О целесообразности применения магнитных подшипников в вертикально-осевых ветроэнергетических установках

Евгений Викторович Соломин, Евгений Анатольевич Сироткин, Геннадий Владимирович Буданов, Сергей Васильевич Козлов, Алексей Алексеевич Мирошниченко

Аннотация


Представлено исследование преимуществ и недостатков магнитной левитации ротора ветроэнергетической установки. В мировом научном сообществе представлено много исследований об использовании магнитной левитации роторов ветроэнергетических установок. Однако наблюдаются не только преимущества, но и некоторые отрицательные стороны «магнитного подшипника» в ветроэнергетических установках, что приводит к вопросу о целесообразности применения данного технического решения. Авторами выявлены основания повышенного внимания к магнитной левитации ветроколеса и проанализированы основные подходы к проектированию. Работа включает в себя расчет магнитной опоры и оценку стоимости вертикально-осевой ветроэнергетической установки с магнитным подшипником ротора. Результаты исследования показали, что экономическая эффективность этого подхода крайне низка и не оправдана для использования в коммерческих продуктах.


Ключевые слова


магнитная левитация; ветроэнергетическая установка; подшипник

Полный текст:

PDF

Литература


Nizamutdinova N.S., Kirpichnikova I.M., Ptashkina-Girina O.S. World and Russian Experience of the Renewable Energy State Support Application. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2018, vol. 18, no. 1, pp. 140–145. (in Russ.) DOI: 10.14529/power180117

Solomin E.V., Sirotkin E.A. State of World Wind Industry Development. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology, 2014, no. 1, pp. 22–26.

Korobatov D.V., Kozlov S.V., Sirotkin E.A. [Historic and Economic Analysis of Wind Turbines and Control Systems]. Mezhdunarodnyy nauchnyy zhurnal Al''ternativnaya energetika i ekologiya [International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology], 2016, no. 15-18, pp. 54–66. DOI: 10.15518/isjaee.2016.15-18.054-066

Anikin A.S., Kozlov S.V., Sirotkin E.A., Solomin E.E. [Analysis of wind turbine life time stages] Mezhdunarodnyy nauchnyy zhurnal Al''ternativnaya energetika i ekologiya [International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology], 2014, no. 5 (145), pp. 37–41.

Siemens’ Energy Division Profit Down 54 Pct. Available at: http://www.offshorewind.biz/2014/05/07/siemens-energy-division-profit-down-54-pct/ (accessed 25.02.2019).

Zhao H., Zhang W., Wang G. Fault Diagnosis Method for Wind Turbine Rolling Bearings Based on Hankel Tensor Decomposition. IET Renewable Power Generation, 2019, vol. 13 (2), pp. 220–226. DOI: 10.1049/iet-rpg.2018.5284

Aravind C.V., Kamalinni, Tay S.C., Jagadeeswaran A. and Firdaus R. Design Analysis of MAGLEV-VAWT with Modified Magnetic Circuit Generator. 2014 IEEE 2nd International Conference on Electrical Energy Sys-tems (ICEES), 2014, 6924146. DOI: 10.1109/icees.2014.6924146

Vorwaller M.R. The Effect of Magnetic Bearing on the Vibration and Friction of a Wind Turbine. Masters Thesis, Brigham Young University, 2011. 75 p.

Yu Y., Sun X., Zhang W. Modeling and decoupling control for rotor system in magnetic levitation wind tur-bine. IEEE Access, 2017, vol. 5, 7994596, pp. 15516–15528. DOI: 10.1109/access.2017.2732450

Rajalakshmy P., Subha Hency Jose P., Thilagavathy B. Development of Magnetic Levitation System.

International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering, 2019, vol. 8, iss. 4S, pp. 248–251.

The Maglev: The Super-Powered Magnetic Wind Turbine. Available at: http://inhabitat.com/super-powered-magnetic-wind-turbine-maglev/ (accessed 26.02.2019).

Deepak K., Ramanujan R.V. Magnetocaloric Properties of Low-Cost Fe and Sn Substituted MnNiSi-Based Alloys Exhibiting a Magnetostructural Transition Near Room Temperature. IEEE Transactions on Magnetics, 2018, 54 (11), 8369408. DOI: 10.1109/tmag.2018.2832090

Earnshaw S. On the Nature of the Molecular Forces which Regulate the Constitution of the Luminiferous Ether. Transactions of the Cambridge Philosophical Society, 1842, vol. 7, pp. 97–112.

Cansiz A., Yildizer İ., McGuiness D.T. Rotor optimization in a Superconducting Magnetic Bearing by

Using Frozen Image Model and Amperian Current Approximation. Cryogenics, 2019, vol. 98, pp. 60–66. DOI: 10.1016/j.cryogenics.2019.01.002

Liu Shuqin. Magnetic Suspension and Self-Pitch for Vertical-Axis Wind Turbines. Shandong University, China, 2011. DOI: 10.5772/22598

Toshiyuki Aso, Kazuichi Seki, Izumi Ushiyama. Study on the Bearing Resistance in a Wind Turbine Ge-nerator System. Wind Engineering, 2015, vol. 39, no. 1, pp. 113–128. DOI: 10.1260/0309-524x.39.1.113

Powerflux™ Active Magnetic Bearings. Available at: http://www.calnetix.com/powerflux-active-magnetic-bearings (accessed 01.03.2019).




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power190411

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.