистратовым В В , (патент №2218476), предложен ряд изменений параметров и узлов в существующей конструкции ВЭУ с целью повышения общей энергетической эффективности установки

1 Опираясь на проведенный анализ угла установки лопасти, автором предложено изменить углы установки лопастей для возможности обратного вращения ротора Данный вариант установки лопастей позволит им работать под меньшими углами отклонения результирующего вектора скорости набегающего потока от плоскости, нормальной к срединной линии лопасти, что в свою очередь позволит повысить подъемную силу, создаваемую лопастной системой, и коэффициент использования энергии ветрового потока

2 Также с целью повышения быстроходности и эффективности предложено заменить крыловой профиль МАИ на профиль РХ63-137и уменьшить относительную ширину лопасти установки

3 Предложены изменения, направленные на улучшение эффективности работы задних частей лопастей, и, как следствие, на повышение общей эффективности всей установки В исследуемой конструкции с наибольшей эффективностью работают передние части лопастей, а задние работают в зоне некоторого затенения Предложено подвести дополнительный поток воздуха, не взаимодействовавшего с лопастями, внутрь ротора С этой целью изменена конструкция переднего подшипникового узла, делающая его проницаемым для

ветрового потока, посредством полой части вала в нем Для повышения эффективности проникновения ветрового потока внутрь ветроколеса на входе и выходе нового канала помещены конффузор и диффузор Эти предложения оформлены виде заявки на изобретение № 2006145494/06(049682), авторы Быков Е Н , Васильев Ю С , Елистратов В В

4 Для повышения эффективности ВЭУ и использования периферийных зон ротора предложена установка дополнительного концентратора потока, который жестко крепится на середине лопастей, вследствие чего вращается вместе с ними Согласно проведенному анализу исследований концентраторов, подобного рода конструкции повышают эффективность классической установки до 30% Конструкция концентратора потока, представляет собой диффузор с аэродинамической формой стенки, т е сечение имеет вид аэродинамического профиля крыла

5 Для уменьшения влияния турбулизации потока дугой крепления, предложено выполнить ее таким образом, чтобы ее сечение имело хорошо обтекаемую аэродинамическую форму

Заключение

1 На основе проведенного анализа существующих ветроэнергетических установок предложена новая классификация ВЭУ малой мощности С учетом новых классификационных признаков определено место ВЭУ со спиральными лопастями в классификации - ВЭУ со спиральными лопастями относится к типу самоориентируемых, преобразующих энергию в объеме, горизонтально-осевых и аэродинамических ВЭУ

2 Проведен теоретический анализ углов набеганиия результирующего вектора на элементы лопастной системы ротора Определена зависимость значений углов от направления вращения ротора

3 Обоснована конструктивно-компоновочная схема ВЭУ со спиральными лопастями малой мощности ВЭУ со спиральными лопастями обладает принципиально новой лопастной системой, позволяющей снизить нагрузки, действующие на максимально удаленные части лопастей, вызванные силой сопротивления ветра, что повышает надежность установки, снизить вибрацию лопастей, за счет отсутствия свободного конца лопасти и крепления основания лопасти в двух точках, что в свою очередь снижает шумовые воздействия на окружающую среду и повышает надежность установки Также установка самоориентируется на ветер за счет присутствия эксцентриситета оси вращения

4 Разработана методика экспериментальных исследований нового типа ВЭУ со спиральными лопастями в аэродинамической трубе замкнутого типа с открытой рабочей частью, с определением основных энергетических и аэродинамических параметров новой ВЭУ, а также получением картины обтекания ВЭУ ветровым потоком

5 Впервые проведены экспериментальные исследования созданной модели ВЭУ 0 1,1 м на аэродинамическом стенде, и получены энергетические характеристики новой ВЭУ коэффициент использования энергии ветрового потока =0,16, максимального крутящего момента Л7„,„;, =0,012 и момента трогания ротора л71(Ш1 = 0,094, скорость трогания ротора итр = 3,5м \ с

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

1 Елистратов В В Проблемы использования ветровой энергии в регионе Санкт-Петербурга [текст] / В В Елистратов, М В Кузнецов, Е Н Быков // Международная научно-практическая конференция ЮНЕСКО Использование нетрадиционных и возобновляемых видов энергии и способы ее хранения - М ,

2004 - С 90-91

2 Быков Е Н Вклад в энергосбережение на примере Северо-запада России [текст] / Е Н Быков М А Ташимбетов, М В Ананьев // 9-й Международный семинар Российские технологии для индустрии Альтернативные источники энергии и проблемы энергосбережения сборник тезисов - Санкт-Петербург,

2005 -С 51-53

3 Елистратов В В Ветроэнергетическая установка со спиральными лопастями [текст] / В В Елистратов, Е Н Быков // VI Международный молодежный экологический форум стран Балтийского региона Экобалтика

2006 сборник трудов - Санкт-Петербург, 2006 - С 168

4 Быков Е Н Результаты экспериментальных исследований ВЭУ со спиральными лопастями [текст] / Е Н Быков, В В Елистратов // VII международная конференция Нетрадиционная энергетика в XXI веке материалы конференции - Крым, 2006 - С 86-90

