Щогла – дуже важливий елемент конструкції вітрогенератора. Від правильного вибору типу опори, її висоти залежить як продуктивність всієї вітроустановки, так і власна безпека при експлуатації.
Зміст:
- Розрахунок висоти опори
- Типи опор
- Фундамент
- Для промислових генераторів
- Для вертикальних вітряних установок
Вибір типу щогли для вітрогенератора безпосередньо залежить від того, який вітряк повинен бути встановлений. Важливо враховувати особливості місцевості, де планується установка вітряка, а так само питання технічного обслуговування силової установки в подальшому.
до змісту ?
Розрахунок висоти опори
Безсумнівно, висота установки вітряка дуже важлива, важливо розрахувати мінімальну, на яку потрібно буде підняти генератор, щоб він видавав номінальна напруга. За допомогою кліматичних спостережень, а саме вимірюванням сили вітру на різних висотах від поверхні землі, встановлено, що від нижнього краю лопатей до верхівок дерев, дахів будинків та інших перешкод повинно бути 10 метрів або більше. Тут сила вітру буде оптимальною, незалежно від місцевості.
Також щоглу вітрогенератора необхідно встановлювати на відстані 150 м від будівель або деревних насаджень. Виходячи з вищевикладеного, можна легко розрахувати необхідну висоту щогли вітряка. Наприклад, на ділянці знаходяться 12-метрові деревні насадження, значить, нижня лопать генератора повинна знаходитися над землею на висоті 22 метри. До цієї цифри потрібно додати довжину лопаті і отримаємо висоту щогли.
Так для вітряків з діаметром 6 м довжина лопаті складе 3 метри, а висота щогли повинна бути не менше 25 метрів. Розташовувати генератор нижче 25 метрів від поверхні землі недоцільно, оскільки сила вітру буде недостатньою для того, щоб вітряк виробляв необхідну кількість енергії. Іншою мовою — це нераціональне використання коштів, виділених на такий проект.
до змісту ?
Типи опор
Другим основним питанням є тип опори, на яку буде встановлено вітряк. Є чотири основних види опор, які користуються найбільшим попитом:
- растяжная;
- конічна;
- зварна;
- гідравлічна.
Розтяжні щогли використовуються для розміщення малопотужних вітряків, і мають висоту до 20 метрів. Позитивні сторони такої конструкції — це її відносна дешевизна і простота установки.
У вартість щогли входять витрати на зварювальні роботи для її виготовлення, монтаж і самі матеріали: сталеві труби, троси, кріпильні елементи, бетон для фундаменту. Встановлюється така конструкція, як правило, з допомогою лебідки.
Мінусом растяжной опори є те, що на неї не можна підніматися, а, отже, для обслуговування генератора кожен раз доведеться опускати і піднімати всю опору.
Ще один недолік — це велика площа, зайнята растяжными тросами. Але якщо місце дозволяє, то краще встановити таку щоглу, оскільки вартість її буде на порядок нижче інших варіантів.
до змісту ?
Фундамент
Будь-яка щогла для вітрогенератора являє собою масивну конструкцію, яка повинна мати дуже міцний фундамент. У випадку з растяжной щоглою, потрібно також заливка фундаменту для кріплення розтяжок. Очевидно, що чим вище і масивніше щогла, тим міцніше повинен бути фундамент.
Спочатку необхідно вибрати місце для опори з урахуванням вітрів і наявності перешкод. Для фундаменту потрібно площу приблизно 2х2 метри. Роботи з заливки фундаменту починаються з підготовки котловану, його глибина має становити близько 70 див. На дно котловану укладають шар щебеню товщиною до 20 см, утрамбовується, а на нього шар піску такої ж товщини.
На утрамбований пісок встановлюється основа щогли так, щоб вона височіла над поверхнею землі на 15 см і заливається бетоном марки М-400. Товщина шару бетону повинна становити до 40 див. 12 годин потому таким же заливається бетоном частина котловану. Встановлювати опору можна через місяць — після паузи для відстою бетону.
до змісту ?
Для промислових генераторів
Промислові вітрогенератори, як правило, використовуються великими енергетичними корпораціями. Такі установки об’єднують у мережі, які утворюють вітрові електростанції.
Щогла для промислового вітряка являє собою капітальне спорудження, що має надійний фундамент. У підстави встановлений силовий шафу, що включає силові контактори і ланцюга керування. Сама вежа порожня всередині, в ній розташовані сходи і силові кабелі, що йдуть від генератора до силового шафі.
На самому верху опори розташований поворотний механізм, до якого безпосередньо кріпиться гондола вітрогенератора, що включає в себе сам генератор, трансмісію і гальмівну систему.
до змісту ?
Для вертикальних вітряних установок
Вертикальні вітрогенератори мають суттєві конструктивні відмінності порівняно з традиційними горизонтальними. Опори для таких вітрогенераторів також мають особливості.
Для цих установок не потрібні високі опори і великі відкриті простори. Щогла для вертикального вітрогенератора являє собою легку розбірну металеву конструкцію висотою 3,5-6 м, яка може бути встановлена на даху будь-якого будинку.
