Тазик или двойной тариф: как избежать отключений горячей воды
Старт отключений горячей воды в Москве и Подмосковье в этом сезоне перенесли на две недели из-за резкого похолодания, однако жителям все равно не избежать этой участи – мытья в тазиках. С 22 мая горячее водоснабжение в московском регионе начали отключать, а значит, нам предстоит кипятить воду в кастрюлях и чайниках. Насколько необходима эта мера, можно ли сократить сроки отключений или даже избавиться от них полностью, выяснял корреспондент РИАМО.
Неизбежные мучения
В Москве несколько лет назад сроки отключений горячей воды сократили до 10 дней, а в домах, где недавно заменили трубы, горячую воду не отключают вовсе, в Подмосковье же люди по-прежнему живут без горячей воды по две недели. Власти столицы обещали еще сократить сроки профилактических отключений, однако этого пока не произошло.
Во времена СССР наши граждане страдали еще больше – профилактика могла длиться целый месяц и дольше.
На Западе такого явления нет в принципе, поскольку система отопления там работает по-другому. В США отсутствует система центрального горячего водоснабжения, в каждом доме есть собственная бойлерная, так что массово отключать горячую воду не требуется. В Европе отключения проводятся редко и лишь на несколько часов, причем решение об этом принимают сами жильцы в исключительных случаях, например, из-за аварии.
Во многих западных странах используется закрытая система горячего водоснабжения: вода циркулирует в одном закрытом контуре по кругу и используется для подогрева холодной воды, которая подается из центральных коммуникаций. То есть в дома поступает холодная вода — и уже в индивидуальных бойлерных она становится горячей.
В России, наоборот, горячая вода нагревается в котельных и подается в дома уже горячей. Соответственно, при таком подходе нагрузка на коммуникации существенно больше.
Второй важный фактор – российский климат: все-таки наши зимы суровее и дольше, чем в большинстве западных стран. Холода становятся настоящим испытанием для отечественных систем коммуникаций. Кроме того, коммуникации в России в целом довольно сильно изношены: часто на трубах нарушена теплоизоляция, они повреждены коррозией из-за длительного срока эксплуатации и примесей в воде.
Своевременная профилактика в летнее время позволяет сократить риски прорыва теплотрасс и других аварийных ситуаций в отопительный сезон, которые могут оставить жителей без тепла, объясняют энергетики.
Во время профилактических отключений рабочие проводят эксплуатационные испытания, проверяют на прочность трубопроводы и арматуру, ищут разрывы и протечки в сварных швах и других соединениях, а также оценивают степень старения трубопроводов. После этого коммуникации ремонтируют и исправляют найденные изъяны.
Не хочешь мучиться – плати
Неужели современные технологии не позволяют уйти от практики летних отключений воды хотя бы в Москве? Эксперты считают эту перспективу практически нереализуемой.
«Полностью уйти от отключения горячей воды в городе вряд ли возможно. Котельному и водопроводному оборудованию, как и любому другому, необходима профилактика. Если ее не проводить – со временем техника просто выйдет из строя», – считает директор Научно-исследовательского института (НИИ) экологии человека Юрий Рахманин.
Впрочем, по мнению президента НП «Российское теплоснабжение» Виктора Семенова, выходом из ситуации в столице могла бы стать замена старых водопроводных труб на новые, которые не нужно проверять каждый год. Но за это придется платить самим потребителям, что их вряд ли обрадует.
По его мнению, при резком росте тарифов многие просто откажутся от централизованной подачи горячей воды в пользу квартирных водонагревателей.
Уйти от двух недель
Если взять за аксиому, что полностью избежать летних отключений горячей воды невозможно, встает другой вопрос – как сократить этот срок до минимума. Очевидно, что у одних домов коммуникации изношены меньше, чем у других, а значит, работы там можно провести быстрее.
«Две недели профилактических отключений воды нередко бывают лишними, однако к коммунальному хозяйству в целом у нас относятся довольно бесхозяйственно. Ведь как у нас дороги ремонтируют? Кусок огородят, и он в таком виде находится долгое время, доставляя массу неудобств, хотя работы можно было бы провести за несколько дней», – рассуждает Рахманин.
По словам специалиста, профилактические отключения проводятся по графику, и коммунальщикам дается время с запасом. Эксперт отмечает, что длительное отключение воды оправдано на крупных магистралях, где физически невозможно провести профилактику быстро. Но в случаях с отдельными домами от этого можно было бы уйти.
С тем, что энергокомпаниям выгодно затягивать сроки отключений горячей воды, согласен Виктор Семенов. По его словам, в некоторых домах нескольких дней профилактики вполне достаточно, но работы там длятся так же, как и везде.
«Горячее водоснабжение летом — вещь убыточная, двухнедельная профилактика может быть в некотором роде выгодна», – отметил эксперт. Если бы прибыль энергетиков зависела от того, как быстро они проведут работы, сроки отключений сократились бы, считает он.
Оплата потребления холодной горячей воды осуществляется в соответствии с показаниями индивидуальных приборов учета, установленных в квартирах.
Согласно информации портала правительства Москвы, чтобы счетчик горячей воды в период профилактического отключения не «накручивал» лишние кубометры, жильцам рекомендуется на это время перекрыть ее и пользоваться только холодной водой, тем более, что она дешевле. Часто управляющие компании на период отключений сами закрывают внутридомовые задвижки, но дополнительная предусмотрительность не помешает.
Увидели ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите “Ctrl+Enter”
Водный дисбаланс: зачем в Москве каждый год отключают горячую воду
Самыми большими счастливчиками среди жителей Москвы в мае и июне можно считать владельцев водонагревателей. Профилактические работы по традиции вынуждают жителей столицы терпеливо кипятить воду в чайниках, идти в баню или фитнес-клуб только для того, чтобы помыться. И хотя плановые отключения длятся не более десяти дней, этот короткий период всегда сопровождается очевидным бытовым неудобством. «МИР 24» объясняет, зачем в Москве отключают горячую воду и когда это прекратится.