5 Быков ЕН Аэродинамические и энергетические исследования ВЭУ со спиральными лопастями [текст] / Е Н Быков, В В Елистратов // III международная конференция Возобновляемая и малая энергетика - 2006 тезисы докладов -М,2006 - С 142-150

6 Быков ЕН Результаты экспериментального исследования микро ВЭУ [текст] / Е Н Быков, В В Елистратов // Научно-технические ведомости СПбГПУ - 2006 - №5 том 1 - С 79-84

Лицензия ЛР №020593 от 07 08 97

Подписано в печать 25 04 2007 Формат 60x84/16 Печать цифровая Уел печ л 1,0 Тираж 100 Заказ 1563Ь

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул , 29 Тел 550-40-14 Тел /факс 297-57-76

Введение.

1. Состояние вопроса, цели и задачи исследований.

1.1. Перспективы развития ветроэнергетики.

1.2. Анализ экспериментальных исследований ветроэнергетических установок.

1.2.1. Экспериментальные исследования ветроэнергетических установок в лабораторных условиях.

1.2.2 Экспериментальные исследования ветроэнергетических установок в натурных условиях.

2 Обоснование констуктивно-компоновочной схемы ВЭУ.

2.1 Геометрические размеры и форма - ротора ВЭУ со спиральными лопастями.

2.1.1 Геометрическая модель ротора исследуемой ВЭУ.

2.1.2 Форма профиля лопасти.

2.1.3 Угол установки лопасти.

2.2 Классификация ВЭУ малой мощности и место ВЭУ со спиральными лопастями.

3. Экспериментальные исследования вэу со спиральными лопастями.

3.1 Описание аэродинамического стенда СПбГПУ.

3.1.1 Конструктивные особенности аэродинамической трубы (АТ).

3.1.2 Аэродинамические особенности АТ.

3.2 Методики проведения испытаний и контрольно- измерительная аппаратура.

3.2.1 Методика энергетических исследований ВЭУ со спиральными лопастями.

3.2.2 Методика аэродинамических исследований ВЭУ со спиральными лопастями.

3.3. Результаты исследований ВЭУ со спиральными лопастями.

3.3.1 Результаты энергетических исследований.

3.3.2 Результаты аэродинамических исследований.

3.4 Оценка погрешностей измерений и вычислений.

4. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований и предложения по новым конструктивно-компоновочным решениям ВЭУ.

4.1 Методика оценки воздействия ветрового потока на элемент лопасти ВЭУ со спиральными лопастями.

4.2 .Анализ экспериментальных результатов.

4.2 Предложения по конструктивно-компоновочным решениям

ВЭУ со спиральными лопастями.

В настоящее время развитие энергетики большинства стран мира базируется на использовании традиционных ископаемых видов топлива. Дальнейшее развитие энергетики в этом направлении в долгосрочной перспективе будет сдерживаться экологическими, ресурсными и социальными ограничениями. Экологические ограничения обусловлены стремлением мирового сообщества ограничить, а в перспективе и снизить выбросы углекислого газа и других вредных выбросов в окружающую среду. Ресурсные ограничения связаны с исчерпаемостью традиционных видов топлива уже в обозримой перспективе. Социальные ограничения обусловлены, нежеланием больших масс людей жить в ухудшающейся окружающей среде. Наличие этих объективных сдерживающих ограничений привело в настоящее время к широкомасштабному развитию возобновляемой энергетики как в промышленно развитых, так и в развивающихся странах.

Возобновляемая энергия существует в окружающей среде постоянно и не требует специальных затрат на свое высвобождение. Прогноз развития возобновляемых источников энергии (ВИЭ) показывает, что их доля в мировом балансе энергопотребления к 2030 году может составить до 20% (без учета крупной гидроэнергетики). При этом необходимо интенсивное и гораздо более широкое внедрение ВИЭ, так как каждый новый источник требует от 30 до 50 лет для того, чтобы его доля в общем энергобалансе возросла с 1 до 10% [33].

Сегодня во всем мире наблюдается интенсивный прирост мощности возобновляемой энергетики. Немаловажным фактором ее опережающего развития в различных странах, независимо от их размеров, географического положения, экономического состояния и ресурсной базы энергетики, являются экологические преимущества возобновляемых источников и постоянно развивающиеся технологии повышения экологической безопасности установок на основе ВИЭ. Во многих странах происходит выравнивание стоимости энергии традиционных источников и ВИЭ, прежде всего, в связи с ужесточением экологических требований и повышения стоимости энергии традиционных электростанций, особенно угольных. Между тем, стоимость оборудования возобновляемой энергетики непрерывно снижается за счет технологического совершенства.

Учитывая суммарную кинетическую энергию ветрового потока в приземном слое Земли, оценивающуюся величиной порядка 19,6-1010 МВт, важное значение приобретают научные разработки, направленные на вовлечение этого энергетического потенциала для полезного использования его различными потребителями [31].

