ГОСТ Р 51237-98 Нетрадиционная энергетика Ветроэнергетика Термины и определения

Приложение А Термины и определения характеристик ветра, используемых в ветроэнергетике. 5

3.1 Общие понятия

3.1.1 ветроэнергетика:

Wind power

Отрасль энергетики, связанная с разработкой методов и средств преобразования энергии ветра в механическую, тепловую или электрическую энергию

3.1.2 ветровой кадастр:

Wind cadaster

Систематизированный свод сведений, характеризующий ветровые условия местности, составляемый периодически или путем непрерывных наблюдений и дающий возможность количественной оценки энергии ветра и расчета ожидаемой выработки ветроэнергетическими установками

3.1.3 ветровой потенциал:

Wind potency

Полная энергия ветрового потока какой-либо местности на определенной высоте над поверхностью земли.

3.1.3.1 валовой потенциал:

Wind potency total

Энергетический эквивалент ветрового потока какой-либо местности на определенной высоте над поверхностью земли

3.1.3.2 технический потенциал:

Wind potency technical

Часть валового потенциала, которая может быть полезно использована с помощью современного ветроэнергетического оборудования с учетом требований социально-экологического характера

3.1.3.3 экономический потенциал:

Wind potency economic

Часть технического потенциала, использование которого экономически эффективно в современных условиях с учетом требований социально-экономического характера

3.1.4 ветроэнергетическая установка (ВЭУ):

Wind power plant

Комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений, предназначенный для преобразования энергии ветра в другие виды энергии (механическую, тепловую, электрическую и др.)

3.1.4.1 ветромеханическая установка:

Wind mechanical plant

ВЭУ, предназначенная для преобразования ветровой энергии в механическую для привода различных машин (насос, компрессор и т.д.)

3.1.4.2 ветротепловая установка:

Wind thermal plant

ВЭУ, предназначенная для непосредственного преобразования ветровой энергии в тепловую

3.1.4.3 ветроэлектрическая установка:

Wind electrical plant

ВЭУ, предназначенная для преобразования ветровой энергии в электрическую с помощью системы генерирования электроэнергии

3.1.4.4 гибридные ВЭУ:

Combine wind systems

Системы, состоящие из ВЭУ и какого-либо другого источника энергии (дизельного, бензинового, газотурбинного двигателей, фотоэлектрических, солнечных коллекторов, установок емкостного, водородного аккумулирования сжатого воздуха и т.п.), используемых в качестве резервного или дополнительного источника электроснабжения потребителей

3.1.5 ветроэлектрическая станция (ВЭС):

Wind electrical power station

Электростанция, состоящая из двух и более ветроэлектрических установок, предназначенная для преобразования энергии ветра в электрическую энергию и передачу ее потребителю

3.1.6 ветроагрегат (ВА):

Wind unit

Система, состоящая из ветродвигателя, системы передачи мощности и приводимой ими в движение машины (электромашинного генератора, насоса, компрессора и т.п.)

3.1.6.1 сетевой ветроэлектрический агрегат:

Wind unit for grid electric

ВА с электромашинным генератором, предназначенный для работы параллельно с электрическими сетями, мощность которых является бесконечно большой или большей, но соизмеримой по сравнению с мощностью ВА

3.1.6.2 автономный ветроэлектрический агрегат:

Wind unit autonomic

ВА с электромашинным генератором, предназначенный для электроснабжения потребителей, не имеющих связи с электрической сетью

3.2 Составные части ВА и его характеристики

3.2.1 ветродвигатель (ВД):

Wind motor

Устройство для преобразования ветровой энергии в механическую энергию вращения ветроколеса

3.2.2 система передачи мощности (СПМ):

Transmission power system

Комплекс устройств для передачи мощности от вала ветроколеса к валу соответствующей машины ветроагрегата с повышением или без повышения частоты вращения вала этой машины

3.2.3 система генерирования электроэнергии (СГЭЭ):

Generator system

Электромашинный генератор и комплекс устройств (преобразователь, аккумулятор и т.д.) для подключения к потребителю со стандартными параметрами электроэнергии

3.2.4 энергетическая характеристика ВА:

Wind power curve

Размерная зависимость выходной мощности ВА от скорости ветра незаторможенного потока

3.2.5 рабочие характеристики ВА:

Performance curve

Размерные характеристики зависимости момента вращения и мощности от частоты вращения для ряда постоянных скоростей ветра

3.2.6 производительность ВА:

Capacity

Зависимость объема продукции, производимого ВА за единицу времени, от средней скорости ветра

3.2.7 установленная мощность ВА:

Maximum electrical output

Паспортная мощность машины на выходном валу ВА

3.2.8 номинальная мощность ВА:

