Конструкция ветряной турбины - Wind turbine design

Пример ветряной турбины , эта трехлопастная турбина представляет собой классический дизайн современных ветряных турбин.

Проектирование ветряной турбины - это процесс определения формы и конфигурации ветряной турбины для извлечения энергии из ветра . Установка состоит из систем, необходимых для улавливания энергии ветра, направления турбины против ветра, преобразования механического вращения в электрическую энергию и других систем для запуска, остановки и управления турбиной.

В 1919 году немецкий физик Альберт Бец показал, что для гипотетической идеальной машины для извлечения энергии ветра фундаментальные законы сохранения массы и энергии позволяют уловить не более 16/27 (59,3%) кинетической энергии ветра . Этот предел закона Беца можно приблизить к современным конструкциям турбин, которые достигают 70-80% от этого теоретического предела.

Помимо лопастей, при проектировании всей ветроэнергетической системы необходимо также учитывать ступицу, органы управления, генератор, опорную конструкцию и фундамент. Турбины также должны быть интегрированы в электрические сети.

Аэродинамика

Форма и размер лезвия определяются аэродинамическими характеристиками, необходимыми для эффективного извлечения энергии, и силой, необходимой для противодействия силам, действующим на лезвие.

Профиль ветряного ротора

Аэродинамика ветряной турбины с горизонтальной осью непроста. Воздушный поток на лопатках отличается от потока воздуха от турбины. То, как энергия извлекается из воздуха, также заставляет воздух отклоняться турбиной. Аэродинамика ветряных турбин на поверхности ротора демонстрирует явления, которые редко наблюдаются в других аэродинамических областях.

Контроль мощности

Powercurve.png

Скорость вращения должна контролироваться для эффективного производства электроэнергии и для удержания компонентов турбины в пределах скорости и крутящего момента. Центробежная сила на лопастях увеличивается пропорционально квадрату скорости вращения, что делает эту конструкцию чувствительной к превышению скорости. Поскольку мощность увеличивается пропорционально кубу скорости ветра, турбины должны выдерживать гораздо более высокие ветровые нагрузки (например, порывы ветра), чем те нагрузки, от которых они вырабатывают энергию.

Ветряная турбина должна производить энергию в диапазоне скоростей ветра. Скорость включения составляет около 3–4 м / с для большинства турбин, а скорость отключения составляет 25 м / с. Если номинальная скорость ветра превышена, мощность должна быть ограничена.

Система управления включает в себя три основных элемента: датчики для измерения переменных процесса, исполнительные механизмы для управления захватом энергии и нагрузкой компонентов и алгоритмы управления, которые применяют информацию, собранную датчиками, для координации исполнительных механизмов.

Любой ветер, дующий со скоростью выше выживаемой, приводит к повреждению турбины. Скорость выживания коммерческих ветряных турбин колеблется от 40 м / с (144 км / ч, 89 миль / ч) до 72 м / с (259 км / ч, 161 миль / ч), обычно около 60 м / с (216 км / ч, 134 км / ч). Миль в час). Некоторые турбины могут выдерживать скорость 80 метров в секунду (290 км / ч; 180 миль в час).

Ларек

Кабина на несущей поверхности возникает , когда воздух проходит над ней таким образом , что генерация лифта быстро уменьшается. Обычно это происходит из-за большого угла атаки (AOA), но также может быть результатом динамических эффектов. Лопатки турбины с фиксированным шагом могут быть сконструированы таким образом, чтобы при высоких скоростях ветра замедлялось вращение. Это простой отказоустойчивый механизм, помогающий предотвратить повреждение. Однако, за исключением систем с динамически регулируемым шагом, он не может обеспечивать постоянную выходную мощность в большом диапазоне скоростей ветра, что делает его менее подходящим для крупномасштабных приложений электросетей .

HAWT с фиксированной скоростью по своей сути увеличивает угол атаки при более высокой скорости ветра по мере увеличения скорости лопастей. Таким образом, естественная стратегия - позволить лопасти остановиться при увеличении скорости ветра. Этот метод успешно использовался на многих ранних HAWT. Однако угол наклона лопастей имел тенденцию к увеличению уровня шума.

Генераторы вихрей могут использоваться для управления характеристиками подъема лопастей. VG размещаются на аэродинамическом профиле для увеличения подъемной силы, если они размещены на нижней (более плоской) поверхности, или для ограничения максимальной подъемной силы, если они размещаются на верхней (более высокий изгиб) поверхности.

Закрутка

Закрутка работает за счет уменьшения угла атаки, что снижает сопротивление и поперечное сечение лезвия. Одна из основных проблем - это заставить лопасти достаточно быстро закручиваться или сворачиваться при порывах ветра. Полностью свернутая лопатка турбины в остановленном состоянии обращена кромкой лопасти против ветра.

Нагрузки можно уменьшить, сделав конструктивную систему более мягкой или гибкой. Это может быть достигнуто с помощью роторов с подветренной стороны или с изогнутыми лопастями, которые естественным образом поворачиваются, чтобы уменьшить угол атаки при более высоких скоростях ветра. Эти системы нелинейны и связывают структуру с полем потока, что требует разработки инструментов проектирования для моделирования этих нелинейностей.

Стандартные турбины все сворачиваются при сильном ветре. Поскольку закрутка требует действия против крутящего момента на лопасти, для этого требуется некоторая форма управления углом наклона, которая достигается с помощью поворотного привода . Этот привод точно наклоняет лезвие, выдерживая нагрузки с высоким крутящим моментом. Кроме того, многие турбины используют гидравлические системы. Эти системы обычно подпружинены, поэтому в случае отказа гидравлической системы лопасти автоматически складываются. В других турбинах для каждой лопасти используется электрический серводвигатель. У них есть запас батареи на случай выхода из строя сети. Небольшие ветряные турбины (менее 50 кВт) с переменным шагом обычно используют системы, работающие за счет центробежной силы, либо маховик, либо геометрическую конструкцию, и избегают электрического или гидравлического управления.

Согласно отчету, финансируемому Центром за устойчивое будущее Аткинсона, существуют фундаментальные пробелы в управлении высотой звука, ограничивающие снижение затрат на электроэнергию . Снижение нагрузки в настоящее время сосредоточено на регулировании шага лопастей по всему пролету, поскольку двигатели с индивидуальным шагом являются исполнительными механизмами на промышленных турбинах. Существенное снижение нагрузки было продемонстрировано при моделировании лопастей, башни и трансмиссии. Однако необходимы дальнейшие исследования для увеличения захвата энергии и уменьшения усталостных нагрузок.

