Нетрадиционная энергетика

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА

Термины и определения

Издание официальное

ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва

ГОСТ Р 51237-98

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН АО НПО «Нетрадиционная электроэнергетика», ГосНИИ ЦАГИ

2    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 25 декабря 1998 г. № 460

3    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

© ИПК Издательство стандартов, 1999

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России П

ГОСТ Р 51237-98

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное)

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ТЕРМИНОВ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ

Агрегат ветроэлектрический автономный..............................................ЗЛ.6.2

Агрегат ветроэлектрический сетевой.................................................ЗЛ.6Л

Быстроходность (число модулей) ВК.................................................3.3Л 1.5

ВА..........................................................................3.1.6

ВД..........................................................................3.2.1

ВД вертикально-осевой...........................................................3.3.2

ВД горизонтально-осевой.........................................................3.3.1

Ветер........................................................................А.1

Ветроагрегат...................................................................3.1.6

Ветродвигатель.................................................................3.2.1

Ветроколесо...................................................................3.3.3

Ветроэнергетика................................................................3.1.1

ВК..........................................................................3.3.3

Втулка ВК....................................................................3.3.3.6

ВЭС.........................................................................3.1.5

ВЭУ.........................................................................3.1.4

ВЭУ гибридные.................................................................3.1.4.4

Головка (гондола) ВД............................................................3.3.8

Диаметр ВК...................................................................3.3.3.1

Кадастр ветровой...............................................................3.1.2

Коэффициент использования энергии ветра............................................3.3.11.3

Коэффициент полезного действия ВА общий...........................................3.2.9

Крутка лопасти.................................................................3.3.3.4

Лопасть ВК....................................................................3.3.3.3

Момент ВК номинальный.........................................................3.3.11.6.3

Момент вращения ВК............................................................3.3.11.6.1

Момент трогания с места.........................................................3.3.11.6.2

Мощность ВА номинальная........................................................3.2.8

Мощность ВА установленная.......................................................3.2.7

Мощность ветра удельная.........................................................А. 9

Нагрузка ВК аэродинамическая.....................................................3.3.11.6

Площадь ВК ометаемая...........................................................3.3.3.2

Повторяемость скоростей ветра.....................................................А. 5

Потенциал валовой..............................................................3.1.3.1

Потенциал ветровой.............................................................3.1.3

Потенциал технический...........................................................3.1.3.2

Потенциал экономический.........................................................3.1.3.3

Производительность ВА..........................................................3.2.6

Профиль ветра вертикальный......................................................А. 4

Распределение скоростей ветра.....................................................А.6

Распределение скоростей ветра по Вейбуллу...........................................А. 7

Роза скоростей.................................................................А.6

Роза энергии ветра..............................................................А. 10

СЕЭЭ........................................................................3.2.3

Сила лобового давления на ВК.....................................................3.3.11.6.4

Система генерирования электроэнергии...............................................3.2.3

Система ориентации ВД..........................................................3.3.9

Система передачи мощности.......................................................3.2.2

Система регулирования ВД........................................................3.3.10

Скорость ветра буревая расчетная...................................................3.2.14

Скорость ветра максимальная рабочая................................................3.2.13

Скорость ветра минимальная рабочая................................................3.2.11

Скорость ветра расчетная.........................................................3.2.12

Скорость ветра среднегодовая......................................................А.З

Скорость ветра средняя...........................................................А. 2

Скорость страгивания с места......................................................3.2.10

7

СПМ........................................................................3.2.2

Станция ветроэлектрическая.......................................................3.1.5

Тормоз ВД аварийный............................................................3.3.7

Тормоз ВД аэродинамический......................................................3.3.4

Тормоз ВД главный..............................................................3.3.6

Тормоз ВД механический.........................................................3.3.5

Угол конуса ВК.................................................................3.3.3.7

Угол установки лопасти...........................................................3.3.3.5

Угол установки оси ВК...........................................................3.3.3.8