Современный период характеризуется высокими темпами освоения мирового ветроэнергетического потенциала. Так, на конец 2005 года общая установленная мощность ветроэлектрических станций (ВЭС) в мире составила 60 ГВт (в Европе — 40,8 ГВт). Бурное развитие мировой ветроэнергетики сделали ветроэнергетические установки (ВЭУ) конкурентоспособными по отношению к традиционным источникам энергии. Оценка мирового ветроэнергетического рынка составляет сейчас около 11 млрд. долларов в год. К 2012 году суммарная установленная мощность ВЭС в мире должна составить 160 ГВт, к 2020 году — 1200 ГВт, а к 2040 году — до 3100 ГВт [33].

Лидерами по введенной мощности ВЭС в 2005 г. стали следующие страны: США (2431 МВт), Германия (1808 МВт), Испания (1764 МВт), Индия (143 МВт), Португалия (500 МВт) и Китай (4998 МВт). Странами с наибольшей суммарной установленной мощностью ВЭС на конец 2005 г. являются Германия (18 428 МВт), Испания (10 027 МВт), США (9 149 МВт), Индия (4 430 МВт), Дания (3 122 МВт). Италия, Великобритания, Нидерланды, Китай, Япония, Португалия превзошли рубеж в 1000 МВт, считающийся в настоящее время необходимым для самоподдерживающего развития в стране [71]. В Дании уже произошел 5 переход ветроэнергетики на коммерческую основу. Однако, в Германии, Испании и ряде других стран эта отрасль развивается благодаря государственной поддержке.

Неоспоримое преимущество ветроэнергетики - отсутствие эмиссии парниковых газов. По данным Е\¥ЕА, каждый млн. кВт/ч электроэнергии, вырабатываемый на ВЭУ, по сравнению с угольными станциями предотвращает выбросы: углекислого газа - 600-750 т, двуокиси серы - 5-8 т, окислов азота -3-6 т, золы - 40-70 т, пыли - 270-470 кг [81].

Дальнейшее развитие ветроэнергетики позволит решить проблемы качественного и надежного энергоснабжения удаленных и изолированных потребителей, а также снизит воздействие энергетики на окружающую среду.

Можно выделить следующие основные факторы определяющие ветроэнергетику как перспективное экологически чистое направление:

- мировая ветроэнергетика развивается ускоренными темпами, опережая существующие прогнозы, что обусловлено ее экологическими и экономическими преимуществами;

- цена производства энергии на ВЭС сопоставима с ценой от традиционных источников;

- в ряде государств (Германия, Дания, Испания, Индия) ветроэнергетика превратилась в самостоятельную и значительную отрасль электроэнергетики;

За последние десятилетия достигнут значительный прогресс в развитии технологий практического использования возобновляемых источников энергии. Это позволяет ожидать скорого преодоления все еще существующих технических и экономических барьеров на пути широкого коммерческого применения автономных источников на основе ВИЭ. Это прежде всего относится к регионам, где инфраструктура централизованного энергоснабжения отсутствует или недостаточно развита.

Результаты исследований, проведенных в разных странах, показывают, что автономные энергетические установки, работающие с использованием ВИЭ, имеют благоприятные экономические перспективы для энергоснабжения потребителей, характеризующиеся следующими признаками [2]:

• отсутствием связи с централизованными системами электро- и теплоснабжения, невозможностью или чрезмерно высокой стоимостью подключения к таким сетям;

• высокой стоимостью завоза топлива для генерирования электроэнергии и тепла на месте;

• благоприятными условиями для использования первичных возобновляемых источников энергии, прежде всего солнечной и (или)ветровой,

• высокими требованиями к охране окружающей среды.

К первоочередным потенциальным потребителям, остро нуждающимся в автономных источниках энергоснабжения, можно отнести:

• телекоммуникационные системы (ретрансляторы, сотовую связь и т.п.);

• сеть мониторинговых станций (метеостанции, станции контроля на газопроводах, нефтепроводах, автомобильных и железных дорогах, линиях электропередачи и т.п.);

• навигационные средства (маяки, сигнальные устройства и т.п.);

• пограничные заставы, туристические объекты, объекты гражданской обороны и МЧС (в том числе лагеря беженцев, полевые госпитали и т.п.);

• сельское хозяйство (ирригация и т.п.).

Большинству автономных потребителей энергии нужны небольшие мощности (от нескольких сотен ватт до нескольких десятков киловатт), причем для многих из них стоимость энергоустановки не является главным фактором; наиболее важными оказываются показатели надежности, длительного ресурса, низких текущих эксплуатационных затрат. Этим требованиям отвечают автономные энергоустановки, работающие с использованием возобновляемых источников энергии, например ветроэнергетические установки.

В современных условиях существует необходимость в разработке новых видов технических систем преобразования энергии ветра и повышение эффективности уже существующих.

Актуальность темы диссертации определена исследованием и разработкой новой конструкции ВЭУ, имеющей спиральные лопасти, которая может быть использована для повышения надежности энергоснабжения удаленных и изолированных потребителей, что позволит снизить завоз топлива в эти регионы.