Метод управления, применяемый к углу тангажа, осуществляется путем сравнения выходной мощности со значением мощности при номинальной частоте вращения двигателя (задание мощности, задание Ps). Регулировка высоты звука осуществляется с помощью ПИ-регулятора. Чтобы регулировать шаг достаточно быстро, привод использует постоянную времени Tservo, интегратор и ограничители. Угол наклона остается от 0 ° до 30 ° со скоростью изменения 10 ° / сек.

Контроллер высоты тона

Как показано на рисунке справа, опорный угол наклона сравнивается с фактическим углом наклона b, а затем разница корректируется приводом. Эталонный угол наклона, который поступает от ПИ-регулятора, проходит через ограничитель. Ограничения важны для сохранения реального угла наклона. Ограничение скорости изменения особенно важно при сбоях в сети. Важность обусловлена ​​тем, что контроллер решает, насколько быстро он может уменьшить аэродинамическую энергию, чтобы избежать ускорения во время ошибок.

Другие элементы управления

Крутящий момент генератора

Современные большие ветряные турбины работают с переменной скоростью. Когда скорость ветра падает ниже номинальной скорости турбины, крутящий момент генератора используется для управления скоростью ротора для захвата как можно большей мощности. Наибольшая мощность достигается, когда передаточное число наконечников остается постоянным на оптимальном значении (обычно 6 или 7). Это означает, что скорость ротора увеличивается пропорционально скорости ветра. Разница между аэродинамическим крутящим моментом, захваченным лопастями, и приложенным крутящим моментом генератора регулирует скорость ротора. Если крутящий момент генератора ниже, ротор ускоряется, а если крутящий момент генератора выше, ротор замедляется. Ниже номинальной скорости ветра управление крутящим моментом генератора активно, в то время как шаг лопастей обычно поддерживается под постоянным углом, обеспечивающим максимальную мощность, довольно плоским по отношению к ветру. Выше номинальной скорости ветра крутящий момент генератора обычно поддерживается постоянным, в то время как шаг лопастей регулируется соответствующим образом.

Одним из методов управления синхронным двигателем с постоянными магнитами является управление по полю . Управление с ориентацией на поле - это стратегия с обратной связью, состоящая из двух регуляторов тока (внутренний цикл и каскадный внешний цикл), необходимых для управления крутящим моментом, и одного регулятора скорости.

Контроль угла постоянного крутящего момента

В этой стратегии управления ток оси d поддерживается равным нулю, в то время как вектор тока выравнивается с осью q, чтобы поддерживать угол крутящего момента на уровне 90 o . Это обычная стратегия управления, поскольку необходимо контролировать только ток Iqs. Уравнение крутящего момента генератора - это линейное уравнение, зависящее только от тока Iqs.

Итак, электромагнитный момент для Ids = 0 (мы можем добиться этого с помощью контроллера оси d) теперь составляет:

Конструкция контроллера со стороны машины

Таким образом, полная система преобразователя со стороны машины и каскадных контуров ПИ-регулятора представлена ​​на рисунке. Управляющими входами являются коэффициенты заполнения m ds и m qs преобразователя с ШИМ-регулированием. Он отображает схему управления ветряной турбиной на стороне машины и одновременно то, как I ds до нуля (уравнение крутящего момента является линейным).

Рыскание

Большие турбины, как правило, активно управляются с учетом направления ветра, измеряемого флюгером, расположенным на задней части гондолы . За счет минимизации угла рыскания (несовпадение направления ветра и направления вращения турбины) выходная мощность максимизируется, а несимметричные нагрузки сводятся к минимуму. Однако, поскольку направление ветра меняется, турбина не следует строго за ветром и в среднем испытывает небольшой угол рыскания. Потери выходной мощности можно приблизительно определить как уменьшение ( cos (угол рыскания)) 3 . В частности, при скорости ветра от низкой до средней, рыскание может значительно снизить мощность, при этом общие колебания ветра достигают 30 °. При высоких скоростях ветра направление ветра менее изменчиво.

Электрическое торможение

2кВт Резистор динамического торможения для небольшой ветряной турбины.

Торможение небольшой турбины может быть выполнено путем сброса энергии от генератора в блок резисторов , преобразовывая кинетическую энергию в тепло. Этот метод полезен, если кинетическая нагрузка на генератор внезапно снижается или слишком мала, чтобы поддерживать скорость турбины в допустимых пределах.

Циклическое торможение замедляет лопасти, что увеличивает эффект торможения и снижает эффективность. При более быстром ветре можно поддерживать безопасную скорость вращения при сохранении (номинальной) выходной мощности. Этот метод обычно не применяется на больших ветряных турбинах, подключенных к сети.

Механическое торможение

Механический барабанный или дисковый тормоз останавливает вращение в аварийной ситуации, например, при сильном порыве ветра. Тормоз является второстепенным средством удержания турбины в состоянии покоя для технического обслуживания с системой блокировки ротора в качестве основного средства. Такие тормоза обычно применяются только после того, как закрутка лопастей и электромагнитное торможение снизили скорость турбины, поскольку механические тормоза могут вызвать возгорание внутри гондолы при использовании на полной скорости. Нагрузка турбины увеличивается, если тормоз задействуется на номинальных оборотах .

Размер турбины

Рисунок 1. Блок-схема ветряной электростанции.

Турбины бывают размерных классов. Самые маленькие, с мощностью менее 10 кВт, используются в домах, на фермах и удаленных объектах, тогда как промежуточные ветряные турбины (10-250 кВт) полезны для деревенской энергетики, гибридных систем и распределенной энергетики . Самой большой ветряной турбиной в мире по состоянию на 2021 год была Vestas Турбина В236-15,0 МВт GE. Лезвия новой конструкции имеют самую большую в мире рабочую площадь с тремя лезвиями длиной 115,5 м (379 футов).

Человек, стоящий рядом с лезвиями длиной 15 м.

При заданной скорости ветра масса турбины приблизительно пропорциональна кубу длины ее лопасти. Перехватываемая ветровая энергия пропорциональна квадрату длины лопастей. Максимальная длина лопастей турбины ограничена прочностью, жесткостью и соображениями транспортировки.

Затраты на рабочую силу и техническое обслуживание растут медленнее, чем размер турбины, поэтому для минимизации затрат турбины ветряных электростанций в основном ограничены прочностью материалов и требованиями к размещению.

Типичные турбины имеют диаметр от 40 до 90 метров (от 130 до 300 футов) и рассчитаны на мощность от 500 кВт до 2 МВт.