В этом году «Московская объединенная энергетическая компания» изменила график отключения горячей воды в связи с предстоящим Чемпионатом мира по футболу. Профилактические работы не завершатся раньше, чем начнется мундиаль, но и не помешают проводить мировое первенство. В МОЭК заявили, что учли при составлении графика отключений все спортивные объекты, а также места размещения болельщиков.
Зачем отключать горячую воду?
Отключение горячей воды необходимо, чтобы подготовить город к отопительному сезону. Профилактические и капитальные ремонтные работы во время отключений проводятся на районных тепловых станциях и центральных тепловых пунктах.
Проверить и отремонтировать коммуникационные системы без полного прекращения подачи горячей воды, к сожалению, невозможно.
В коммунальных системах, как и в любых других, для качественного функционирования время от времени нужно проводить диагностику и ремонт.
Эти работы также предполагают диагностику магистральных и разводящих сетей общей протяженностью свыше 15 тысяч километров, перекладку трубопроводов на более экономичные и современные аналоги.
Десять дней! Почему так долго?
В МОЭК полагают, что этот период времени вполне обоснован и позволяет заменить изношенные трубы, которые неизбежно портятся зимой от холода, а также проверить все краны, задвижки и измерительные приборы. Ранее профилактические работы требовали гораздо больше времени. В 2011 году, к примеру, воду отключали не меньше, чем на две недели, а восемь-десять лет назад – на 21 день. Развитие технологий позволило сократить срок отключения до десяти дней. Более того, в этом году столичные власти обрадовали жителей города тем, что продолжат сокращать срок отключения горячей воды.
Если робототехнику научат проверять состояние труб, то профилактика будет занимать всего лишь два-три дня.
Ремонтно-профилактические работы в этом году коснутся свыше 70 тысяч зданий, в их числе примерно 33 тысячи жилых домов. Подготовка к следующему отопительному периоду завершится до 25 августа.
Вообще программа развития теплоснабжения Москвы рассчитана до 2020 года. В 2021 году массовых летних отключений горячей воды в российской столице, как уверяют власти, уже не будет. Горячую воду будут отключать максимум на три дня, да и то не во всех районах.
Новостройкам повезло больше?
Не совсем. Отключения не коснутся домов, которые построят по программе реновации жилого фонда. Об этом в августе прошлого года рассказал мэр Москвы Сергей Собянин. «Но новые дома когда-нибудь станут старыми, и потребность в отключении горячей воды, хотя бы ненадолго, появится», – добавил глава столицы.
Однако это вовсе не означает, что только жители новостроек смогут избежать отключений.
Необходимость профилактики зависит от возраста не домов, а труб, которые пролегают под землей.
Так, если вы живете в доме, построенном в позапрошлом веке, и знаете, что в нем недавно проводили капитальный ремонт подземных коммуникаций, скорее всего, необходимости отключать вам горячую воду у коммунальщиков не возникнет.
Узнать сроки отключения по конкретным адресам можно в специальном разделе на сайте столичной мэрии или на информационном портале МОЭК. Имейте в виду, что не позднее, чем за десять дней до отключения энергетики могут внести изменения в график, в том числе перенести отключение с текущего месяца на следующий. Поэтому рекомендуем ознакомиться с графиком повторно ближе к предполагаемому дню «икс».
Ну ладно. Хоть сэкономить на этом можно?
Можно, хотя коммунальщики вам вряд ли об этом скажут. Если в вашей квартире установлены счетчики, перекройте стояк горячей воды на весь период отключения. Иначе холодная вода, которая течет из «красного» крана, будет тарифицироваться как горячая.
Это только у нас так?
Конечно, нет. В некоторых странах Евросоюза в домах с центральным горячим водоснабжением горячую воду отключают каждый год, но на небольшой срок. Так, в Риге отключение может длиться от нескольких часов до двух-четырех дней, в Таллине – один или два дня. В Праге горячую воду могут отключить на две недели, а в Хельсинки горячую воду перестают подавать лишь при аварии на тепломагистралях.
Среди стран СНГ самое продолжительное плановое отключение горячей воды у Молдавии. Там ее отключают на месяц – с июля по август.
Однако жители страны не особо переживают по этому поводу, так как из-за высокой стоимости централизованного горячего водоснабжения им проще отказаться от него в пользу индивидуальных приборов нагрева воды и отопления.
На Украине плановые отключения происходят с апреля по август ежегодно, длятся в среднем две недели и касаются не только жилых домов, но и детских садов, школ, медицинских учреждений. Подобная ситуация и в Беларуси. Хотя в некоторых районах Минска срок отключения сократили, и он составляет 10-12 дней.
Однако в большинстве стран мира не существует практики профилактического отключения горячей воды, поскольку у них нет систем централизованного горячего водоснабжения. Холодную воду просто подогревают личными бойлерами в квартирах или при помощи общего домового отопления.
В России собираются сократить летнее отключение горячей воды
Планируется, что срок отключения будет составлять всего три дня
Читать все комментарии
Войдите, чтобы добавить в закладки
Сроки отключения горячей воды в России могут сократить до трех дней, заявил заместитель министра строительства и ЖКХ Андрей Чибис, пишет «Коммерсантъ». Ожидается, что законодательно новые сроки закрепят примерно через год.
— Уже в рамках эксперимента удалось по ряду крупных участков нескольких городов сократить отключение горячей воды до трех дней. Мы еще годик поупражняемся в большем количестве городов, а потом планируем нормативно закрепить новые сроки отключения горячей воды,— рассказал господин Чибис.
По закону длительность подобных ограничений должна быть не больше двух недель. Но зачастую ремонтники затягивают сроки. Если это произошло, потребители вправе подать жалобу и даже потребовать компенсацию за доставленные неудобства. Отключение горячей воды нужно для профилактики и капитального ремонта систем теплоснабжения.
Если вы хотите, чтобы ваши сообщения публиковались на «МОЁ! Online» без предварительной модерации, пожалуйста, зарегистрируйтесь или войдите
= 1 комментарий в режиме инкогнито
Использование режима инкогнито не даёт права нарушать правила общения на сайте!