Целью диссертационных исследований является экспериментальное исследование ветроэнергетической установки со спиральными лопастями для автономного потребителя.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

• обосновать конструктивно-компоновочную схему ВЭУ со спиральными лопастями малой мощности;

• разработать математическую модель срединной линии лопастей ротора;

• уточнить на основе анализа существующих ветроэнергетических установок классификацию ВЭУ;

• разработать методику экспериментальных исследований ВЭУ со спиральными лопастями в аэродинамической трубе замкнутого типа с открытой рабочей частью;

• провести экспериментальные исследования ВЭУ со спиральными лопастями на аэродинамическом стенде;

• провести теоретическое обобщение конструктивно-компоновочной схемы ВЭУ со спиральными лопастями на основе анализа результатов экспериментальных аэродинамических и энергетических исследований.

Научная новизна работы заключаются в следующем:

• Предложена новая классификация ВЭУ малой мощности.

• Впервые проведены экспериментальные исследования ВЭУ со спиральными лопастями с получением всесторонних энергетических и аэродинамических характеристик.

• Проведен теоретический анализ конструктивно-компоновочной схемы ВЭУ со спиральными лопастями.

• На основе экспериментальных исследований предложена новая конструкция ВЭУ со спиральными лопастями (заявка на изобретение № 2006145494/06(049682)).

Личный вклад автора в решение проблемы. Диссертация является результатом законченных исследований автора, которые проводились им в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете. Приведенные в диссертационной работе результаты исследований были получены автором при разработке и решении задач по отдельным темам, заданиям и проблемам, в которых автор принимал участие в качестве ответственного исполнителя и соисполнителя. Диссертационные исследования поддержаны грантом РФФИ N 06-08-00559.

Личный вклад автора определился разработкой модели ВЭУ со спиральными лопастями; в проведении экспериментальных исследований модели ВЭУ со спиральными лопастями в аэродинамической трубе; в статистической обработке результатов эксперимента; в анализе результатов эксперимента; в разработке усовершенствованной классификации ВЭУ.

Достоверность результатов экспериментальных исследований, теоретических и методических обоснований, выводов и рекомендаций подтверждается использованием в разработках научно-обоснованных и проверенных экспериментальных и теоретических методов различных научных дисциплин.

Практическая значимость работы. В результате проведенных исследований была обоснована перспективность использования ветровых энергоустановок в районах с децентрализованным энергоснабжением, уточнена и обоснована классификация ВЭУ малых мощностей, разработана методика исследования ВЭУ со спиральными лопастями, разработаны рекомендации по конструктивным изменениям ВЭУ со спиральными лопастями, с целью повышения ее эффективности.

Апробация работы Основные положения работы докладывались и обсуждались на международных и республиканских конференциях, семинарах: «Молодые ученые - промышленности северо-западного региона» (Санкт-Петербург, 2004); 9-й Международный семинар «Российские технологии для индустрии. Альтернативные источники энергии и проблемы энергосбережения», (Санкт-Петербург, 2005); «III международная конференция «Возобновляемая и малая энергетика -2006.», (Москва, 2006); «Вторая научно-техническая конференция «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии», секция «Малая, ветровая, приливная и другие виды возобновляемых источников энергии», (Санкт-Петербург, 2006). Экспериментальный образец ВЭУ со спиральными лопастями и результаты исследований экспонировались на международной выставке «Пятая международная специализированная выставка электротехнического оборудования и новых технологий в электроэнергетике. ЭлектроТехноЭкспо», (Москва, 2006).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 6 работ.

Основные положения диссертации выносимые на защиту:

• Обоснование конструктивно-компоновочной схемы ВЭУ со спиральными лопастями.

• Результаты экспериментальных исследований ВЭУ со спиральными лопастями.

• Новые конструктивные решения, повышающие эффективность работы ВЭУ со спиральными лопастями.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и списка литературы состоящего из 115 наименований. Работа изложена на 141 страницах, содержит 48 рисунков и 13 таблиц.

1. Абдрахманов А. С. Ветроэнергетические установки и станции Текст. / А. С. Абдрахманов, А. В. Якимов, Ю. Г. Назмеев. - Казань: КГЭУ, 2003. - 64 с.

2. Автономные водородные энергоустановки с возобновляемыми источниками энергии Текст. / О. С. Попель, С. Е. Фрид, Э. Э. Шпильрайн и др. // Теплоэнергетика. 2006. - №3. - С. 42-50.

3. Алиев Т. А. Экспериментальный анализ Текст. Т. А. Алиев. М.: Машиностроение, 1991. -272 с.

4. Алиев Ф. Ветроэлектрические установки с гидравлическим аккумулированием энергии Текст. / Ф. Алиев // Энергия. 2001. -№1.

5. Альтернативные механизмы: Текст. // Машины и механизмы. -2006.-№5.-С. 30-37.

6. Амерханов Р. А. Оптимизация сельскохозяйственных энергетических установок с использованием возобновляемых видов энергии. Текст. / Р. А. Амерханов. М.: Колос, 2003. - 531 с.

7. Бабинцев И. А. Экспериментальное исследование распределения аэродинамической нагрузки по длине лопасти Текст. / И. А. Бабинцев, В. Ф. Мослаев // Труды Всезоюзн. научно-иследоват. ин-та электромеханики. М. - 1970. - Т. 34: Ветроэнергетика. - С. 46-54.