Низкая температура

У ветряных генераторов коммунального масштаба есть минимальные рабочие пределы температуры, которые применяются в областях с температурами ниже -20 ° C (-4 ° F). Турбины должны быть защищены от скопления льда, который может сделать показания анемометра неточными и который в некоторых конструкциях управления турбиной может вызвать высокие нагрузки на конструкцию и повреждение. Некоторые производители турбин предлагают низкотемпературные пакеты за дополнительную плату, которые включают внутренние нагреватели, различные смазочные материалы и различные сплавы для элементов конструкции. Если низкие температуры сочетаются с условиями слабого ветра, турбине требуется внешний источник энергии, эквивалентный нескольким процентам от ее номинальной мощности, для внутреннего обогрева. Например, ветряная электростанция Сент-Леон в Манитобе , Канада, имеет общую мощность 99 МВт и, по оценкам, потребует до 3 МВт (около 3% мощности) мощности для обслуживания станции несколько дней в году при температурах до -30 ° С (-22 ° F).

Гондола

В гондоле находится редуктор и генератор, соединяющий башню и ротор. Датчики определяют скорость и направление ветра, а двигатели поворачивают гондолу против ветра, чтобы увеличить мощность.

Коробка передач

В обычных ветряных турбинах лопасти вращают вал, который через редуктор соединен с генератором. Коробка передач преобразует скорость вращения лопастей (от 15 до 20 об / мин для турбины мощностью 1 мегаватт) в 1800 (750-3600) об / мин, которые необходимы генератору для выработки электроэнергии. По оценкам аналитиков GlobalData, рынок коробок передач вырос с 3,2 млрд долларов в 2006 году до 6,9 млрд долларов в 2011 году. Лидером рынка в 2011 году была компания Winergy. Использование магнитных коробок передач изучается как способ снижения затрат на техническое обслуживание.

Генератор

Коробка передач , вал ротора и тормозной механизм

Для больших ветряных турбин с горизонтальной осью (HAWT) генератор устанавливается в гондоле наверху башни за ступицей ротора. Старые ветряные турбины вырабатывают электроэнергию с помощью асинхронных машин, напрямую подключенных к сети. Редуктор снижает стоимость и вес генератора. Коммерческие генераторы имеют ротор, несущий обмотку, так что вращающееся магнитное поле создается внутри набора обмоток, называемого статором . В то время как вращающаяся обмотка потребляет долю процента выходной мощности генератора, регулировка тока возбуждения позволяет хорошо контролировать выходное напряжение.

Изменяющиеся выходная частота и напряжение ротора могут быть согласованы с фиксированными значениями сети с использованием различных технологий, таких как индукционные генераторы с двойным питанием или полнофункциональные преобразователи, которые преобразуют ток переменной частоты в постоянный, а затем обратно в переменный ток с помощью инверторов . Хотя такие альтернативы требуют дорогостоящего оборудования и затрат энергии, турбина может улавливать значительно большую часть энергии ветра. Большинство из них низкого напряжения 660 Вольт, но некоторые морские турбины (несколько МВт) 3,3 кВ среднего напряжения .

В некоторых случаях, особенно на море, большой коллекторный трансформатор преобразует сеть переменного тока среднего напряжения ветряной электростанции в постоянный ток и передает энергию через силовой кабель на береговую преобразовательную станцию ​​HVDC .

Безредукторный

Безредукторные ветряные турбины (также называемые прямым приводом ) исключают редуктор. Вместо этого вал ротора прикреплен непосредственно к генератору, который вращается с той же скоростью, что и лопасти.

Преимущества генераторов с прямым приводом на постоянных магнитах (PMDD) по сравнению с редукторными генераторами включают повышенную эффективность, снижение шума, более длительный срок службы, высокий крутящий момент при низких оборотах, более быстрое и точное позиционирование и жесткость привода. Генераторы PMDD «устраняют усилитель, увеличивающий скорость передачи, который подвержен значительному накопленному усталостному крутящему моменту, связанным с этим проблемам надежности и затратам на техническое обслуживание».

Чтобы компенсировать более низкую скорость вращения генератора с прямым приводом, диаметр ротора генератора увеличен, чтобы он мог содержать больше магнитов для создания необходимой частоты и мощности. Безредукторные ветряные турбины часто тяжелее, чем редукторные ветровые турбины. Исследование ЕС показало, что надежность коробки передач не является главной проблемой ветряных турбин. Из-за небольшого размера выборки надежность морских турбин с прямым приводом до сих пор неизвестна.

По оценке экспертов Датского технического университета , редукторный генератор с постоянными магнитами может потреблять 25 кг / МВт редкоземельного элемента неодима , а безредукторный - 250 кг / МВт.

В декабре 2011 года Министерство энергетики США объявило о критической нехватке редкоземельных элементов, таких как неодим. Китай производит более 95% редкоземельных элементов, а Hitachi имеет более 600 патентов на неодимовые магниты . Для турбин с прямым приводом требуется 600 кг материала постоянного магнита на мегаватт, что соответствует нескольким сотням килограммов редкоземельных элементов на мегаватт, поскольку содержание неодима оценивается в 31% от веса магнита. Гибридные трансмиссии (промежуточные между прямым приводом и традиционными редукторами) используют значительно меньше редкоземельных материалов. В то время как ветряные турбины с постоянными магнитами составляют только около 5% рынка за пределами Китая, их доля на рынке внутри Китая оценивается в 25% или выше. В 2011 году спрос на неодим в ветровых турбинах оценивался в 1/5 от спроса на электромобили.

Лезвия

Конструкция клинка

Неокрашенный кончик лезвия

Соотношение между скоростью лопасти и скоростью ветра называется отношением конечной скорости . Высокоэффективные трехлопастные турбины имеют отношение конечной скорости к скорости ветра от 6 до 7. Ветровые турбины вращаются с различными скоростями (следствие конструкции их генератора). Использование алюминия и композитных материалов способствовало низкой инерции вращения , а это означает, что более новые ветряные турбины могут быстро ускоряться, если ветер усиливается, сохраняя отношение конечной скорости почти постоянным. Работа, близкая к оптимальному передаточному числу конечных скоростей во время сильных порывов ветра, позволяет ветровым турбинам улучшать улавливание энергии от внезапных порывов ветра.