Установка ветромеханическая......................................................3.1.4.1

Установка ветротепловая..........................................................3.1.4.2

Установка ветроэлектрическая.....................................................3.1.4.3

Установка ветроэнергетическая.....................................................3.1.4

Характеристика ВА энергетическая..................................................3.2.4

Характеристики ВА рабочие.......................................................3.2.5

Характеристики ВД аэродинамические................................................3.3.11.1

Характеристики ВД регулировочные.................................................3.3.11.2

Частота вращения ВК............................................................3.3.3.9

Число модулей номинальное.......................................................3.3.11.5.1

Число модулей синхронное........................................................3.3.11.5.2

Число часов (коэффициент) использования номинальной мощности..........................3.2.15

Энергия ветрового потока полная...................................................3.3.11.4

8

ГОСТ Р 51237-98

ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное)

алфавитный указатель терминов на английском языке

Aerodynamical load..............................................................3.3Л 1.6

Air brake......................................................................3.3.4

Air dynamic characteristics.........................................................3.3.11.1

Average annual wind speed.........................................................A.3

Average wind speed...............................................................A. 2

Blade.........................................................................3.3.3.3

Blade twist.....................................................................3.3.3.4

Capacity......................................................................3.2.6

Characteristics regulation...........................................................3.3.11.2

Combine wind systems............................................................3.1.4.4

Cone angle.....................................................................3.3.3.7

Cut-in-wind speed...............................................................3.2.11

Cut-out-wind speed..............................................................3.2.13

Efficiency rated output............................................................3.2.15

Efficiency total..................................................................3.2.9

Emergency brake................................................................3.3.7

Generator system................................................................3.2.3

Head brake....................................................................3.3.6

High-speed running factor..........................................................3.3.11.5

Horizontal axial wind motor........................................................3.3.1

Hub.........................................................................3.3.3.6

Maximum design wind speed........................................................3.2.14

Maximum electrical output.........................................................3.2.7

Mechanical brake................................................................3.3.5

Moment of the wind wheel.........................................................3.3.11.6.1

Nagelle.......................................................................3.3.8

Nominal high-speed mnning factor...................................................3.3.11.5.1

Nominal moment of the wind wheel...................................................3.3.11.6.3

Output coefficient................................................................3.3.11.3

Performance curve...............................................................3.2.5

Pitch angle of the blade............................................................3.3.3.5

Power regulation system...........................................................3.3.10

Probility function of the wind speed...................................................A. 5

Rated elecrtical output............................................................3.2.8

Rated wind speed................................................................3.2.12

Rotation speed..................................................................3.3.3.9

Rotor diameter..................................................................3.3.3.1

Specific power of the air stream......................................................A.9

Starting moment of the wind wheel...................................................3.3.11.6.2

Start-up speed..................................................................3.2.10

Swept area.....................................................................3.3.3.2

Synchronous high-speed running factor.................................................3.3.11.5.2

Tilt angle......................................................................3.3.3.8

Transmission power system.........................................................3.2.2

Vertical axial wind motor..........................................................3.3.2

Weibull density function...........................................................A.7

Wind.........................................................................A.l

Wind cadaster..................................................................3.1.2

Wind distribution................................................................A.6

Wind elecrical plant..............................................................3.1.4.3

Wind electrical power station........................................................3.1.5

Wind energy rose................................................................A. 10

Wind energy total................................................................3.3.11.4

Wind mechanical plant............................................................3.1.4.1

Wind motor....................................................................3.2.1

Wind potency...................................................................3.1.3

9

Wind potency economic...........................................................3.1.3.3

Wind potency technical............................................................3.1.3.2

Wind potency total...............................................................3.1.3.1

Wind power....................................................................3.1

Wind power curve................................................................3.2.4

Wind power plant................................................................3.1.4

Wind rose.....................................................................A. 8

Wind rotor.....................................................................3.3.3

Wind speed profile...............................................................A. 4