- Новости
- Народные новости
- Видео
- Происшествия
- Авто
- Интервью
- Мнения
Сетевое издание «МОЁ! Online»
(перевод – «МОЁ! Прямая линия»)
Сетевое издание, зарегистрировано 30.12.2014 г. Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)
Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС77-60431 от 30.12.2014 г.
Учредитель: ООО «Издательский дом «Свободная пресса»
Главный редактор редакции «МОЁ!»-«МОЁ! Online» — Ирина Викторовна Булгакова
Редактор отдела новостей «МОЁ! Online» — Полина Александровна Листопад
Адрес редакции: 394049 г. Воронеж, ул. Л.Рябцевой, 54
Телефоны редакции: (473) 267-94-00, 264-93-98
Мнения авторов статей, опубликованных на портале «МОЁ! Online», материалов, размещённых в разделах «Мнения», «Народные новости», а также комментариев пользователей к материалам сайта могут не совпадать с позицией редакции газеты «МОЁ!» и портала «МОЁ! Online».
Есть интересная новость?
Звоните: (473) 267-94-00, 264-93-98. Пишите: web@kpv.ru, moe@kpv.ru
По вопросам размещения рекламы на сайте обращайтесь:
или по телефону в Воронеже: (473) 267-94-13, 267-94-11, 267-94-08, 267-94-07, 267-94-06, 267-94-05
Подписка на новости: RSS
«МОЁ! Online» в сети:
Наш партнёр:
Альянс руководителей
региональных СМИ России
Данные погоды предоставляются сервисом
Все права защищены ООО ИД «СВОБОДНАЯ ПРЕССА» 2007–2021. Любые материалы, размещенные на портале «МОЁ! Online» сотрудниками редакции, нештатными авторами и читателями, являются объектами авторского права. Права ООО ИД «СВОБОДНАЯ ПРЕССА» на указанные материалы охраняются законодательством о правах на результаты интеллектуальной деятельности. Полное или частичное использование материалов, размещенных на портале «МОЁ! Online», допускается только с письменного согласия редакции с указанием ссылки на источник. Все вопросы можно задать по адресу web@kpv.ru. В рубрике «От первого лица» публикуются сообщения в рамках контрактов об информационном сотрудничестве между редакцией «МОЁ! Online» и органами власти. Материалы рубрик «Новости партнёров» и «Будь в курсе» публикуются в рамках договоров (соглашений, контрактов) об информационном сотрудничестве и (или) размещаются на правах рекламы. Партнёрский материал — это статья, подготовленная редакцией совместно с партнёром-рекламодателем, который заинтересован в теме материала, участвует в его создании и оплачивает размещение.
В России запрещена деятельность организаций: «Национал-большевистская партия», «Свидетели Иеговы», «Армия воли народа», «Русский общенациональный союз», «Движение против нелегальной иммиграции», «Правый сектор», УНА-УНСО, УПА, «Тризуб им. Степана Бандеры», «Мизантропик дивижн», «Меджлис крымско-татарского народа», движение «Артподготовка», общероссийская политическая партия «Воля»; «Движение Талибан», «Имарат Кавказ», «Исламское государство» (ИГ, ИГИЛ), Джебхад-ан-Нусра, «АУМ Синрике», «Братья-мусульмане», ФБК – «ФОНД БОРЬБЫ С КОРРУПЦИЕЙ» (является иностранным агентом), «Аль-Каида в странах исламского Магриба».
Ветрогенератор: защита от сильного ветра своими руками
Обновлено: 26 ноября 2021
- Для чего нужна защита от сильного ветра?
- Возможно ли изготовление приспособления своими руками?
- Принцип действия
- Метод защиты складыванием хвоста
- Другие способы
- Схема и чертежи защиты
- Порядок расчета
- Рекомендуемые товары
Увеличение интереса пользователей к альтернативным источникам электроэнергии вполне объяснимо. Отсутствие возможностей для подключения к централизованным сетям вынуждает использовать другие методы обеспечения жилья или временных пунктов проживания электроэнергией. Доля самодельных устройств постоянно возрастает, так как приобретение промышленного образца — дело весьма затратное и всегда достаточно эффективное.
При создании ветряка следует учитывать возможность шквальных порывов ветра и принимать соответствующие меры предохранения конструкции от них.
Для чего нужна защита от сильного ветра?
Работа ветрогенератора рассчитана на определенную силу ветра. Обычно во внимание принимаются средние показатели, типичные для данного региона. Но при усилении ветрового потока до критических значений, что иногда случается в любой местности, возникает риск выхода устройства из строя, а в некоторых случаях — полного разрушения.
Промышленные образцы ветряков оборудованы защитой от подобных перегрузок либо по току (при превышении допустимого значения напряжения срабатывает электромагнитный тормоз), либо по скорости вращения (механический тормоз). Самодельные конструкции также необходимо снабжать подобными приспособлениями.
Рабочие колеса, особенно снабженные массивными большими лопастями, при больших скоростях вращения начинают действовать по принципу гироскопа и сохраняют плоскость вращения. В таких условиях хвост не может выполнять свою работу и ориентировать устройство по оси потока, что приводит к поломкам. Такое возможно даже если скорость ветра не слишком велика. Поэтому приспособление, замедляющее ход рабочего колеса, является необходимым элементом конструкции.
Возможно ли изготовление приспособления своими руками?
Изготовление приспособления вполне возможно. Мало того, это является абсолютной необходимостью. Тормозное устройство должно быть предусмотрено еще на стадии проектирования ветряка. Параметры работы приспособления необходимо как можно тщательнее рассчитать, чтобы его возможности не оказались слишком низкими по сравнению с реальными потребностями конструкции.
Прежде всего надо выбрать способ реализации тормозного устройства. Обычно для таких конструкций используются простые и безотказные механические приспособления, но могут быть созданы и электромагнитные образцы. Выбор зависит от того, какие ветра преобладают в регионе и какова конструкция самого ветряка.
Самый простой вариант — изменение направления оси ротора, производимое вручную. Для этого потребуется лишь установить шарнир, но необходимость выходить при сильном ветре на улицу — не самое лучшее решение. Кроме того, не всегда имеется возможность ручной остановки, так как в этот момент можно находиться далеко от дома.