Шум увеличивается с увеличением скорости наконечника. Увеличение скорости наконечника без увеличения шума уменьшило бы крутящий момент в коробке передач и генераторе, уменьшив нагрузку на конструкцию и тем самым снизив стоимость. Снижение шума связано с детальной аэродинамикой лопастей, особенно с факторами, снижающими резкую остановку. Невозможность предсказать сваливание ограничивает использование агрессивной аэродинамики. Некоторые лопасти (в основном на Enercon ) имеют крылышко для увеличения производительности и снижения шума.

Лопасть может иметь отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению 120, по сравнению с 70 для планера и 15 для авиалайнера.

Концентратор

Устанавливается ступица ветряной турбины

В простых конструкциях лопасти привинчиваются непосредственно к ступице и не могут качаться, что приводит к аэродинамическому срыву при определенных скоростях ветра. В более сложных конструкциях они прикреплены болтами к подшипнику тангажа , который регулирует их угол атаки с помощью системы тангажа в зависимости от скорости ветра. Регулировка высоты звука осуществляется гидравлической или электрической системой ( аккумулятор или ультраконденсатор ). Шаговый подшипник прикреплен к ступице болтами. Ступица прикреплена к валу ротора, который приводит в действие генератор напрямую или через редуктор.

Количество лезвий

Двухлопастная ветряная турбина NASA / DOE Mod-5B диаметром 98 метров была самой большой действующей ветряной турбиной в мире в начале 1990-х годов.
Испытание НАСА конфигурации ротора однолопастной ветряной турбины на станции Плам-Брук недалеко от Сандаски, штат Огайо.

Количество лопастей выбирается с учетом аэродинамической эффективности, стоимости компонентов и надежности системы. На уровень шума влияет расположение лопастей по ветру или по ветру от башни и скорость ротора. Учитывая, что уровень шума от задних кромок и вершин лопастей варьируется в 5-й степени от скорости лопастей, небольшое увеличение скорости лезвия резко увеличивает шум.

Почти повсеместно в ветряных турбинах используются две или три лопасти. Тем не менее, в патентах представлены конструкции с дополнительными лопастями, например, многоблочная система лопастей ротора Чан Шина. Аэродинамическая эффективность увеличивается с увеличением количества лопастей, но с уменьшением отдачи. Увеличение с одного до двух дает увеличение на шесть процентов, а увеличение с двух до трех дает дополнительные три процента. Дальнейшее увеличение количества лезвий дает минимальные улучшения и слишком много жертвует жесткостью лезвия, поскольку лезвия становятся тоньше.

Теоретически бесконечное количество лопастей нулевой ширины является наиболее эффективным, работая при высоком значении передаточного числа наконечников, но это непрактично.

Затраты на компоненты, на которые влияет количество лопастей, в первую очередь связаны с материалами и производством ротора турбины и трансмиссии. Как правило, чем меньше количество лезвий, тем меньше затраты на материалы и производство. Кроме того, меньшее количество лезвий обеспечивает более высокую скорость вращения. Требования к жесткости отвала во избежание столкновения с мачтой ограничивают толщину отвала, но только тогда, когда лопасти находятся с наветренной стороны от мачты; отклонение в машине с подветренной стороны увеличивает клиренс башни. Меньшее количество лопастей с более высокими скоростями вращения снижает пиковый крутящий момент в трансмиссии, что приводит к снижению затрат на редуктор и генератор.

На надежность системы влияет количество лопастей, в первую очередь, из-за динамической нагрузки ротора на приводную систему и башенные системы. При настройке ветряной турбины на изменение направления ветра (рыскание) каждая лопасть испытывает циклическую нагрузку на своем корневом конце в зависимости от положения лопасти. Однако эти циклические нагрузки в сочетании на валу приводной передачи симметрично сбалансированы для трех лопастей, что обеспечивает более плавную работу во время рыскания. В одной или двух лопастных турбинах может использоваться поворотная ступица с качением, чтобы практически исключить циклические нагрузки на приводной вал и систему во время рыскания. В 2012 году китайская двухлопастная турбина мощностью 3,6 МВт была испытана в Дании.

Эстетика играет важную роль в том, что трехлопастный ротор выглядит приятнее, чем одно- или двухлопастный ротор.

Материалы лезвия

В некоторых современных ветряных турбинах для снижения веса используются лопасти ротора с балками из углеродного волокна.

В целом материалы должны соответствовать следующим критериям:

  • широкая доступность и простота обработки для снижения затрат и технического обслуживания
  • низкий вес или плотность для уменьшения гравитационных сил
  • высокая прочность, выдерживающая ветровые и гравитационные нагрузки
  • высокая усталостная прочность, выдерживающая циклические нагрузки
  • высокая жесткость для обеспечения стабильности оптимальной формы и ориентации лопасти и зазора с башней
  • высокая вязкость разрушения
  • способность противостоять воздействиям окружающей среды, таким как удары молнии, влажность и температура

Металлы нежелательны из-за их уязвимости к усталости. Керамика имеет низкую вязкость разрушения, что приводит к преждевременному выходу из строя лезвия. Традиционные полимеры недостаточно жесткие, чтобы их можно было использовать, а у древесины есть проблемы с воспроизводимостью, особенно с учетом длины лезвия. В результате остаются армированные волокном композиты, которые обладают высокой прочностью, жесткостью и низкой плотностью.

Деревянные и парусиновые паруса использовались на ранних ветряных мельницах из-за их низкой цены, доступности и простоты изготовления. Лезвия меньшего размера могут быть изготовлены из легких металлов, например алюминия . Однако эти материалы требуют частого ухода. Конструкция из дерева и брезента ограничивает форму аэродинамического профиля плоской пластиной, которая имеет относительно высокое отношение сопротивления к силе (низкая аэродинамическая эффективность) по сравнению с твердыми аэродинамическими профилями. Конструкция сплошных аэродинамических профилей требует негибких материалов, таких как металлы или композиты . Некоторые лезвия включают в себя молниеотводы.

Увеличение длины лопастей привело к увеличению выработки электроэнергии с одного мегаватта до более чем 10 мегаватт. Большая площадь эффективно увеличивает отношение конечной скорости при заданной скорости ветра, тем самым увеличивая извлечение энергии. Программное обеспечение, такое как HyperSizer (изначально разработанное для проектирования космических аппаратов), можно использовать для улучшения конструкции лопастей.

По состоянию на 2015 год диаметр ротора лопастей наземных ветряных турбин достигал 130 метров, а диаметр морских турбин достигал 170 метров. В 2001 году в лопастях ветряных турбин было использовано около 50 миллионов килограммов ламината из стекловолокна .

