По данным Управления научно-технического прогресса Минэнерго РФ на сегодняшний день 22 млн. человек, проживающих на более 2/3 территории Российской Федерации не обеспечены системой централизованного энергоснабжения. Одним из способов реального повышения надежности в обеспечение энергией данных людей является использование энергии ветра. Наибольший потенциал в России для использования ветровой энергии имеют районы Крайнего Севера и Дальнего Востока.
В ФГУП НИИЭМ, г. Истра Московской обл. были проведены работы по разработке, проектированию, изготовлению и испытанию автономной ветро-дизельной электрической установки ВДЭУ-10. Основным механизмом данной установки является ветроэлектрический агрегат ВТН8-10 с синхронным магнитоэлектрическим генератором.
Испытания данных установок, проводимые 2 года, позволили обеспечить энергоснабжение реальных потребителей. Испытания проводились на Истринском ветрополигоне ВИЭСХ, а в последующем на берегу Финского залива.
Испытания дали потрясающие результаты, поэтому основные механизмы ВДЭУ-10 были запатентованы.
ВДЭУ-10 состоит из ветроагрегата ВТН8-10 и контейнера МК. В контейнере МК функционируют: дизельный агрегат АД8С-Т400-1В, аккумулятор АБ-220 (18 аккумуляторов 6СТ-190), агрегат питания АП-10У, система пожарной сигнализации, система освещения и обогрева.
Процесс работы ветро-дизельной установки осуществляется в следующей последовательности:
- вырабатываемая ветроагрегатом энергия, подается на коммутатор и выпрямительное устройство, которое осуществляет заряд аккумулятора, а так же питание инвертора,
- инвертор образует трехфазное напряжение 230–400 В частотой 50 Гц,
- напряжение поступает на распредустройство по пути проходя через блок переключения фидеров,
- электричество распределяется между потребителями.
В случае снижения скорости ветра или в час пик нехватка мощности компенсируется за счет аккумулятора. Если же заряда аккумулятора становится недостаточно, то при уровне батареи 170 В, специальный датчик включает блок автоматики и запускает дизельный агрегат, при зарядке аккумуляторной батареи до уровня 270 В, дизельный агрегат автоматически отключается.
ВТН8-10 имеет простую конструкцию, ветроколесо имеет две лопасти из клееной древесины со специальным покрытием, позволяющем при скорости ветра 4 м/с на холостом ходу уверенно разгонятся, остановка лопастей происходит при скорости ветра менее 2,5 мс.
Ветроагрегат имеет массу 1 200 кг, высоту 9,75 м, электрооборудование ВДЭУ-10 может быть установлено на расстоянии от 50 до 200 м от самого ветроагрегатора. Мощность 10 кВт достигается при условии достижения скорости ветра 10 м/с. Предельная годовая выработка энергии – 18 870 кВт/ч достигается при условии среднегодовой скорости ветра 5м/с.
Вследствие расхождения временных интервалов производства и потребления энергии не представляется возможным использовать всю энергию, которую ветроагрегат способен выработать, поскольку при низкой потребительской нагрузке, когда аккумулятор не требует зарядки (270 В), происходит переход ветроагрегатора в режим холостого хода. В настоящее время проводятся исследования и разработки направленные на использование максимальной возможной выработки энергии ветроагрегатом.
На сегодняшний день имеется возможность серийного производства данного агрегата. Имеется возможность подключения нескольких ветроагрегаторов ВТН8-10 к одному инвертору.