Принцип действия
Существует несколько механических способов торможения рабочего колеса. Наиболее распространенными вариантами для горизонтальных конструкций ветряка являются:
- увод ротора от ветра при помощи боковой лопасти (остановка методом складывающегося хвоста);
- торможение ротора с помощью боковой лопасти.
Вертикальные конструкции обычно тормозятся при помощи грузов, навешанных на внешних точках лопастей. При увеличении скорости вращения они под действием центробежной силы начинают давить на лопасти, вынуждая их складываться или разворачиваться боком к ветру, отчего скорость вращения снижается.
Внимание! Такой способ торможения прост и наиболее эффективен, позволяет регулировать скорость вращения рабочего колеса, но применим только для вертикальных конструкций.
Метод защиты складыванием хвоста
Приспособление, осуществляющее увод от ветра складыванием хвоста, позволяет плавно и достаточно гибко регулировать скорость вращения ротора. Принцип действия такой системы заключается в использовании бокового рычага, установленного в горизонтальной плоскости перпендикулярно оси вращения. Вращающееся рабочее колесо и рычаг соединены жестко, а хвост прикрепляется через подпружиненное шарнирное соединение, действующее в горизонтальной плоскости.
При номинальных значениях силы ветра боковой рычаг не способен уводить ротор в сторону, так как хвост направляет его по ветру. При усилении ветра давление на боковую лопасть увеличивается и превышает усилие пружины. При этом ось ротора отворачивается от ветра, воздействие на лопасти снижается и ротор замедляется.
Другие способы
Второй способ механического торможения близок по конструкции, но боковая лопасть действует иначе — при усилении ветра начинает через специальные колодки давить на ось ротора, замедляя его вращение. При этом, ротор и хвост устанавливаются на одном валу, а шарнирное соединение с пружиной применено на боковом рычаге.
При нормальных скоростях ветра пружина удерживает рычаг перпендикулярно оси, при усилении он начинает отклоняться в сторону хвоста, прижимая к оси тормозные колодки и тормозя вращение. Такой вариант хорош при небольших размерах лопастей, поскольку усилие, прилагаемое к валу для его остановки, должно быть довольно большим. На практике этот вариант используется только при относительно невысоких скоростях ветра, при шквальных порывах метод малоэффективен.
Помимо механических приспособлений широко используются электромагнитные. При возрастании напряжения начинает срабатывать реле, притягивающее к валу тормозные колодки.
Другим вариантом, который может быть использован для защиты, является размыкание контура при возникновении слишком высокого напряжения.
Внимание! Некоторые способы осуществляют лишь защиту электрической части комплекса, не воздействуя на механические элементы конструкции. Такие методы не способны обеспечить целостность ветряка в случае внезапных шквальных ветров и могут использоваться лишь как дополнительные меры, действующие в паре с механическими приспособлениями.
Схема и чертежи защиты
Для более наглядного представления о принципе действия тормозного приспособления рассмотрим кинематическую схему.
На рисунке видно, что пружина в нормальном состоянии удерживает вращающийся узел и хвост на одной оси. Усилие, создаваемое потоком ветра, преодолевает сопротивление пружины при повышении скорости и понемногу начинает изменять направление оси ротора, давление ветра на лопасти снижается, из-за чего скорость вращения падает.
Эта схема является наиболее распространенной и эффективной. Она проста в исполнении, позволяет создать приспособление из подручных материалов. Кроме того, настройка этого тормоза проста и сводится к подбору пружины или настройке ее усилия.
Внимание! Максимальный угол поворота ротора не рекомендуется делать больше 40-45°. Большие углы способствуют полной остановке ветряка, который после этого с трудом запускается при неровных шквалистых ветрах.
Порядок расчета
Расчет тормозного устройства довольно сложен. Для него понадобятся различные данные, найти которые непросто. Неподготовленному человеку произвести такой расчет сложно, велика вероятность ошибок.
Тем не менее, если самостоятельный расчет по каким-либо причинам необходим, можно воспользоваться формулой:
P x S x V 2 = (m x g x h) x sinα, где:
- P — усилие, прилагаемое к винту потоком ветра,
- S — площадь лопастей винта,
- V — скорость ветра,
- m — масса,
- g — ускорение свободного падения (9,8),
- h — расстояние от шарнира до точки крепления пружины,
- sinα — угол наклона хвоста относительно оси вращения.
Следует учитывать, что значения, полученные при самостоятельных расчетах, требуют правильной интерпретации и полного понимания физической сути процесса, происходящего при вращении. В данном случае расчеты не будут достаточно корректными, поскольку не будут учтены тонкие эффекты, сопутствующие функционированию ветряка. Тем не менее, значения, вычисленные таким образом, смогут дать порядок величин, необходимый для изготовления устройства.
Процесс создания ветрогенератора сопровождается массой расходов и требует множества разнообразных действий, что само по себе вынуждает максимально защищать конструкцию от возможности разрушения. Если появляется заранее предвидимая опасность разрушения или выхода из строя комплекса, то пренебрегать созданием и применением защитных устройств не следует ни в коем случае.
Как устроена молниезащита ветрогенераторов (ветряков)?
Введение
Молниезащита ветряной электростанции является неотъемлемой частью, потребность в которой определяется из рисков, если речь идёт о безопасности обслуживающего персонала. Они детально описаны в ГОСТ Р МЭК 62305-2. Если риски находятся в приемлемых для человека рамках, то потребность в молниезащите ветряных электрогенераторов определяется в результате взвешивания экономических затрат. Сравниваются затраты на систему молниезащиты и материальный ущерб от потенциального удара молнии. Размеры ветроустановки определяются ее мощностью. Это может быть установка, которая устанавливается на кровле частного дома имея мощность менее 1 кВт, а может быть огромная установка, высотой до 198 метров, мощностью до 7,5 МВт, что вполне обеспечит электроэнергией небольшой городок. Таким образом обслуживание и способы защиты могут существенно отличаться. Тем не менее, ветроэлектрические установки (ВЭУ) являются высотными конструкциями, которые зачастую подвергаются прямым ударам молнии (рис.1). Грозовой разряд – это случайное явление, в отличии от рассчитанной вероятности на основе среднегодовых данных. Поэтому рассчитанный риск представляет собой всего лишь вероятностную характеристику, и соответственно, молниезащита ветряка в большинстве случаев обязательна!