8. Бабинцев И. А. Мелиорация и водное хозяйство. Ветроэнергетические установки и их применение в сельском хозяйстве Текст. / И. А. Бабинцев, В. М. Минин; ЦБНТИ Минводохоза. М., 1984. - 46 с. - (Серия 3. Вып. 2).

9. Безруких П. П. Нетрадиционная энергетика и перспективы ее развития Текст. / П. П. Безруких // Промышленная энергетика. 1992. - № 2.

10. Беленький Д. М. Опытная ветроэлектростанция ЦАГИ в Крыму Текст. / Д. М. Беленький . Харьков, 1932.

11. Бреусов В. П. Возобновляемые источники энергии и способы их использования (на примере Центрально-Азиатского региона) Текст. / В. П. Бреусов, В.В. Елистратов, М.А. Ташимбетов ; Санкт-Петербурге, гос. политехи, ун-т .— СПб.: Нестор, 2005 .— 134 с.

12. Быков Е. H. Аэродинамические и энергетические исследования ВЭУ со спиральными лопастями Текст. / Е. H. Быков, В. В. Елистратов: Тез. докл. III Международная конф. «Возобновляемая и малая энергетика 2006». - М.: ВИЭ РосСНИО, 2006. - С Л 50-153.

13. Быков Е. H. Результаты экспериментального исследования ветроэнергетической микроустановки. Текст. / Е. H. Быков, В. В. Елистратов // Научно-технические ведомости СПбГТУ .— СПб. — 2006 .— № 5 (47). -Т. 1. Естественные и технические науки С.79-84.

14. Вашкевич К. П. Аэродинамические характеристики ветродвигателей ветроэлектрических установок Текст. / К. П. Вашкевич // Известия Академии Наук: Энергетика. 1997.

15. Вашкевич К. П. Исследование структуры потока за работающим ветроколесом при косой обдувке Текст. / К. П. Вашкевич // Промышленная аэродинамика. 1957. - №8. - С.186-197.

16. Вашкевич К. П. Перегрузочная способность быстроходных ветро-колес при регулировании поворотом лопастей и способы ее уменьшения Текст. / К. П. Вашкевич, В. H. Волостных. Промышленная аэродинамика. - 1960. - №16. - С Л 2-27.

17. Вашкевич К. П. Расчет аэродинамических характеристик ветроко-лес вертикально осевого типа с использованием метода дискретных вихрей Текст. / К. П. Вашкевич, В. В. Самсонов // Промышленная аэродинамика. 1988.-№3.

18. Вашкевич К.П. Импульсная теория ветряных двигателей Текст. / К. П. Вашкевич //Промышленная аэродинамика. 1959. -№13. - С.8-17.

19. Вашкевич К.П. Новый профиль лопастей быстроходных ветродвигателей Текст. // К. П. Вашкевич, В. Н. Волостных // Промышленная аэродинамика. 1964. - № 26. - С.47-61.

20. Ветроэлектрические станции Текст. / В. Н. Андрианов, Д. Н. Быст-рицкий, К. П. Вашкевич, В. Р. Секторов Ветроэлектрические станции. -Л.: Госэнергоиздат, 1960. 319 с.

21. Ветроэнергетика Текст.: Пер. с англ. / Под ред. Д. де Рензо .— Москва : Энергоатомиздат, 1982 .— 271 с.

22. Волостных В. Н. О повышении приемистости и момента трогания быстроходного ветроагрегата Текст. / В. Н. Волостных, М. О. Франкфрут // Промышленная аэродинамика. 1964. - №26. - С.88-93.

23. Ганга С. В. Ветроэнергетические ресурсы России и перспективы их освоения Текст. / С. В. Ганга, Ю. И. Кудряшов, В. Г. Николаев // Малая энергетика. 2006. - №1-2. - С.2-14.

24. Гидроаэродинамика Текст. / Н. И. Актанов, И. Л. Повх, Е. П. Сизьмина, Л. Г. Степанянц. Л., 1976. - 72 с.

25. ГОСТ Р 50 605 - 81 - 94 Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэлектрические. Требования к испытаниям Текст.-Введ. 1995-01-01.-М.: Изд-во стандартов, 1996.- 19 е.: ил.

26. ГОСТ Р 51990 2002 Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Классификация Текст. - Введ. 2003 - 07 - 01. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 7с.: ил.

27. Готтесман В. Л. Профили для летающих моделей Текст. / В. Л. Готтесман. -М.: Изд-во ДОСААФ, 1958. 121 е.: ил.

28. Грибков С. В. Состояние и перспективы развития ветровых систем электроснабжения малой мощности Текст. / С. В. ГГрибков // Малая энергетика. 2006. - №1-2. - С.67-76.

29. Гром Ю. И. Новая ветро-дизельная электрическая установка Текст. / Ю. И. Гром, В. А. Захаренко, А. Н. Лазарев и др. Энергосбережение. -2005.-№5.-С. 62-66.

30. Евстигнеев В. В. Физические основы использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии для теплоснабжения Текст. / В. В. Евстигнеев, В. Я. Федянин, В. В. Чертищев; Алтайский гос. техн. ун-т. Барнаул, 2004. - 164 с.