Rated electrical output

Максимальное значение выходной мощности, на которую рассчитан ВА в длительном режиме работы

3.2.9 общий коэффициент полезного действия ВА:

Efficiency total

Отношение производимой ВА полезной энергии к полной энергии ветра, проходящей через ометаемую площадь ветроколеса

3.2.10 скорость страгивания с места:

Start-up speed

Минимальная скорость ветра, при которой ветроколесо начинает вращение без нагрузки

3.2.11 минимальная рабочая скорость ветра:

Cut-in-wind speed

Минимальная скорость ветра, при которой обеспечивается вращение ВА с номинальной частотой вращения с нулевой производительностью (холостой ход)

3.2.12 расчетная скорость ветра:

Rated wind speed

Минимальная скорость ветра, при которой ВА развивает номинальную мощность; скорость, соответствующая началу регулирования

3.2.13 максимальная рабочая скорость ветра:

Gut-out-wind speed

Скорость ветра, при которой расчетная прочность ВА позволяет производить электроэнергию без повреждений

3.2.14 буревая расчетная скорость ветра:

Maximum design wind speed

Максимальная скорость ветра, которую может выдержать остановленный ВА без разрушений

3.2.15 число часов (коэффициент) использования номинальной мощности:

Efficiency rated output

Отношение производительности ВА за расчетный период времени к номинальной мощности ВА

3.3 Ветродвигатель, его составные части и характеристики

3.3.1 горизонтально-осевой ВД:

Horizontal axial wind motor

ВД, у которого ось вращения ветроколеса расположена параллельно или почти параллельно вектору скорости ветра

3.3.2 вертикально-осевой ВД:

Vertical axial wind motor

ВД, у которого ось вращения расположена перпендикулярно вектору скорости ветра

3.3.3 ветроколесо (ВК):

Wind rotor

Лопастная система ветродвигателя, воспринимающая аэродинамические нагрузки от ветрового потока и преобразующая энергию ветра в механическую энергию вращения ветроколеса

3.3.3.1 диаметр ВК:

Rotor diameter

Диаметр окружности, описываемый наиболее удаленными от оси вращения ВК частями лопастей

3.3.3.2 ометаемая площадь ВК:

Swept area

Геометрическая проекция площади ВК на плоскость, перпендикулярную вектору скорости ветра

3.3.3.3 лопасть ВК:

Blade

Составная часть ВК, создающая вращающий момент

3.3.3.4 крутка лопасти:

Blade twist

Изменение угла установки хорды лопасти по ее длине от корневого до периферийного сечения

3.3.3.5 угол установки лопасти:

Pitch angle of the blade

Угол между хордой профиля лопасти и плоскостью или поверхностью вращения ВК

3.3.3.6 втулка ВК:

Hub

Элемент ВК, предназначенный для крепления лопастей и передачи момента вращения к СПМ ветроагрегата

3.3.3.7 угол конуса ВК:

Cone angle

Угол, на который отклонены лопасти ВК от плоскости, перпендикулярной его оси вращения

3.3.3.8 угол установки оси ВК:

Tilt angle

Отклонение угла установки оси ВК от горизонтали

3.3.3.9 частота вращения ВК:

Rotation speed

Угол, проходимый лопастью ВК за единицу времени, измеренный в оборотах в единицу времени или в радианах

3.3.4 аэродинамический тормоз ВД:

Air brake

Тормоз, действие которого основано на использовании аэродинамических сил, воздействующих на поворотные лопасти или ее поворотные части

3.3.5 механический тормоз ВД:

Mechanical brake

Механическая тормозная система, использующая силы трения для снижения частоты вращения или остановки ротора ВД

3.3.6 главный тормоз ВД:

Head brake

Тормоз, который обеспечивает остановку агрегата при отсутствии аварии или поддержание номинальной частоты вращения ВК при отключении ВА от потребителя (противоразгонный режим)

3.3.7 аварийный тормоз ВД:

Emergency brake

Тормоз, который обеспечивает полную безаварийную остановку ВА при его отключении от потребителя и отказе главного тормоза

3.3.8 головка (гондола) ВД:

Nacelle

Составная часть ВА с горизонтально-осевым ВД, в котором размещены элементы опор ВК, СПМ, СГЭЭ, система ориентации ВК на направление ветра и другие элементы ВД

3.3.9 система ориентации ВД:

Yaw system

Комплекс устройств горизонтально-осевого ВД, предназначенный для установки оси вращения ВК в соответствии с направлением ветра в определенных пределах в каждый момент времени

3.3.10 система регулирования ВД:

Power regulation system

Комплекс устройств, обеспечивающий регулирование в требуемых пределах частоты вращения и нагрузки ВД при изменении скорости ветра в рабочем диапазоне