Рисунок 1. Вспышка от прямого попадания молнии
В случае отсутствия системы молниезащиты ВЭУ, попадание грозового разряда может повлечь за собой повреждение систем управления, электросистемы, лопастей, а так же других механических деталей (рис.2). Следовательно, при проектировании ВЭУ необходимо тщательно рассмотреть и определить потенциальные риски и особое внимание уделить системе молниезащиты!
Рисунок 2. Последствия попадания прямого удара молнии
1. Внешняя молниезащита
1.1. Требования к внешней системе молниезащиты. Нормативно-технические документы
Молниезащита ветряного электрогенератора выполняется согласно требованиям и рекомендациям, которые определяются такими нормативами, как:
Согласно ГОСТ Р 54418.24-2013, п.6.2 для ветрогенераторов приводится 4 уровня молниезащиты, которые определяются исходя из местности, где планируется разместить ВЭУ, и максимальных параметров грозового разряда (заряд мгновенного удара, пиковый ток, время действия) с учетом уровня по ГОСТ Р МЭК 62305-1, табл.5. Важно отметить, что категория молниезащиты установки при проектировании, и соответственно надежность, могут превышать значение I категории (0,99). Так же, если ВЭУ устанавливается в местности с повышенным количеством восходящих молний, возможно увеличение требований к сечениям систем перехвата молнии. Если в ходе анализа рисков не указаны особые требования для ВЭУ, то все ее элементы должны быть защищены в соответствии с I уровнем молниезащиты. При этом, в ходе анализа рисков может выясниться, что для некоторых ВЭУ или даже ветровых станций, уровень молниезащиты ниже I будет экономически пригодным. Также могут сложиться обстоятельства, что для разных элементов установки или системы могут устанавливаться разные уровни молниезащиты.
ПРИМЕЧАНИЕ: Согласно ГОСТ Р 54418.24-2013, п.9.2.3, НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ использование внешней изолированной молниезащиты для ВЭУ!
1.2. Молниеотводы
Рисунок 3. Принципы молниезащиты для лопастей больших ВЭУ
Для защиты лопастей ВЭУ от молнии существует несколько вариантов. Так, для захвата молнии используются алюминиевые или медные проводники, которые могут быть установлены вдоль всей длины лопасти, на её задней кромке, снаружи или внутри нее. Некоторые конструкции (рис.3) имеют молниеулавливатели, которые располагаются на поверхности вокруг лопасти (тип В и Г), и каждый из них присоединяется к проводникам, которые протянуты вдоль ее кромок. Еще одним способом является применение клейких металлических и сегментных лент, однако, как показывает практика, через несколько месяцев они зачастую отклеиваются, поэтому их практически не используют. Наиболее распространенным решением является использование систем вертикальных молниеотводов, которые располагаются на кончиках лопастей (тип А и Б) и отводят ток к комелю, а для лопастей с тормозами в качестве вертикального молниеотвода используется медный провод вдоль внутреннего лонжерона (тип Б).
Ещё одной из важнейших частей ВЭУ является гондола, конструкция которой обязательно должна быть частью системы молниезащиты. Гондолы из стеклопластика должны иметь вертикальные молниеотводы, выполненные в виде клетки вокруг неё. Эта же сетка может использоваться как экран для защиты от воздействия магнитных и электрических полей извне.
1.3. Токоотводы
Любая молниезащита ветряного генератора, как и любого другого объекта не может обойтись без токоотвода. В больших ВЭУ для отвода тока используется пустая стальная мачта-опора. Её можно назвать клеткой Фарадея, так как электромагнитный экран является практически идеальным, из-за того, что электромагнитное поле практически замкнуто в месте соединения с гондолой. Поэтому во многих случаях внутреннюю часть таких пустотелых мачт можно обозначить уровнем молниезащиты I или II.
В качестве опор также используются железобетонные конструкции, которые применяются в качестве токоотводов. При этом отвод тока молнии должен происходить через две – четыре арматуры, которые должны быть соединены в основании и каждые 20 м по высоте, согласно СО 153-34.21.122-2003, п.3.2.2.3. Если количество арматур меньше требуемого, то дополнительно можно организовать искусственные токоотводы, например из стальной омеднённой или медной проволоки D8 мм.
2. Внутренняя молниезащита
2.1. Требования к внутренней системе молниезащиты. Нормативно-технические документы
Все элементы управления ВЭУ – электрические и электронные, обязаны защищаться от импульсных перенапряжений, потенциально возникающие от:
- исходящих токов лидера;
- разрядов молнии, касающихся ветроустановки;
- непрямых ударов молнии;
- электромагнитных импульсов, возникающих в результате переходных процессов при коммутациях.
Должны соблюдаться требования и рекомендации следующих нормативных документов:
- ГОСТ Р 54418.24-2013;
- ГОСТ Р 51992-2011;
- ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007;
- ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011;
- ГОСТ Р 52725-2007.
2.2. Подбор устройств защиты от импульсных перенапряжений
УЗИП для ветрогенератора подбираются исходя из технических характеристик электронного/электрического оборудования. Можно выделить основные места установки ограничителей перенапряжения:
- ротор генератора;
- преобразователь;
- щит управления и распределительное устройство;
- линии связи;
- сигнальное освещение и датчики;
- системы измерения и автоматизации.
Согласно ГОСТ Р МЭК 61643-12-2011, п.6.1.4 дополнительную защиту требуется устанавливать в местах, где имеется высокочувствительное электронное оборудование, в местах с электромагнитными полями внутри установки, а так же там, где расстояние от ввода питания до защищаемого оборудования слишком велико (в больших ветровых электростанциях).