31. Елистратов В. В. Использование ветроэнергетических установок в Северо-западном регионе РФ Текст. / В. В. Елистратов. Энергонадзор-информ. - 2006. -№ 2. - С. 28-30.

32. Елистратов В. В. Экспериментальные исследования ВЭУ со спиральными лопастями Текст. / В. В. Елистратов, Е. Н. Быков // МатериалыVII международной конференции «Нетрадиционная энергетика в XXI веке». Крым, 2006. - С. 86-90

33. Иванов И. И. Модельные исследования роторных рабочих колес ветроэнергетических станций Текст. / И. И. Иванов, Г. А. Иванова, О. Л. Перфилов // Ветроэлектрические станции: Сб. науч. трудов. М.: Гидро-поект, 1988.-Вып. 129.-С. 106-113.

34. Илрков М. М. Исследование ветряных двигателей в ветросиловой лаборатории ЦАГИ Текст. / М. М. Илрков // Труды ЦАГИ. М.: Бюро науч. информ. ЦАГИ, 1934. - Вып. 164. - С.40-63

35. К проблеме расширения использования ветроэнергетики в европейском регионе России Текст. / В. Ж. Арене, А. А. Вертман, В. Б. Иванов, Е. М. Шелков // Малая энергетика. 2006. - № 1-2. - С.98-105.

36. Каргиев В. М. Ветроэнергетика для фермеров и малых предприятий Текст. / В. М. Каргиев // Возобновляемая энергия. 2000. - дек. - С.11.

37. Кашафутдинов С. Т Атлас аэродинамических характеристик крыловых профилей Атлас. / С. Т. Кашафутдинов, В. Н. Лушин; Сибирский НИИ авиации им. Чаплынина. Новосибирск, 1994. - 74с.: ил.

38. Кашафутдинов С. Т. Атлас аэродинамических планерных крыловых профилей Атлас. / С. Т. Кашафутдинов, Р. В. Каликина. М.: Гос. ком. союза по авиац. техн., 1962. - 60 е.: ил.

39. Кириллов Ю. Запад финансирует российскую ветроэнергетику Текст. / Ю. Кириллов, А. Анисимов, В. Филиппов // Мировая энергетика. 2005. -№3. - С.92-93.

40. Ковшов В. Н. Постановка инженерного эксперимента Текст. / В. Н. Ковшов. Киев: Вища школа, 1982. - 80с.: ил.

41. Козловский Г. А. Математическое моделирование ветродвигателей ветроэлектрических установок Текст. / Г. А. Козловский, О. Г. Денисенко, В. И. Валенко. Киев: Редак.-издат. группа ин-та АН УССР, 1990. -32 с.

42. Концепция использования ветровой энергии в России Текст. / Под. ред. П. П. Безруких. М., 2005. - 127 с.

43. Кравец А. С. . Характеристики авиационных профилей Текст. / А. С. Кравец. М.: Оборонгиз, 1939. - 121с.: ил.

44. Красильников П. П. Сборник аэродинамических исследований Текст. / П. П. Красильников, Ф. Г. Глас // Труды ЦАГИ. М., Л.: Изд-во наркомата тяжелой промышленности, 1932. - Вып. 103. - С. 9-62.

45. Красовский А. А. Модульные ветроэнергетические установки с управляемым колебательным рабочим движением Текст. / А. А. Красовский, М. Ш. Мисриханов // Теплоэнергетика. 2003. -№1. - С. 41-47.

46. Красовский Н. В. Проблема использования энергии ветра Текст. / Н. В. Красовский, Г. X. Сабинин // Труды ЦАГИ. М.: Изд-во науч. техн. управления, 1923. - Вып. 2. - С. 24-37.

47. Литвиненко А. М. Проектирование ветроэлектрогенераторов Текст. / А. М. Литвиненко, А. В. Тикунов. Воронеж: Кварта, 2003. - 96 е.: ил.

48. Ляхтер В. М Аэродинамика ортогональных агрегатов Текст. / В. М. Ляхтер, Ю. Б. Шполянский // Ветроэлектрические станции: Сб. науч. трудов.-М.: Гидропроект, 1988.-Вып. 129. -С. 113-128.

49. Ляхтер В. М. Высотная ветроэнергетическая установка Текст. / В. М. Ляхтер // Известия академии наук. Энергетика. 2006. - №4. - С. 4757.

50. Ляхтер В. М. Использование энергии ветра Текст. / В. М. Ляхтер // Энергетическое строительство. 1986. - №5. - С. 10-15.

51. Ляхтер В. М. Испытание головных образцов ортогональных ветро-агрегатов Текст. / В. М. Ляхтер // Гидротехническое строительство. -2002.-№3.-С.31-33.

52. Ляхтер В. М. Перспективы и направления работ по созданию мощных ветровых электростанций Текст. / В. М. Ляхтер // Ветроэлектрические станции: Сб. науч. трудов. М.: Гидропроект, 1988. - Вып. 129. - С. 5-22.

53. Ляхтер В. М. Развитие ветроэнергетики Текст. / В. М. Ляхтер // Малая энергетика. 2006. - №1-2. - С. 23-38.