Wind thermal plant...............................................................3.1.4.2

Wind unit.....................................................................3.1.6

Wind unit autonomic.............................................................3.1.6.2

Wind unit for grid electric..........................................................3.1.6.1

Yaw system....................................................................3.3.9

10

ГОСТ Р 51237-98

ПРИЛОЖЕНИЕ Е (информационное)

Библиография

[1] МЭК 50 (602)—83    Международный электротехнический словарь. Елава 602. Производство, передача и

распределение электрической энергии. Производство электрической энергии

11

УДК 001.4 : 620.9 : 006.354    ОКС    27.180    Е00    ОКСТУ    3111,    3401

Ключевые слова: энергетика нетрадиционная, ветроэнергетика, установки энергетические, ветроа-грегаты лопастные, термины, определения

Редактор В.П. Огурцов Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор В. И. Баренцева Компьютерная верстка В.И. Грищенко

Изд. лиц. № 021007 от 10.08.95.    Сдано    в    набор    27.02.99.    Подписано    в    печать    10.02.99.    Уел.    печ.    л.    1,86.

Уч.-изд. л. 1,20.    Тираж    237    экз.    С1902.    Зак.    102.

ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва, Колодезный пер., 14.

Набрано в Издательстве на ПЭВМ Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. "Московский печатник”, Москва, Лялин пер., 6.

Плр № 080102

ГОСТ Р 51237-98

Содержание

Введение..................................................................IV

1    Область применения....................................................... 1

2    Нормативные ссылки...................................................... 1

3    Стандартизованные термины................................................. 1

3.1    Общие понятия........................................................ 1

3.2    Составные части ВА и его характеристики................................... 2

3.3    Ветродвигатель, его составные части и характеристики.......................... 3

Приложение А Термины и определения характеристик ветра, используемых в ветроэнергетике .................................................... 6

Приложение Б Алфавитный указатель терминов    на русском    языке..................... 7

Приложение В Алфавитный указатель терминов    на английском языке................... 9

Библиография.............................................................. 11

III

Введение

Установленные в настоящем стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области ветроэнергетики.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.

В алфавитном указателе данные термины приведены отдельно с указанием номера статьи.

Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значение используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем стандарте.

Термины и определения общетехнических понятий, необходимые для пояснения текста стандарта, приведены в приложении А.

В стандарте приведены алфавитные указатели терминов на русском (приложение Б) и английском (приложение В) языках.

Стандартизованные термины выделены полужирным шрифтом, их краткие формы — светлым.

IV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Нетрадиционная энергетика ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА

Термины и определения

Nontraditional power engineering. Wind power engineering. Terms and definitions

Дата введения 1999—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области ветроэнергетики.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы по ветроэнергетике, входящих в сферу работ по стандартизации или использующих результаты этих работ.

Стандарт входит в комплекс нормативных документов по нетрадиционной энергетике, установленных ГОСТ Р «Нетрадиционная энергетика. Направления стандартизации. Основные положения».

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 24291-90 Электрическая часть электростанций и электрической сети. Термины и определения

3    Стандартизованные термины

3.1    Общие понятия

3.1.1    ветроэнергетика:

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

3.1.2    ветровой кадастр:

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:

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

3.1.3.1 валовой потенциал:

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

Издание официальное

3.1.3.2    технический потенциал:

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:

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

3.1.4 ветроэнергетическая установка (ВЭУ):

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:

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

3.1.4.2    ветротепловая установка:

ВЭУ, предназначенная для непосредственного преобразования ветровой энергии в тепловую

3.1.4.3    ветроэлектрическая установка:

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

3.1.4.4    гибридные ВЭУ:

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):

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):

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

3.1.6.1    сетевой ветроэлектрический агрегат:

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:

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):

Устройство для преобразования ветровой энергии в механическую энергию вращения ветроколеса

3.2.2    система передачи мощности (СПМ):

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):