Для защиты трансформаторов и высоковольтной системы в целом должны быть предусмотрены высоковольтные УЗИП, которые более известны под названием «грозозащитные разрядники». Потребность данных устройств определяется на основе определения рисков в соответствии с ГОСТ Р МЭК 62305-2, раздел 7 и прил.В). Разрядники для ветрогенератора должны соответствовать ГОСТ Р 52725-2007. Устанавливаются они на вводах в трансформатор (рис. 4).
a)
б)
Рисунок 4. Примеры размещения высоковольтных разрядников в двух типовых основных электрических цепях ВЭУ (а –АГ (асинхронный генератор) с беличьей клеткой; б – АГ с фазным ротором)
Для подробного подбора УЗИП для ветрогенераторной установки необходимо обращаться к специалистам, так как необходимо учитывать все технические характеристики оборудования для выбора того или иного УЗИП.
3. Требования к заземлению
Как ПУЭ-7, п.1.7.55, так и ГОСТ Р 54418.24-2013, п.9.1 рекомендуют использовать заземляющее устройство (ЗУ) одновременно для молниезащиты и заземления. Конструктивные требования к ЗУ, определяются государственными стандартами и правилами электротехническими, в зависимости от напряжения установок. При проектировании ЗУ для ветроустановки необходимо выдерживать требования согласно принятого уровня защиты.
Основные требования для ЗУ, согласно ГОСТ Р 54418.24-2013, п.9.1:
- стойкость коррозийная и прочность механическая;
- предотвращение повреждения оборудования;
- способность выдерживать электродинамические и тепловые нагрузки во время короткого замыкания;
- безопасность относительно шагового напряжения и напряжения прикосновения.
Сопротивление ЗУ не влияет на эффективность системы молниезащиты, однако влияет на работу всевозможного электронного оборудования, которое применяется в измерительных системах, системах автоматического управления и т.д. Поэтому рассчитывая систему заземления, величину полного сопротивления ЗУ нужно принимать минимальной, исходя из требуемых величин для используемого оборудования.
Выделяются два основных типа электродных ЗУ для ВЭУ:
Для снижения сопротивления ЗУ по типу Б могут применяться вертикальные электроды, требования к длине которых указаны на рисунке 5.
Рисунок 5. Длина вертикального электрода в зависимости от класса молниезащиты
4. Заключение
В заключение можно отметить, что молниезащита и заземление для ВЭУ – это задача, требующая тщательного подхода и изучения всех экономических и технических вопросов, таких как риски, определение класса молниезащиты для всех элементов ВЭУ, выбор УЗИП и ЗУ.
Ветроустановки часто устанавливаются на открытой местности с сильными ветрами, например в полях или в открытом море. В таких местах ВЭУ являются самыми высокими объектами, а это значит, что во время грозы удар молнии с большой вероятностью может прийтись именно на ВЭУ. Последствия ПУМ могут быть очень затратными, поэтому разработка молниезащиты и заземления является неотъемлемой частью работы при проектировании ветроэлектрических станций. Особое внимание уделяется ЗУ и УЗИП, так как эти системы обязательны при любых рисках! ЗУ должно отвечать требованиям по коррозийной стойкости, механической прочности, а также конструктивным требованиям согласно классу молниезащиты и иметь наименьшее сопротивление, которое требуется для работы электронного оборудования. УЗИП должны подбираться на основе технических характеристик оборудования, которое применяется в той или иной установке.
Безлопастные ветрогенераторы
Технологическая стартап-компания Vortex Bladeless из Испании разработала метод выработки возобновляемой электроэнергии при помощи ветрогенераторов Skybrators, лишённых лопастей и сопряжённого с ними негативного воздействия на окружающую среду.
Огромные белые лопасти ветровых турбин принято считать неотъемлемым атрибутом ветроэнергетики, однако Давид Яньес и его небольшая команда компании Vortex Bladeless решила переосмыслить существующие технологии добычи электроэнергии из силы ветра. Испанцы предложили миру дизайн турбин Skybrators, которым не нужны лопасти, высокие башни ветрогенераторов и даже высокий среднегодовой уровень ветра.
Устройство
Внешний столб вибрирует от силы ветра, без ограничений в амплитуде. Его основание прочно зафиксировано в земле блоком в форме цилиндра. Устройство собрано с использованием смол, укрепленных углеродом и стекловолокном. Это обеспечивает высокую прочность без потери КПД. Конструкция ветрового устройства сильно отличается от обычного ветряка. Вместо привычной башни с лопастями есть только мачта из очень прочных и легких материалов.
Такая конструкция снижает издержки на производство и упрощает монтаж. Со стороны они отчасти напоминают автомобильную игрушку в виде собаки с качающейся головой: «турбина» едва заметно покачивается из стороны в сторону. В действительности же генерирование электроэнергии происходит за счёт аэродинамического эффекта вихреобразования. Устройство улавливает энергию ветра благодаря аэродинамике вихревого потока. Если углубляться в гидромеханику, то когда ветер проходит через мачту столба, поток видоизменяется в круговые вихри. Как только их частота становится ближе к частоте мачты, столб начинает колебаться и взаимодействовать с ветром. Это называется Вихревая Индуцированная Вибрация (VIV).
Как правило, в инженерном и архитектурном проектировании специалисты всячески избегают возникновения феномена VIV (Vortex Induced Vibration). Однако именно он обеспечивает эффективность дизайна ветрогенераторов Skybrators. Более того, их «мачты» спроектированы таким образом, чтобы достигать максимальной частоты вибраций при средней силе ветра. К тому же они способны легко адаптироваться к изменениям направления ветра и возникновению турбулентных потоков, которые нередко встречаются в городской среде. Обычные ветряные турбины с пропеллерами должны быть расположены далеко друг от друга, чтобы не мешать друг другу аэродинамически. Безлопастным ветрогенераторам не страшно влияние спутной струи. Более того, подобное взаимодействие может повысить эффективность «турбин» Skybrators.