54. Малик Л. К. Факторы риска повреждения гидротехнических сооружений. Проблемы безопасности Текст. / Л. К. Малик. М.: Наука, 2005. -212 с.

55. Мартиросов С. Н. Развитие ветроэнергетики в мире Текст. / С. Н. Мартиросов, В. П. Муругов // Возобновляемая энергия. 2000. - дек. - С. 1-4.

56. Мартынов А. К. . Экспериментальная аэродинамика Текст. / А. К. Мартынов. М.: Гос. Изд-во оборонной промышленности, 1952. - 480 е.: ил.

57. Мартынов А.К. Прикладная аэродинамика Текст. / А. К. Мартынов. М.: Машиностроение: 1972. - 448с.: ил.

58. Милитеев А. Н. Аэродинамический расчет ветроагрегатов с горизонтальной осью вращения Текст. / А. Н. Милитеев, Ю. Б. Шполянский// Ветроэлектрические станции: Сб. науч. Трудов. М.: Гидропроект, 1988. - Вып. 129.-С. 139-145.

59. Многофункциональная установка для индивидуального потребителя Текст. / Е. Н. Гембарский, А. В. Пильганчук, Г. Е. Гембарский, В. А. Повержук // Энергетика и электрификация. 2000. - №12. - С. 41-43.

60. Муругов В. П. Ветроэнергетика в России Текст. / В. П. Муругов, В. М. Каргиев // Возобновляемая энергия. 2000. - дек. - С. 5-8.

61. Налимов В. В. Теория эксперимента Текст. / В. В. Налимов. М.: Наука, 1971.-208с.

62. Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций Текст. / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. М.: Энергоатомиздат, 1989. -535 с.

63. Николаев В. Г. Современное состояние и тенденции развития мировой ветроэнергетики Текст. / В. Г. Николаев, С. В. Ганага // Малая энергетика.-2006.-№1-2.-С. 104-111.

64. О модернизации ветроэлектрического агрегата АВЭУ6-4М Текст. / Е. Н. Гембарский, А. В. Пильганчук, Г. Е. Гембарский, В. А. Повержук // Энергетика и электрификация. 2000. - №12. - С.41-43.

65. Пат. 2218476 РФ. Ветроэнергетическая установка Электрон, ресурс. / В. П. Бреусов, В. В. Елистратов. 2001126635/06; Заявл.1001.2001; Опубл. 12.10.2003. Режим доступа: http:// www.fips.ru/cdfi/fips/dll/. - 24.04.2007.

66. Перли С. Б. Быстроходные ветряные двигатели Текст. / С. Б. Перли. М.: Госэнергоиздат, 1951. - 215с.: ил.

67. Повх И. JL Аэродинамический эксперимент в машиностроении Текст. / И. JI. Повх. JL: Машиностроение, 1974. - 480 е.: ил.

68. Подгуренко В. С. Об ошибочных утверждениях дискредитирующих ветроэнергетику Текст. / В. С. Подгуренко, В. Н. Бордюков // Энергетика и электрификация. 2000. - №12. - С. 49-53.

69. Попов С. В. Эффективность и масштабы использования возобновляемых источников энергии для изолированных потребителей Текст. / С. В. Попов, И. Ю. Иванова, Т. Ф. Тугузова . Известия Академии Наук. Энергетика. - 2006. - №4. - С. 111-114.

70. Пройсс Р. Д. Аэродинамика винта в нестационарном потенциальном потоке и ее приложение к расчету крыльчатых ветряков Текст. / Р. Д. Пройсс, Э. С. Сусью, Л. Морино // РТиК. 1980. - №5. - Т. 18. - С. 4454.

71. Промышленная аэродинамика: Вып. 26: Ветродвигатели Текст. / Под. ред. Г. X. Сабинина. М.: ЦАГИ, 1964. - 131 е.: ил.

72. Сабинин Г. X. Ветросиловая лаборатория ЦАГИ Текст. / Г. X. Сабинин // Труды ЦАГИ. М.: Бюро науч. информ. ЦАГИ, 1934. - Вып. 164.-С. 1-40.

73. Сабинин Г. X. Структура воздушного потока в зоне вращающегося быстроходного ветроколеса Текст. / Г. X. Сабинин // Промышленная аэродинамика.- 1959.-№13.-С. 17-48.

74. Сабинин Г. X. Теория идеального ветряка Текст. / Г. X. Сабинин // Труды ЦАГИ. М.: Бюро науч. информ. ЦАГИ, 1923. - 25 с.

75. Сабинин Г. X. Теория регулирования быстроходных ветродвигателей поворотом лопастей центробежным регулятором Текст. / Г. X. Сабинин // Промышленная аэродинамика. 1957. - №8. - С. 7-58.

76. Сабинин Г. X. Теория стабилизаторского ветряка ЦАГИ Текст. / Г.Х. Сабинин . -М.: Бюро науч. информ. ЦАГИ, 1953. 120 е.: ил.

77. Твайделл Дж. Возобновляемые источники энергии Текст. / Дж. Твайделл, А. Уэйр. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 390 с.

78. Тоноян А. Комплексные Энерго-метео-производственные станции (КЭМПС) Текст. / А. Тоноян // Альтернативная энергетика и экология. -2006. -№ 4. С. 56-59.