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

2

3.2.4 энергетическая характеристика BA: Размерная зависимость выходной мощности ВА от скорости Wind power curve ветра незаторможенного потока 3.2.5 рабочие характеристики ВА: Размерные характеристики зависимости момента вращения и Performance curve мощности от частоты вращения для ряда постоянных скоростей ветра 3.2.6 производительность ВА: Зависимость объема продукции, производимого ВА за единицу Capacity времени, от средней скорости ветра 3.2.7 установленная мощность ВА: Паспортная мощность машины на выходном валу ВА Maximum electrical output 3.2.8 номинальная мощность ВА: Максимальное значение выходной мощности, на которую рас Rated electrical output считан ВА в длительном режиме работы 3.2.9 общий коэффициент полезного действия ВА: Отношение производимой ВА полезной энергии к полной энер Efficiency total гии ветра, проходящей через ометаемую площадь ветроколеса 3.2.10 скорость страгивания с места: Минимальная скорость ветра, при которой ветроколесо начинает вращение без нагрузки Start-up speed 3.2.11 минимальная рабочая скорость ветра: Минимальная скорость ветра, при которой обеспечивается вращение ВА с номинальной частотой вращения с нулевой производительностью (холостой ход) Cut-in-wind speed 3.2.12 расчетная скорость ветра: Минимальная скорость ветра, при которой ВА развивает номинальную мощность; скорость, соответствующая началу регули Rated wind speed рования 3.2.13 максимальная рабочая скорость ветра: Скорость ветра, при которой расчетная прочность ВА позволяет Gut-out-wind speed производить электроэнергию без повреждений 3.2.14 буревая расчетная скорость ветра: Максимальная скорость ветра, которую может выдержать остановленный ВА без разрушений Maximum design wind speed 3.2.15 число часов (коэффициент) использования номинальной мощности: Отношение производительности ВА за расчетный период времени к номинальной мощности ВА Efficiency rated output

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: ВД, у которого ось вращения расположена перпендикулярно Vertical axial wind motor вектору скорости ветра 3.3.3 ветроколесо (ВК): Лопастная система ветродвигателя, воспринимающая аэродинамические нагрузки от ветрового потока и преобразующая энергию Wind rotor ветра в механическую энергию вращения ветроколеса 3.3.3.1 диаметр ВК: Диаметр окружности, описываемый наиболее удаленными от оси вращения ВК частями лопастей Rotor diameter 3.3.3.2 ометаемая площадь ВК: Геометрическая проекция площади ВК на плоскость, перпенди Swept area кулярную вектору скорости ветра 3.3.3.3 лопасть ВК: Составная часть ВК, создающая вращающий момент Blade

3

3.3.3.4    крутка лопасти:

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

3.3.3.5    угол установки лопасти:

Угол между хордой профиля лопасти и плоскостью или поверхностью вращения ВК

3.3.3.6    втулка ВК:

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

3.3.3.7    угол конуса ВК:

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

3.3.3.8    угол установки оси ВК:

Отклонение угла установки оси ВК от горизонтали

3.3.3.9    частота вращения ВК:

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

3.3.4    аэродинамический тормоз ВД:

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

3.3.5    механический тормоз ВД:

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

3.3.6    главный тормоз ВД:

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:

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

3.3.8    головка (гондола) ВД:

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:

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:

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:

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:

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

3.3.11.3    коэффициент использования энергии ветра:

Отношение величины механической энергии, развиваемой ВК,

и полной энергии ветра, проходящей через ометаемую площадь

ветроколеса

4

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное)

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕТРА, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ

В ВЕТРОЭНЕРГЕТИКЕ

А.1 ветер:

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

А. 2 средняя скорость ветра:

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

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

А.З среднегодовая скорость ветра:

Средняя скорость ветра за год в конкретной местности, определяемая для заданной высоты над уровнем земной поверхности А. 4 вертикальный профиль ветра:

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:

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

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

А.7 распределение скоростей ветра по Вейбуллу:

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:

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:

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:

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