По словам Давида Яньеса, его стартап не выступает против традиционных ветгрогенераторов. Он считает, что Skybrators могут восполнить пробелы ветроэнергетики, недоступные гигантам с лопастями. К примеру, подобные безлопастные устройства смогут преобразовывать энергию ветра в непосредственной близости от жилых зон, где размещение целой ветровой фермы не представляется возможным, а малое количество турбин будет неэффективным. В Vortex Bladeless считают, что безлопастные ветрогенераторы отлично уживутся в нише мелкомасштабных электростанций, которые обеспечивают энергией домашние хозяйства и небольшие производства. Главные достоинства технологии – уменьшение влияния ветроэнергетики на окружающую среду, минимальное изменение внешнего вида места установки подобных ветрогенераторов и сокращение расходов на их обслуживание. Имеющийся дизайн рассчитан на производство небольших объёмов электроэнергии, однако в будущем Vortex Bladeless также планируют создать промышленный вариант ветрогенераторов Skybrators высотой до 140 метров с энергетической мощностью до 1 мегаватта.
К 2030 году все дома в Великобритании будут работать на энергии ветра
Рынком для продажи турбин Skybrators могут стать такие страны как Великобритания. Руководство туманного Альбиона пообещало, что к 2030 году весь жилой сектор в стране будет обеспечиваться энергией ветра.
Премьер-министр Борис Джонсон планирует инвестировать 95 миллионов фунтов стерлингов (110,9 миллионов евро) в новые ветряные порты в Хамбере и Тиссайде. Комплексный проект он назвал «зеленой промышленной революцией».
А значит у ребят из Vortex Bladeless есть все шансы стать крупными промышленными игроками в Великобритании и не только в течение следующих нескольких десятилетий.
Ветряк для частного дома — деньги на ветер. Весь расклад по цифрам в рублях и киловаттах.
Вопрос ветроэнергетики в наше инновационное время интересует очень многих. Те, кто хоть раз посещал Европейские страны на своем авто, наверняка видели огромные ветропарки.
Сотни генераторов встречаются по пути.
Наблюдая такую картину, многие начинают верить, что получение эл.энергии при помощи ветра, весьма перспективное и выгодное занятие. Мудрые европейцы ошибаться то не могут.
Наверняка после очередного подорожания электроэнергии, вы задумывались об установке у себя на участке ветрогенератора. Тем самым, обеспечив если не всю, то большую часть своих потребностей в электричестве.
Некоторые даже подумывают таким образом стать независимыми от электросетей. Насколько это реально и возможно? К сожалению, для 90% владельцев частных домов, эти мечты так и останутся мечтами.
К сожалению, в нашей стране не так много регионов, где скорость ветра находится хотя бы на уровне 5-7 метров в секунду. Берутся данные в среднем за год. В подавляющем большинстве широт, пригодных для проживания, эта самая скорость равняется максимум 2-4 м/с.
Это говорит о том, что ваша ветроустановка большую часть времени, элементарно не будет работать. Для стабильной выработки электричества, ей нужен ветер около 10 м/с.
Фактически за час, 2квт генератор подарит вам не более 100Вт.
Еще вы столкнетесь с другой проблемой ветра, о которой умалчивают производители. Около земли, его скорость гораздо меньше чем наверху, там где ставятся промышленные установки высотой 25-30м.
Вы же свой агрегат будете монтировать максимум на десяти метрах. Поэтому даже не ориентируйтесь на таблицы ветров с разных сайтов. Эти данные вам не подходят.
Производители скромно умалчивают, что для их карт ветроресурсов, замеры производятся на высоте от 50 до 70 метров! К тому же там не учтены данные по турбулентности, завихрениям.
Попробуете задрать повыше чем 10м, обязательно задумаетесь о молниезащите. Наэлектризованные трением воздуха лопасти, очень вкусная приманка для разрядов!
К тому же, почему-то все беспокоятся только о таком параметре, как скорость ветра, и при этом забывают про его плотность или давление. А разница для энергетики весьма существенная. Зависимость выработки электроэнергии от давления ветра непропорциональная.
Кроме того, есть определенное лукавство в указанных технических характеристиках генераторов.
Верить им конечно можно, но только для идеальных условий. Потому что:
- показания эти снимаются в аэротрубе
- и в ламинарном потоке при неизменном направлении и повышенной плотности
У вас же на дачном участке скорость ветра может быть такой, что не получится и вал прокрутить, не то что вырабатывать энергию.
И это весной или осенью. Именно в этот период происходят наиболее активные перемещения воздушных масс.
Не забывайте, что ветряк работает не в режиме холостого хода вертушки, а должен раскрутить ротор генератора в окружении неодимовых магнитов.
И это только до тех пор, пока электрический потенциал ветряка ниже напряжения АКБ. При достижении напряжения достаточного для начала заряда, аккумулятор превращается в нагрузку.
Если применить тихоходные конструкции с вертикальной осью вращения, то здесь уже присутствует повышающий редуктор. Вы пытались раскрутить повышающий редуктор? Такая конструкция усложняется, увеличивается вес, парусность, стоимость.
Даже на маяках Северного флота, учитывая там постоянные ветра и полярную ночь, специалисты предпочитают использовать солнечные батареи. На вопрос почему так, отвечают по-простому – проблем меньше!
Большие промышленные ветротурбины могут передавать энергию напрямую в сеть, минуя всякие аккумуляторы.
А вот вы без них обойтись никак не сможете. Без АКБ не будет работать ни телевизор, ни холодильник. Даже освещение будет светить урывками, в зависимости от порывов ветра.
При этом за 12-15 лет работы генератора, вы обязаны будете сменить 3-4 комплекта АКБ, тем самым вдвое увеличив свои начальные расходы. Причем мы берем чуть ли не идеальный вариант, когда аккумуляторы будут разряжаться не больше половины от своей емкости.
Конечно вы можете купить дешевые модели АКБ, но затраты от этого не станут меньше. Просто поход в магазин за новыми батареями будет осуществлен не 4 раза, а уже 8.
Еще о чем стоит серьезно задуматься – это наличие свободного места. Причем по площади оно может уходить на 100 и более метров в каждую сторону от мачты.
Ветер должен свободно гулять по лопастям, и без помех их достигать со всех сторон. Получается, что вы должны проживать либо в степи, либо возле моря (лучше непосредственно на его берегу).
