Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований 9
1.1 Размещение ветроэнергетических установок 13
1.2 Проблемы размещения ветроэнергетических установок в черте жилых поселений и возможные пути их решения 16
1.2.1 Шум 16
1.2.1.1 Возможные пути решения проблемы шума ВЭУ 20
1.2.2 Инфразвук 21
1.2.2.1 Пути решения проблемы возникновения инфразвука в ветроустановках 24
1.2.3 Ультразвук 24
1.2.3.1 Необходимость исследования ультразвуковых колебаний 26
1.2.4 Вибрация и резонанс 26
1.2.4.1 Возможные пути решения проблемы вибрации и резонанса...27
1.2.5 Сбой телерадиовещания и навигационных приборов 30
1.2.6 Влияние ветроустановок на миграции птиц 30
1.2.7 Нормативы, законы, акты по ветроэнергетике 31
1.2.7.1 Необходимость внесения изменений в существующие стандарты по ветроэнергетике 33
1.2.8 Исследования уровня ветровой обстановки городских массивов...34
1.2.9 Габариты и масса ВЭУ 35
1.2.9.1 Возможные пути решения проблемы размещения ветроустановок 35
1.2.10 Характеристики зданий и сооружений 37
1.2.10.1 Исследование возможности изменения конструкций зданий в плане применения ветроустановок 39
1.2.11 Характеристики иных объектов, на которых может размещаться ВЭУ 42
Выводы по главе. Цель и задачи исследования 43
Глава 2. Теоретические исследования виброколебаний ветроэнергетической установки 46
2.1 Исходные данные 50
2.2 Предварительные теоретические исследования на этапе проектирования 52
2.2.1 Предварительная оценка жесткости и прочности лопасти ВЭУ..53
2.3 Тестирование расчетной модели ротора ВЭУ 61
2.3.1 Расчетная модель конструкции 61
2.3.2 Нагрузки 63
2.3.3 Напряженно-деформированное состояние 65
2.4 Динамические характеристики 67
2.4.1 Собственные частоты и формы колебаний 67
2.4.2 Амплитудно-частотные характеристики 67
2.4.3 Расчет динамических характеристик и напряженно-деформированного состояния ВЭУ-3 70
2.4.3.1 Изменения в расчетной модели конструкции 70
2.4.3.2 Внешние механические воздействия 70
2.4.3.3 Внутренние силовые факторы и напряженно-деформированное состояние 74
2.4.3.4 Динамические характеристики упругих колебаний 75
2.4.4 Расчет прочности 82
2.4.4.1 Общие положения 82
2.4.4.2 Внешние воздействия 83
2.4.4.3 Расчетная конечно-элементная модель 83
2.4.4.4 Результаты расчета 84
2.4.4.4.1 Расчет кольца верхнего, нижнего, среднего 84
2.4.4.4.2 Расчет лопасти вертикальной 88
2.4.4.4.3 Расчет основания 91
2.4.4.5 Усталостная прочность ВЭУ-3 с шестью лопастями 95
2.4.4.5.1 Динамическая модель для расчетов нагрузок и напряженно-деформированного состояния. 96
2.4.4.5.2 Перечень действующих нагрузок 96
2.4.4.5.3 Аэродинамические характеристики вертикальных лопастей 96
2.4.4.5.4 Нагруженность основных элементов конструкции... 102
2.5 Исследование вибрационных колебаний 105
2.5.1 Результаты моделирования силового воздействия ВЭУ на фундамент 109
2.5.1.1. Результаты моделирования силового воздействия ВЭУ на фундамент в случае неупругой в вертикальном направлении мачты : 109
2.5.1.2. Результаты моделирования силового воздействия ВЭУ на фундамент в случае упругой в вертикальном направлении мачты 139
2.5.2 Результаты моделирования вибросмещений 149
Выводы по главе 157
Глава 3. Методика экспериментальных исследований вибрационных параметров ВЭУ 159
3.1 Методики оценки параметров ВЭУ 159
3.2 Нормативные ссылки 160
3.3 Виброиспытания и методика весовой балансировки ВЭУ на основе методики балансировки вертолетов 160
3.3.1 Виброиспытания с помощью портативного прибора 163
3.3.2 Виброиспытания с помощью автоматизированной системы 168
Результаты и выводы главе 171
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований 172
4.1 Полевые вибрационные испытания и весовая балансировка ВЭУ...172
4.2 Реализация методики испытаний и балансировки 176
4.2.1 Измерение без груза на 80 об/мин 181
4.2.2 Измерение с рекомендуемым грузом 400 г, 357, 80 об/мин 183
4.2.3 Измерение с пробным грузом 330 грамм, угол 357, 80 об/мин. 184
4.2.4 Измерение с рекомендуемым грузом 530 г, 60, 150 об/мин 185
4.3 Измерение шума, инфразвука и ультразвука 187
4.4 Результаты измерений параметров ВЭУ 187
Основные результаты и выводы по главе 189
Глава 5. Экономическая эффективность использования ветроустановок 190
5.1 Тенденции рынка энергетики в России 190
5.2 Потенциальный рынок ветроэнергетики в России 192
5.3 Потенциальный рынок ветроэнергетических установок, предназначенных для размещения на зданиях и сооружениях 194
5.4 Экономия ресурсов 195
Выводы по главе 195
Заключение 196
Литература 198
Приложения 210