Важная цель - контролировать вес лезвия. Поскольку масса лопастей масштабируется как куб радиуса турбины, гравитационная нагрузка ограничивает системы с более крупными лопастями. Гравитационные нагрузки включают в себя осевые и растягивающие / сжимающие нагрузки (верх / низ вращения), а также изгиб (боковые положения). Величина этих нагрузок колеблется циклически, а краевые моменты (см. Ниже) меняются на противоположные каждые 180 ° вращения. Типичные частоты вращения ротора и расчетный срок службы составляют ~ 10 и 20 лет, соответственно, при количестве оборотов за срок службы порядка 10 ^ 8. С учетом ветра ожидается, что лопатки турбины выдержат ~ 10-9 циклов нагружения.

Еще одним источником нагрузки на лопасти ротора является ветер. Подъем вызывает изгиб в плоском направлении (вне плоскости ротора), в то время как поток воздуха вокруг лопасти вызывает изгиб в сторону (в плоскости ротора). Изгиб закрылков включает в себя натяжение на стороне нагнетания (с подветренной стороны) и сжатие со стороны всасывания (с подветренной стороны). Изгибание на ребро включает в себя растяжение передней кромки и сжатие задней кромки.

Ветровые нагрузки цикличны из-за естественной изменчивости скорости ветра и сдвига ветра (более высокие скорости на вершине вращения).

Отказ в предельной нагрузке лопастей ротора ветряной турбины под действием ветровой и гравитационной нагрузки является видом отказа, который необходимо учитывать при проектировании лопастей ротора. Скорость ветра, вызывающая изгиб лопастей ротора, имеет естественную изменчивость, как и реакция на напряжение в лопастях ротора. Кроме того, сопротивление лопастей ротора с точки зрения их прочности на разрыв демонстрирует естественную изменчивость.

В свете этих видов отказов и все более крупных систем лопастей исследователи ищут экономичные материалы с более высоким отношением прочности к массе.

Полимер

Большинство коммерчески выпускаемых лопастей ветряных турбин изготавливаются из армированных волокном полимеров (FRP), которые представляют собой композиты, состоящие из полимерной матрицы и волокон. Длинные волокна обеспечивают продольную жесткость и прочность, а матрица обеспечивает вязкость разрушения, прочность на расслоение, прочность при отклонении от плоскости и жесткость. Показатели материалов, основанные на максимальном энергетическом КПД, высокой вязкости разрушения, усталостной прочности и термической стабильности, являются самыми высокими для пластиков, армированных стекловолокном и углеродным волокном (GFRPs и CFRPs).

В турбинных лопатках используются такие матрицы, как термореактивные пластмассы или термопласты , хотя первые более распространены. Они позволяют связать волокна вместе и повышают прочность. Термореактивные материалы составляют 80% рынка, поскольку они обеспечивают низкотемпературное отверждение и более низкую вязкость, а их сочетание упрощает обработку. Термопласты, в отличие от термореактивных пластиков, могут подвергаться вторичной переработке, однако температура обработки и вязкость намного выше, что ограничивает размер и консистенцию, что важно для больших лезвий. Вязкость разрушения у термопластов выше, но усталостные характеристики хуже.

Лопасти ветряных турбин Siemens SWT-2.3-101, армированные стекловолокном, из эпоксидной смолы.
Лопасти ветряных турбин Siemens SWT-2.3-101, армированные стекловолокном, из эпоксидной смолы . Размер лопасти в 49 метров по сравнению с подстанцией на ветряной электростанции острова Вулф за ними .

При производстве лопастей в диапазоне от 40 до 50 метров используются проверенные методы изготовления стеклопластиковых композитов. Такие производители, как Nordex SE и GE Wind, используют процесс инфузии. Другие производители варьируют эту технику, некоторые из них включают углерод и дерево со стекловолокном в эпоксидной матрице. Другие варианты включают предварительно пропитанное («препрег») стекловолокно и литье под вакуумом для переноса смолы. В каждом из этих вариантов используется полимерный композит, армированный стекловолокном, разной сложности. Возможно, самая большая проблема, связанная с мокрыми системами с открытой плесенью, - это выбросы, связанные с выделяемыми летучими органическими веществами. Предварительно пропитанные материалы и методы инфузии смолы позволяют избежать выделения летучих веществ, поскольку содержат все летучие органические соединения . У этих замкнутых процессов есть свои проблемы, потому что производство толстых слоистых материалов, необходимых для структурных компонентов, становится более трудным. Проницаемость смолы для преформы определяет максимальную толщину ламината, для устранения пустот и обеспечения надлежащего распределения смолы требуется стравливание. Одним из решений проблемы распределения смолы является частично пропитанное стекловолокно. Во время вакуумирования сухая ткань обеспечивает путь для воздушного потока, и после приложения тепла и давления смола может течь в сухую область, что приводит к равномерно пропитанной ламинатной структуре.

Эпоксидная смола

Композиты на основе эпоксидной смолы имеют преимущества в отношении окружающей среды, производства и стоимости по сравнению с другими системами смол. Эпоксидные смолы также обеспечивают более короткие циклы отверждения, повышенную долговечность и улучшенную отделку поверхности. Подготовка препрега еще больше сокращает время обработки по сравнению с системами мокрой укладки. Когда лопасти турбины прошли 60 метров, методы инфузии стали более распространенными, потому что время впрыска традиционного литьевого формования смолы слишком велико по сравнению со временем схватывания смолы, что ограничивает толщину ламината. Инжекция проталкивает смолу через более толстую стопку слоев, таким образом осаждая смолу в ламинатной структуре до того, как произойдет гелеобразование. Специальные эпоксидные смолы были разработаны для настройки срока службы и вязкости.

Несущие лонжероны, армированные углеродным волокном, позволяют снизить вес и повысить жесткость. По оценкам, использование углеродных волокон в лопатках 60-метровой турбины снижает общую массу лопаток на 38% и снижает стоимость на 14% по сравнению со 100% стекловолокном. Углеродные волокна обладают дополнительным преимуществом, заключающимся в уменьшении толщины секций слоистого стекловолокна, что дополнительно решает проблемы, связанные с смачиванием смолой толстых секций укладки. Ветряные турбины выигрывают от тенденции снижения затрат на углеродное волокно.

Хотя стекловолокно и углеродные волокна обладают многими оптимальными качествами, их недостатками является тот факт, что высокая доля наполнителя (10-70 мас.%) Вызывает повышенную плотность, а также микроскопические дефекты и пустоты, которые могут привести к преждевременному разрушению.