79. Фатеев Е. М. Ветродвигатели Текст. / Е. М. Фатеев. М.: Матгиз, 1962.-248 с.

80. Фатеев Е. М. Ветродвигатели Текст. / Е. М. Фатеев; Под ред. В. С. Шаманина. М.: Госэнергоиздат, 1946. - 243 с.

81. Фатеев Е. М. Ветродвигатели и ветроустановки Текст. / Е. М. Фатеев. М.: Сельхозгиз, 1948. - 544 с.

82. Фатеев Е. М. Ветродвигатели и ветроустановки Текст. / Е. М. Фатеев. М: Сельхозгиз, 1957. - 535 с.

83. Фатеев Е. М. Методика определения параметров ветроэнергетических расчетов ветросиловых установок Текст. / Е. М. Фатеев. М.: АН СССР, 1957.-342 с.

84. Франкфурт М. О. Аэродинамическое регулирование ветродвигателя выводом ветроколеса из-под ветра. Текст. / М. О. Франкфурт // Промышленная аэродинамика. 1964. - №26. - С. 5-47.

85. Франкфурт М. О. Определение расчетных аэродинамических нагрузок быстроходных ветроколес Текст. / М. О. Франкфурт // Промышленная аэродинамика. 1957. - №8. - С. 155-186.

86. Харитонов В. П. Особенности развития мировой ветроэнергетики Текст. / В. П. Харитонов // Энергосбережение. 2001. -№3. - С. 15-21.

87. Харитонов В. П. Новые российские ветроустановки дают свет и тепло Текст. / В. П. Харитонов, Н. Д. Абрамов, И. Э. Салимов // Энргосбе-режение. 2003 . - №4. - С. 68-69.

88. Щербакова Т. В. Ветроэнергетические установки малой мощности Текст. / Т. В. Щербакова. М.: Изана, 1991. - 33 с.

89. Электротехнический справочник Текст. Т.1 / А. Т. Голован, П. Г. Грудницкий, Г. Н. Петров и др. М., Д.: Гос. энергет. изд-во, 1962.

90. Юрьев Б. Н. Аэродинамические исследования. Экспериментально-аэродинамический отдел. Лаборатория имени Н.Е.Жуковского Текст. / Б. Н. Юрьев, Н. П. Лесникова // Труды ЦАГИ . М.: Изд. науч.-техн. управления В.С.Н.Х, 1928. - Вып. 33. - С.30-54.

91. Die Multi Megawatt Prototypen - Leistungsdaten aus Dänemark Text. // Wind - Kraft & Natürliche Energien Journal. - 2004. - №4. - S. 39.

92. Elistratov V.V. Wind turbine with spiral blades Text. / V. V. Elistratov, E. N. Bykov: Ecobaltika'2006. Book of proceedings. St.-Petersburg, 2006. -168 p.

93. Emden ist Weltspitze schon wieder im Bau: 2xE112/6MW fiir die Stadtwerke Text. // Wind - Kraft & Natürliche Energien Journal. - 2005. -№5. - S. 66.

94. GE Energy inaugurates customer support and training centre in Germany. Varies Seize de Text. // Renewable Energy World. 2004. - №6. - P. 22.

95. Größte Windenergieanlage der Welt am Netz Weitere Anlage des Typs REpower 5 MW soll 2005 im DEWI OCC Testfeld: Cuxhaven errichtet werden Text. // Wind - Kraft & Natürliche Energien Journal. - 2004. - №6. -S. 44.

96. Heier S. Windkraftanlagen im Netzbetrieb Text. / S. Heier. Stuttgart: Teubner, 1994. - 170 S.

97. Lysen E.H. Introduction to Wind Energy Text./ E.H. Lysen. -SWD,1982. 150 p.

98. Modern Power System Text. 1986. - №8 (Aug.). - P. 30.

99. Nordex N90/2.3 MW mit 9% über Erwartung Text. // Wind Kraft & Natürliche Energien Journal. - 2005. - №4. - S. 1.

100. Offshore test for 5 MW turbine Text. // Power Eng. Int. 2005. - №2. -P. 11.

101. Rakebrandt-Gräßner P. Offshore Windenergie: Forschungsplattformen in Nord- und Ostsee Text. / P. Rakebrandt-Gräßner // Wind Kraft & Natürliche Energien Journal. - 2001. - №4. - S. 54-55.

102. Schets J.A., Figard R.L. Numerical solution of the flow near the rotor of horizontal-axis wind turbine Text. / J. A. Schets, R. L. Figard // AIAA SERI. Wind energy conference. Boulder. Colorado, 1980. - P. 20-28.

103. Testfeld auf Meer Text. // Schiff und Hafen. 2005. - №7. - S. 7.

104. Windkraft überflügelt erstmals die Energiegewinnung aus Wasserkraft Text. // VDI. Nachr. - 2003. - №5. - S. 24.Заявление о выдаче патента РФ на изобретениег «оригиналов докукентон зшки2 0 ЛЕН 2005 ♦ каг мру}21.РЕГИСТРАЦИОННЬШ №