Идеальное место будет на вершине холма. Где с позиции аэродинамики, воздушный поток уплотняется с соответствующим увеличением скорости и давления ветра.
О соседях рядом забудьте. Их сады и двух-трехэтажные особняки, здорово “попьют вашу кровушку”, каждый раз перекрывая попутный ветерок. Также как и соседние лесопосадки.
Те же самые промышленные ветряки, не располагают непосредственно друг за другом, а монтируют их по диагонали. Каждый последующий, не должен закрывать предыдущий.
4-я причина – высокая цена. Не ведитесь на цены продавцов в прайс листах. В них никогда не показывается реальная стоимость всего необходимого оборудования.
Поэтому цены всегда умножайте на 2, даже при выборе так называемых готовых комплектов.
Но и это еще не все. Не забудьте про эксплуатационные расходы, доходящие до 70% от стоимости ветряков. Попробуйте поремонтировать генератор на высоте, либо каждый раз демонтировать и разбирать-собирать мачту.
Еще не забудьте про периодическую замену АКБ. Поэтому не рассчитывайте, что ветряк может вам обойтись в 1 доллар за 1квт эл.энергии.
Когда вы посчитаете все реальные затраты, окажется что каждый киловатт мощности такого ветрогенератора, обошелся вам минимум в 5 баксов.
Пятая причина, неразрывно связана с первыми четырьмя. Это срок окупаемости затрат.
Стоимость ветряка, мачты и доп.оборудования для 2-х киловаттных качественных моделей будет доходить в среднем до 200 тыс. рублей. Производительность таких установок – от 100 до 200квт в месяц, не более. И это при хороших погодных условиях.
Даже осадки снижают мощность ветряков. Дождь на 20%, снег – на 30%.
Вот и получается вся ваша экономия – это 500 рублей. За 12 месяцев непрерывной работы, набежит уже чуть больше – 6 тысяч.
При этом, 2-х киловаттный агрегат не будет закрывать на 100% ваши потребности. Максимум на треть! Если захотите целиком все подключить от него, то берите 10-ти киловаттную модель, не меньше. Срок окупаемости от этого не изменится.
Но тут уже будут совсем другие габариты и масса.
И закрепить его просто так на трубе через чердак своей крыши, точно не получится.
Однако некоторые все равно убеждены, что из-за бесконечного подорожания электроэнергии, ветрогенератор в один прекрасный момент, по любому станет выгоден.
Безусловно, электроэнергия с каждым годом дорожает. К примеру 10 лет назад, ее цена была на 70% ниже. Давайте проведем примерные расчеты и выясним перспективу выхода на окупаемость ветряка, с учетом резкого удорожания электричества.
Рассматривать будем генератор мощностью 2квт.
Как мы уже выяснили ранее, стоимость такой модели около 200тысяч. Но с учетом всех доп.расходов, нужно умножить ее на два. Получится минимум 400 тыс.руб. затрат, при сроке службы в двадцать лет.
То есть, за год получается 20 тысяч. При этом по факту, за этот год агрегат выдаст вам максимум 900 квт. Из-за коэфф. установленной мощности (он для маленьких ветряков не превышает пяти процентов), за месяц вы накрутите 75квт.
Даже если взять 1000 квт в год для простоты расчетов, стоимость 1квт/ч полученная от ветряка, для вас составит 20 рублей. Если и предположить что электричество от ТЭС подорожает в 4 раза, то случится такое не завтра, и даже не через 5 лет.
Какие выводы можно сделать из всего вышесказанного?
Ветрогенератор в нынешних российских условиях – это убыточный агрегат.
Чтобы хоть как-то обосновать его применение, цена электроэнергии уже сегодня должна доходить до 30 рублей за 1 квт.
Использование ветряка может быть обосновано в двух случаях:
- у вас поблизости нет внешних электросетей или вам не дают к ним подключаться
- у вас есть дизель генератор, но доставить для него топливо нет возможности
При этом, устанавливаться ветряк должен в районе со средне годовой скоростью ветра не менее 5-6 м/с. Только в этих случаях ветроустановка будет хорошей альтернативой.
Фактически, в таких условиях вы просто вынуждены выбрать из всех зол наименьшее. При этом, не верьте в суперэффективность других моделей вертикальной или шарообразной формы, собранных на неодимовых магнитах.
Конечный результат будет всегда один. Энергия, которую производит ветряк, зависит только от:
- скорости ветра
- площади, которую описывают лопасти
Поэтому, если вы уже подключены к электросети, не ищите себе лишних приключений и головных болей. Выгоды никакой вы не найдете, по крайне мере на сегодняшний день.
Ну а тем, кто живет далеко от подстанций и ВЛ-0,4кв, стоит приобретать наиболее мощные модели ветряков, какие вы только можете себе позволить. Так как от той мощности, что указана на картинках, вам достанется не более 15%.
Другая категория потребителей, вполне заслужено делает выбор не в пользу китайских заводских моделей, а наоборот, предпочитает самодельные ветряки от мастеров самоучек. Свои выгоды в этом тоже имеются.
В большинстве своем, изобретатели подобных девайсов, это грамотные и ответственные ребята. И практически в 100% случаев, без проблем им можно вернуть установку, если что-то пошло не так, или ее нужно подремонтировать. С этим проблем уж точно не будет.
У промышленных китайский ветряков, внешний вид конечно посимпатичнее. И если вы все-таки решились прикупить именно его, сразу после проверки электродрелью, сделайте профилактический ремонт и замените китайский металлолом на подшипники с качественной смазкой.
Если поблизости от вас есть крупные гнездовья птиц, не помешает закупить дополнительный комплект лопастей.
Птенцы иногда попадают под раздачу крутящейся “мини мельницы”. Пластиковые лопасти ломаются, а металлические гнутся.
А закончить хотелось бы мудростью от тех пользователей, которые не послушались всех доводов и вплотную столкнулись со всеми вышеописанными проблемами. Запомните, самый дорогой флюгер для дома – это ветрогенератор!