Углеродные нанотрубки

Углеродные нанотрубки (УНТ) могут усиливать нанокомпозиты на полимерной основе. УНТ могут быть выращены или нанесены на волокна или добавлены в полимерные смолы в качестве матрицы для структур FRP. Использование наноразмерных УНТ в качестве наполнителя вместо традиционного микромасштабного наполнителя (такого как стеклянные или углеродные волокна) приводит к получению нанокомпозитов УНТ / полимер, свойства которых могут быть значительно изменены при низком содержании наполнителя (обычно <5 мас.%). Они имеют низкую плотность и улучшают модуль упругости, прочность и вязкость разрушения полимерной матрицы. Добавление УНТ в матрицу также снижает распространение межслойных трещин.

Текущее исследование недорогого углеродного волокна (LCCF) в Национальной лаборатории Ок-Ридж привлекло внимание, поскольку оно может уменьшить структурные повреждения от ударов молнии. На ветряных турбинах из стекловолокна защита от ударов молнии (LSP) обычно добавляется сверху, но это эффективно с точки зрения конструктивного вклада. Электропроводящее углеродное волокно может удалить это, тем более, что углеродное волокно - лучший материал, было бы идеально.

Исследовать

Некоторые полимерные композиты обладают самовосстанавливающимися свойствами. Самовосстанавливающиеся полимеры привлекательны для этого применения, так как лопатки турбины образуют трещины из-за усталости из-за повторяющихся циклических напряжений и, таким образом, могут повысить надежность и устранить различные дефекты, такие как расслоение. Полимер залечивает трещины по мере их образования. Медные проволоки, покрытые парафином, встроенные в армированный волокном полимер, образуют сеть трубок. Используя эти трубки, дициклопентадиен (DCPD) и катализатор затем реагируют с образованием термореактивного полимера, который восстанавливает трещины, которые образуются в материале. Этот подход еще не является коммерческим.

Дальнейшее улучшение возможно за счет использования углеродных нановолокон (УНВ) в покрытиях лопаток. Основной проблемой в условиях пустыни является эрозия передних кромок лопастей песчаным ветром, что увеличивает шероховатость и снижает аэродинамические характеристики. Сопротивление эрозии частиц у армированных волокном полимеров низкое по сравнению с металлическими материалами и эластомерами. Замена стекловолокна на УНВ на поверхности композита значительно улучшает сопротивление эрозии. УНВ обеспечивают хорошую электропроводность (что важно для ударов молнии), высокий коэффициент демпфирования и хорошую устойчивость к трению и ударам.

Для ветряных турбин, особенно установленных на море или во влажной среде, также имеет место эрозия поверхности основания. Например, в холодном климате лед может накапливаться на лезвиях и увеличивать шероховатость. На высоких скоростях такое же воздействие эрозии может произойти из-за дождевой воды. Полезное покрытие должно иметь хорошую адгезию, устойчивость к температурам, погодным условиям (чтобы противостоять эрозии от соли, дождя, песка и т. Д.), Механическую прочность, устойчивость к ультрафиолетовому излучению , а также иметь антиобледенительные и огнестойкие свойства. Наряду с этим покрытие должно быть дешевым и экологически чистым.

Супергидрофобные поверхности (СВС) заставляют капли воды скатываться и скатываться с лезвий. СВС предотвращает образование льда до -25 ° C, так как изменяет процесс образования льда; в частности, на СВС образуются небольшие ледяные островки, а не большой ледяной фронт. Кроме того, из-за уменьшения площади гидрофобной поверхности аэродинамические силы на лопасти позволяют этим островкам соскальзывать с лопасти, поддерживая надлежащую аэродинамику. СВС можно комбинировать с нагревательными элементами для дальнейшего предотвращения образования льда.

Молния

Повреждение от молнии в течение 25-летнего срока службы идет от обугливания на уровне поверхности и растрескивания ламинатного материала до разрывов лезвия или полного расслоения клея, удерживающего лезвие вместе. Чаще всего можно наблюдать удары молнии на концах лезвий, особенно в дождливую погоду из-за встроенной медной проводки. Наиболее распространенный метод противодействия, особенно для лопаток из непроводящих материалов, таких как стеклопластик и углепластик, заключается в добавлении «разрядников» молнии, которые представляют собой металлические провода, которые заземляют лезвие, полностью минуя лезвия и редуктор.

Переработка лезвий

Всемирный совет по ветроэнергетике (GWEC) предсказал , что энергия ветра будет поставлять 28,5% мировую энергию 2030 г. Это требует более нового и больший парка более эффективных турбин и соответствующий вывода из эксплуатации старых. Согласно исследованию Европейской ассоциации ветроэнергетики , в 2010 году на производство лопастей было израсходовано от 110 до 140 килотонн композитов. Большая часть материала лезвия попадает в отходы и требует вторичной переработки. По состоянию на 2020 год большинство использованных лезвий хранятся или отправляются на свалки, а не перерабатываются. Обычно полимеры, армированные стекловолокном (GFRP), составляют около 70% ламината в лезвии. Стеклопластики препятствуют сжиганию и не горючи. Поэтому обычные методы утилизации не подходят. В зависимости от того, можно ли восстановить отдельные волокна, переработка стеклопластика включает:

  • Механическая переработка: этот метод не восстанавливает отдельные волокна. Первоначальные процессы включают измельчение, дробление или измельчение. Затем измельченные куски разделяют на фракции, богатые волокном и смолой. Эти фракции в конечном итоге включаются в новые композиты в качестве наполнителей или усилителей.
  • Химическая обработка / пиролиз : при термическом разложении композитов восстанавливаются отдельные волокна. Для пиролиза материал нагревают до 500 ° C в среде без кислорода, что приводит к его распаду на органические вещества с меньшим весом и газообразные продукты. Стекловолокно обычно теряет 50% своей прочности и может быть переработано для армирования волокном в красках или бетоне. Это может привести к извлечению примерно до 19 МДж / кг при относительно высоких затратах. Требуется аналогичная механическая предварительная обработка.
  • Прямая структурная переработка композитов: общая идея состоит в том, чтобы повторно использовать композит как есть, что может быть достигнуто, особенно в более крупных композитных материалах, путем разделения его на части, которые можно использовать в других приложениях как есть, без изменения химических свойств композитного компонента. .

Start-up Global Fiberglass Solutions заявила, что у нее есть метод переработки лезвий в гранулы и древесноволокнистые плиты, которые будут использоваться для полов и стен. Компания начала производить образцы на заводе в Свитуотере, штат Техас.

