Российские ученые смогли повысить КПД ветровых электростанций до 40% благодаря новому алгоритму
Москва, 17 апр - ИА Neftegaz.RU. Российские ученые разработали алгоритм, который позволяет повысить коэффициент полезного действия (КПД) ветровых электростанций, что может значительно повысить рентабельность ветровых установок.
Об этом сообщила пресс-служба проекта 5-100 со ссылкой на статью в научном журнале IEEE Transactions on Power Electronics.
Новый алгоритм позволяет снизить колебания токов статора и ротора, которые вызываются падением напряжения.
Они могут быть значительно уменьшены, но при этом останутся в заданных пределах безопасности.
При этом внедрение нового ПО не требует замены контроллеров.
Разработчики программы полагают, что благодаря этому ветроэнергетика станет рентабельной для тех регионов мира, где ветры дуют непостоянно или с малой силой.
Один из авторов исследования, профессор Южно-Уральского государственного университета в Челябинске Е. Соломин, отметил, что для совершенствования работы ветровых установок, помимо разработки нового ПО также важно совершенствовать устройство самих турбин и различных электрических компонентов энергоустановок.
Обычно ветряные станции ставят только там, где постоянно дуют ветра, потому как в остальных регионах установка будет стоить больше, чем станция позволит сэкономить.
Ветер - один из самых чистых источников энергии, однако станции необходимо модернизировать, разрабатывать новые решения, чтобы технология была также экономически выгодной. Выгоднее, чем, например, ТЭС.
Одна из самых актуальных проблем ветряных установок - низкая стойкость к резким скачкам и просадкам в напряжении и силе тока.
Дело в том, что турбина ветряков устроена таким образом, что она может реагировать на резкие изменения в скорости ветра, при необходимости ускоряя свое движение или замедляя его, а для этого ее ротор и статор собраны так, что они постоянно нуждаются в притоке электричества из электросети.
Из-за резких просадок в напряжении работа турбины нарушается, иногда она даже останавливается, в результате чего КПД ветряка падает.
Инженеры придумали встраивать в ротор шунтирующие вентили, которые сглаживают подобные скачки напряжений и силы тока.
Однако это в итоге усложняет производство, а значит, повышает стоимость электроэнергии ветра.
Эффективность тоже падает.
Российские ученые смогли найти решение проблемы в программном обеспечении.
Они предложили менять напряжение, которое поступает в другой важный ее компонент, статор.
Эти манипуляции можно проводить программным путем, не меняя конструкцию турбин.
Первые тесты показали, что алгоритм повышает КПД экспериментального лабораторного ветряка мощностью в 5,5 киловатт на 15-40%.
Аналогичных результатов ученые добились, создав компьютерную модель промышленной ветровой турбины мощностью в 1,6 МВт.
Это исследование поможет сделать ветровую энергетику более выгодной, а также позволит ей стать экономически рентабельной на территории России и других регионов мира, где ветра относительно слабы или дуют непостоянно.