3.3.11 Характеристики ВД

3.3.11.1 аэродинамические характеристики ВД:

Air dynamic characteristics

Безразмерные зависимости момента вращения, развиваемой мощности (коэффициента использования энергии ветра) и силы лобового давления на ВК от частоты его вращения и скорости ветра (быстроходности ВК)

3.3.11.2 регулировочные характеристики ВД:

Characteristics regulation

Размерная зависимость частоты вращения ВК от средней скорости ветра при холостом ходе и номинальной нагрузке ВА

3.3.11.3 коэффициент использования энергии ветра:

Output coefficient

Отношение величины механической энергии, развиваемой ВК, и полной энергии ветра, проходящей через сметаемую площадь ветроколеса

3.3.11.4 полная энергия ветрового потока:

Wind energy total

Энергия ветрового потока, проходящего через ометаемую площадь ВК, отнесенная к незаторможенному потоку перед ВК

3.3.11.5 быстроходность (число модулей) ВК:

High-speed running factor

Отношение окружной скорости конца лопасти к скорости ветра

3.3.11.5.1 номинальное число модулей:

Nominal high-speed running factor

Число модулей, соответствующее максимальному значению коэффициента использования энергии ветра

3.3.11.5.2 синхронное число модулей:

Synchronous high-speed running factor

Число модулей, при котором относительный момент (коэффициент использования энергии ветра) равен нулю

3.3.11.6 аэродинамическая нагрузка ВК:

Aerodynamical load

Составляющая аэродинамических сил, действующих на ВК в направлении ветра

3.3.11.6.1 момент вращения ВК:

Moment of the wind wheel

Момент вращения, образующийся в результате возникновения подъемной силы на профилях лопастей ВК при их взаимодействии с ветровым потоком

3.3.11.6.2 момент трогания с места:

Starting moment of the wind wheel

Минимальный момент вращения на ВК, достаточный для преодоления инерции покоя ВД

3.3.11.6.3 номинальный момент ВК:

Nominal, moment of the wind wheel

Момент вращения ВК, соответствующий максимальному значению коэффициента использования энергии ветра

3.3.11.6.4 сила лобового давления на ВК:

Суммарная аэродинамическая нагрузка на поверхность лопастей ВК, образующаяся в результате лобового сопротивления профиля лопасти ветровому потоку

А.1 ветер:

Wind

Движение воздуха относительно земной поверхности, вызванное неравномерным распределением атмосферного давления и характеризующееся скоростью и направлением

А.2 средняя скорость ветра:

Average wind speed

Значение горизонтальной составляющей скорости ветра за выбранный промежуток времени, определяемый отношением суммы измеренных значений мгновенной скорости ветра к числу измерений

Примечание — Средняя скорость ветра может определяться за минуту, час, сутки, месяц, год и др.

А.3 среднегодовая скорость ветра:

Average annual wind speed

Средняя скорость ветра за год в конкретной местности, определяемая для заданной высоты над уровнем земной поверхности

А.4 вертикальный профиль ветра:

Wind speed profile

Зависимость скорости ветра по высоте в приземном слое, определяемая для конкретной местности на основе измерений скорости ветра на различной высоте относительно земной поверхности

А.5 повторяемость скоростей ветра:

Probility function of the wind speed

Продолжительность действия различных градация скоростей ветра в часах или процентах за год или другой период времени в конкретной местности, на определенной высоте относительно земной поверхности

А.6 распределение скоростей ветра:

Wind distribution

Функция статистической закономерности частот вариаций скоростей ветра за определенный период времени, аппроксимирующая статистические данные наблюдений

А.7 распределение скоростей ветра по Вейбуллу:

Weibull density function

Наиболее часто используемая в ветроэнергетике аналитическая двухпараметрическая зависимость, выражающая вероятную продолжительность действия скоростей ветра различных значений, параметры которой варьируют в зависимости от характера местности

А.8 роза скоростей ветра:

Wind rose

Векторная диаграмма, характеризующая режим ветра в данном пункте, с длинами лучей, расходящихся от центра в разных направлениях относительно стран света, пропорциональными повторяемости скоростей ветра для этих направлений

А.9 удельная мощность ветра:

Specific power of the air stream

Мощность ветра, отнесенная к площади 1 м², пропорциональная сумме кубов мгновенных скоростей ветра и определенная для заданной высоты над уровнем земной поверхности

А.10 роза энергии ветра:

Wind energy rose

Векторная диаграмма, характеризующая распределение удельной мощности ветра по направлениям за определенный период времени, с длинами лучей, расходящихся от центра в разных направлениях относительно стран света, пропорциональными удельной мощности ветра для этих направлений