Жел қондырғысының қуаттылығын және п.ә.к есебі

Жел электрстансасының энергетикалық көрсеткіштерінің есептік зерттеу алгоритмі

Жел энергиясының қуатын пайдалануда, жел қондырғысының жұмыс тәртібі оның қалақша қимасынан ағып өтетін жел жылдамдығына оның бағытына және желдің тұрақты еместігімен бейімделген болуы қажет.

Ауданы – А, жылдамдығы – болатын көлденең қима арқылы өтетін ауның массасы – деп белгілейік. Сонда:

( 14.13)

мұндағы – ауа тығыздығы, кг/м³.

Желдің кинетикалық энергиясы тең, жоғарыдағы формуладағы шамасының мәндерін қоя отырып, келесі өрнекті аламыз:

(14.14)

Жел генераторының қуаты – жел күшінің оның жылдамдығына – көбейту арқылы анықталады. Еркін пішінді денеге күш әсер етеді, мұндағы – аэродинамикалық коэффициент; – мидельдік қиманың ауданы.

Желдөңгелек қалақшаларының бетінің жылдамдығын деп белгілейік. Сонда келе жатқан желдің салыстырмалы жылдамдығы ал күштің шамасы тең болады.

Осыдан қуаттың шамасы:

(14.15)

болады.

Қима ауданы -ға тең болатын, қозғалмалы жазықтықпен өзгеретін жұмыстың, көлденең қимасының ауданы сол жазықтық қимасы ауданына тең болатын, жел ағынының энергиясына қатынасы, желді пайдалану коэффициентінің мәнін анықтайды:

( 14.16)

Бұл жағдайда қуаттың шамасы:

(14.17)

- арқылы жердөңгелегінің диаметрін белгілейік. Ауа үшін температура шамасы және қысымы Па болған кезде желқозғалтқышының қуаты, кВт:

(14.18)

Желдөңгелегінің диаметрі, м:

. (14.19)

шамасының өзге мәндері мен қуаты үшін:

(14.20)

Осыған сәйкес, желдөңгелегінің диаметрі

(14.21)

Берілген қуатты дамыту керек болатын желдөңгелегінің жылдамдығын 8.....14 м/с тең деп қабылдау керек. Желқозғалтқышының тезжүргіштігі: , мұндағы n – желгенераторының айналым жиілігі; - желгенераторының радиусы.

Жергілікті орынның орналасуын анықтау үшін желқондырғысының орташа жылдамдығы салыстырмалы түрде тұрақты болғандықтан, оның қуатын жоғарылатуға болады, ол үшін жел ағыны өтетін қиманың ауданын жоғарылату керек.

Төменгі кестеде ЖЭС энергетикалық көрсеткіштерінің есептік алгоритмінің нәтежиесі көрсетілген.

(14.22)

Ауа үшін температура шамасы және қысымы Па

Бақылау сұрақтар:

1. Қазақстан аумағын желэнергетикалық ресурстармен аудандастырудың негізі неде?
2. Жер бетінде желдің пайда болу табиғаты неде?
3. Солтүстік және оңтүстікте ауа ағындары пайда болады оны қалай атайды?
4. Желдің лездік жылдамдығы неге әсер етеді?
5. Желдің орташа жылдамдығы қалай анықталады?
6. Жұмыс тәртіптері бойынша желгенераторларын классификацияла?