Башня

Рост

Скорость ветра увеличивается на больших высотах из-за аэродинамического сопротивления поверхности (земной или водной поверхностью) и вязкости воздуха. Изменение скорости с высотой, называемое сдвигом ветра , наиболее заметно у поверхности. Обычно изменение следует закону мощности профиля ветра , который предсказывает, что скорость ветра возрастает пропорционально корню седьмой степени из высоты. Таким образом, удвоение высоты турбины увеличивает ожидаемую скорость ветра на 10% и ожидаемую мощность на 34%. Чтобы избежать коробления , удвоение высоты башни обычно требует удвоения диаметра башни, что увеличивает количество материала как минимум в четыре раза.

Ночью или когда атмосфера становится стабильной, скорость ветра у земли обычно спадает, тогда как на высоте ступицы турбины она не уменьшается так сильно или даже может увеличиваться. В результате скорость ветра выше, и турбина будет производить больше мощности, чем ожидалось по закону мощности 1/7: удвоение высоты может увеличить скорость ветра на 20–60%. Стабильная атмосфера возникает из-за радиационного охлаждения поверхности и является обычным явлением в умеренном климате: это обычно происходит при (частично) ясном ночном небе. Когда (на большой высоте) ветер сильный (скорость ветра на 10 метров выше, чем примерно 6-7 м / с), стабильная атмосфера нарушается из-за турбулентности трения, и атмосфера становится нейтральной. Дневная атмосфера либо нейтральна (нет чистой радиации; обычно с сильными ветрами и сильными облачностями), либо нестабильна (поднимающийся воздух из-за нагрева почвы - солнцем). Степенный закон 1/7 хорошо аппроксимирует профиль ветра. Ветровая мощность Индианы была оценена как 30 000 МВт, но за счет увеличения ожидаемой высоты турбины с 50 м до 70 м ветровая мощность увеличилась до 40 000 МВт и может быть вдвое больше, чем на 100 м.

Для HAWT высота башни примерно в два-три раза превышает длину лопасти, уравновешивая материальные затраты на башню и лучшее использование более дорогих активных компонентов.

Секции в башне ветровой турбины, транспортируемые в балкера корабля

Ограничения по дороге затрудняют транспортировку вышек диаметром более 4,3 м. Шведские анализы показали, что нижняя часть крыла должна находиться не менее чем на 30 м над верхушками деревьев. Турбина мощностью 3 МВт может увеличить выработку с 5 000 МВт до 7 700 МВт в год за счет увеличения с 80 до 125 метров. Профиль башни, состоящий из соединенных оболочек, а не цилиндров, может иметь больший диаметр и при этом быть транспортабельным. A 100 м прототип башня с TC болтами 18 мм «» дощечки раковины на ветротурбины испытательном центре Høvsøre в Дании была сертифицирована Det Norske Veritas , с Siemens гондолы. Элементы оболочки могут транспортироваться в стандартных морских контейнерах длиной 12 м .

По состоянию на 2003 год в типичных современных ветряных установках использовались башни длиной 65 метров (213 футов). Высота обычно ограничена наличием кранов . Это привело к предложениям о «частично самовонтирующихся ветряных турбинах», которые для данного доступного крана позволяют устанавливать более высокие башни, которые позволяют размещать турбину при более сильных и устойчивых ветрах, и «самовонтирующихся ветряных турбинах», которые могут быть установлены без кранов.

Материалы

В настоящее время большинство ветряных турбин опираются на конические трубчатые стальные башни. Эти башни составляют от 30% до 65% веса турбины и, следовательно, составляют значительную часть транспортных расходов. Использование более легких материалов башни может снизить общие затраты на транспортировку и строительство при сохранении устойчивости. Сталь S500 более высокого качества стоит на 20% -25% больше, чем сталь S335 (стандартная конструкционная сталь ), но для нее требуется на 30% меньше материала из-за ее повышенной прочности. Таким образом, замена опор ветряных турбин сталью S500 дает экономию в весе и стоимости.

Еще один недостаток конических стальных башен - соответствие требованиям ветряных турбин высотой более 90 метров. Бетон с высокими эксплуатационными характеристиками может увеличить высоту башни и продлить срок службы. Гибрид предварительно напряженного бетона и стали улучшает характеристики по сравнению со стандартной трубчатой ​​сталью на высоте башни 120 метров. Бетон также позволяет собирать небольшие сборные железобетонные изделия на месте. Обратной стороной бетонных башен является более высокий уровень выбросов CO.
2
выбросы при производстве бетона. Однако общее воздействие на окружающую среду должно быть положительным, если бетонные башни могут удвоить срок службы ветряной турбины.

Еще одна альтернатива - древесина : в Германии работает 100-метровая башня, на которой установлена ​​турбина мощностью 1,5 МВт. Деревянная башня имеет те же преимущества транспортировки, что и башня с сегментированным стальным корпусом, но без стали.

Подключение к сети

Подключенные к сети ветряные турбины до 1970-х годов были с фиксированной скоростью. Еще в 2003 году почти все подключенные к сети ветряные турбины работали с постоянной скоростью (синхронные генераторы) или в пределах нескольких процентов от постоянной скорости (индукционные генераторы). По состоянию на 2011 год многие турбины использовали индукционные генераторы с фиксированной скоростью (FSIG). К тому времени большинство вновь подключенных турбин были с регулируемой скоростью .

Ранние системы управления были разработаны для извлечения пиковой мощности, также называемой отслеживанием точки максимальной мощности - они пытались получить максимальную мощность от данной ветряной турбины в текущих ветровых условиях. Более современные системы в большинстве случаев намеренно потребляют меньше максимальной мощности, чтобы обеспечить другие преимущества, в том числе:

  • Вращающиеся резервы для производства большей мощности, когда это необходимо, например, когда какой-либо другой генератор отключается от сети.
  • Турбины с регулируемой скоростью могут временно производить немного больше энергии, чем поддерживают ветровые условия, сохраняя некоторую энергию в виде кинетической энергии (ускорение во время коротких порывов более быстрого ветра), а затем преобразовывая эту кинетическую энергию в электрическую энергию (замедляя). либо когда требуется больше мощности, либо для компенсации переменной скорости ветра.
  • затухание (электрических) подсинхронных резонансов в сети
  • демпфирующие (механические) резонансы башни

Генератор вырабатывает переменный ток (AC). Наиболее распространенный метод в больших современных турбинах - использование индукционного генератора с двойным питанием, напрямую подключенного к сети. Некоторые турбины приводят в действие преобразователь переменного тока в переменный, который преобразует переменный ток в постоянный ток (DC) с помощью выпрямителя, а затем обратно в переменный ток с помощью инвертора - для согласования частоты и фазы сети.

