Что собой представляет ВЭУ? ВЭУ – это ветроэнергетическая установка, которая является комплексом взаимосвязанного между собой оборудования, предназначение которого заключается в преобразовании энергии ветра в другие разновидности энергий. Почти что главной частью ВЭУ является ветроагрегат – состоит данное устройство из системы передачи ветровой мощности и ветродвигателя. В свою очередь ветродвигатель является механизмом, который кинетическую энергию ветра превращает в механическую энергию рабочего воздействия [1]. Для каждой территории проектируют свой ветродвигатель, для каждой ветроэнергетической установки – свой ветроагрегат, именно поэтому существует классификация ВЭУ по ряду признаков (табл. 1).
На рисунке представлена конструктивная схема ветроагрегата (рис. 1). Промышленные образцы ВЭУ, вырабатывающие гигантские объемы энергии, имеют в основе своей одинаковую конструкцию. Кроме перечисленного на рисунке, горизонтальные ветрогенераторы оборудуются часто устройствами защиты от сильного шквального ветра, который нередко создает скачки напряжения, в итоге выводя из строя крыльчатку [2].
Несмотря на то что на сегодняшний день существует огромное многообразие теоретических выкладок, практически реализованных схем ВЭУ, современные ветроагрегаты делятся независимо от мощности по способу установки на пропеллерные горизонтально-осевые и ортогональные вертикально-осевые ветродвигатели, поскольку только эти два вида обладают достаточной эффективностью, а также имеют высокие технико-экономические показатели [3]. Однако есть несколько недостатков у обоих систем: у пропеллерных горизонтально-осевых двигателей существует необходимость ориентации на ветер, а вот ортогональные вертикально-осевые двигатели сохранили за собой ряд преимуществ:
– не зависят от направления движения воздушного потока – конструкция вертикального ветряка способна улавливать ветер под любыми углами атаки ветра;
– обладают вертикальным валом, позволяющим размещать электромеханическое оборудование у основания ВЭУ, что снижает требования к прочности и жесткости опоры;