Полезный метод подключения PMSG к сети - это обратный преобразователь. В схемах управления можно добиться единичного коэффициента мощности при подключении к сети. Таким образом, ветряная турбина не потребляет реактивную мощность, что является наиболее распространенной проблемой для турбин, в которых используются асинхронные машины. Это приводит к более стабильной системе питания. Более того, при различных схемах управления турбина PMSG может обеспечивать или потреблять реактивную мощность. Таким образом, он может работать как динамическая батарея конденсаторов / катушек индуктивности, чтобы помочь в стабильности сети.

Конструкция контроллера на стороне сети

На схеме представлена ​​схема управления единичным коэффициентом мощности:

Регулировка реактивной мощности состоит из одного ПИ-регулятора , чтобы добиться работы с единичным коэффициентом мощности (т.е. Q grid = 0). I dN необходимо отрегулировать для достижения нуля в установившемся режиме (I dNref = 0).

Полная система преобразователя на стороне сети и каскадных контуров ПИ-регулятора показана на рисунке.

Строительство

По мере увеличения использования ветряных турбин увеличились и компании, которые помогают в планировании и строительстве ветряных турбин. Чаще всего детали турбин доставляются морским или железнодорожным транспортом, а затем автомобильным транспортом к месту установки. Из-за огромного размера задействованных компонентов компаниям обычно необходимо получить разрешения на транспортировку и убедиться, что выбранный маршрут грузового транспорта не содержит потенциальных препятствий, таких как путепроводы, мосты и узкие дороги. Группы, известные как «разведывательные группы», будут разведывать дорогу до года вперед, выявляя проблемные дороги, вырубая деревья и перемещая опоры электроснабжения. Лопасти турбины продолжают увеличиваться в размерах, что иногда требует совершенно новых логистических планов, поскольку ранее использовавшиеся маршруты могут не допускать установку лопастей большего размера. Специализированные автомобили, известные как прицепы Schnabel, специально разработаны для загрузки и транспортировки секций турбин: секции башни можно загружать без крана, а задняя часть прицепа является управляемой, что облегчает маневрирование. Водители должны быть специально обучены.

Фонды

Фундаменты ветряных турбин

Ветровые турбины по своей природе представляют собой очень высокие и тонкие конструкции, и это может вызвать ряд проблем при рассмотрении конструкции фундамента . Фундаменты для обычных инженерных сооружений предназначены в основном для передачи вертикальной нагрузки (собственного веса) на землю, что обычно позволяет использовать сравнительно простую конструкцию. Однако в случае ветряных турбин сила взаимодействия ветра с ротором наверху башни создает сильную тенденцию опрокидывать ветряную турбину. Этот режим нагружения вызывает приложение больших моментных нагрузок к основанию ветряной турбины. В результате при проектировании опор необходимо уделить значительное внимание тому, чтобы фундамент выдержал эту тенденцию к опрокидыванию.

Одним из наиболее распространенных оснований для морских ветряных турбин является моноблочная стальная трубчатая свая большого диаметра (от 4 до 6 метров), забиваемая на морское дно на глубину, в 5-6 раз превышающую диаметр сваи. Связность почвы и трение между сваей и почвой обеспечивают необходимую структурную опору для ветряной турбины.

В наземных турбинах наиболее распространенным типом фундамента является гравитационный фундамент, где большая масса бетона, разбросанная по большой площади, используется для противодействия нагрузкам турбины. Размер и тип ветряной турбины, ветровые условия и состояние почвы на площадке - все это определяющие факторы при проектировании фундамента. Некоторые фундаменты являются сборными .

Расходы

Liftra Blade Dragon устанавливает одинарную лопасть на ступицу ветряной турбины.

Ветряная турбина - сложная и интегрированная система. Структурные элементы составляют большую часть веса и стоимости. Все части конструкции должны быть недорогими, легкими, прочными и технологичными, выдерживать переменные нагрузки и условия окружающей среды. Турбинные системы с меньшим количеством отказов, требуют меньше обслуживания, легче и дольше служат, что снижает затраты.

Основные части турбины делятся на: башню 22%, лопатки 18%, редуктор 14%, генератор 8%.

Технические характеристики

Спецификации конструкции турбины содержат кривую мощности и гарантию готовности . Оценка ветровых ресурсов позволяет рассчитать коммерческую рентабельность. Типичный диапазон рабочих температур составляет от -20 до 40 ° C (от -4 до 104 ° F). В регионах с экстремальным климатом (например, Внутренняя Монголия или Раджастан ) требуются версии с учетом климата.

Ветровые турбины могут быть спроектированы и утверждены в соответствии со стандартами IEC 61400 .

RDS-PP (Система условных обозначений для электростанций) - это стандартизированная система, используемая во всем мире для создания структурированной иерархии компонентов ветряных турбин. Это снижает затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию турбины и используется на всех этапах создания турбины.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

  • Роберт Гаш, Йохен Твеле (ред.), Ветряные электростанции. Основы, проектирование, строительство и эксплуатация , Springer 2012 ISBN  978-3-642-22937-4 .
  • Пол Гип, изд. (2004). Энергия ветра: возобновляемые источники энергии для дома, фермы и бизнеса (второе изд.). Издательская компания Chelsea Green. ISBN 978-1-931498-14-2.
  • Эрих Хау, Ветровые турбины: основы, технологии, применение, экономика Springer, 2013 ISBN  978-3-642-27150-2 (предварительная версия в Google Книгах)
  • Зигфрид Хейер, Grid-интеграция систем преобразования энергии ветра Wiley 2006, ISBN  978-0-470-86899-7 .
  • Питер Джеймисон, Инновации в конструкции ветряных турбин . Wiley & Sons 2011, ISBN  978-0-470-69981-2
  • Дэвид Спера (редактор) Технология ветряных турбин: фундаментальные концепции в разработке ветровых турбин , второе издание (2009 г.), ASME Press, ISBN  9780791802601
  • Алоис Шаффарчик (редактор), Понимание технологии ветроэнергетики , Wiley & Sons 2014, ISBN  978-1-118-64751-6 .
  • Вэй Тонг, изд. (2010). Ветроэнергетика и проектирование ветряных турбин . WIT Нажмите. ISBN 978-1-84564-205-1.
  • Герман-Йозеф Вагнер, Йотирмай Матур, Введение в ветроэнергетические системы. Основы, технология и работа . Springer 2013, ISBN  978-3-642-32975-3 .

внешние ссылки