Abylaikhan Soltanayev

В статье рассмотрены вопросы эффективного использования мощности, вырабатываемой вертикальными ветряными турбинами (ВВТ), на основе выявления резервов мощности и разработки способа повышения коэффициента использования установленной мощности (КИУМ). Приведены расчетно-аналитические графики выработки мощности и энергии ВВТ в зависимости от различной скорости ветровых потоков. Целью работы является выявление резервов мощности ВВТ и определение эффективных способов их использования для повышения КИУМ. Собрана физическая модель ВВТ и сняты характеристики вырабатываемой мощности при частоте вращения от 2 до 22 м/с. Обозначены и выделены области неиспользуемой мощности ВВТ. Для повышения КИУМ рекомендовано применение вентильного генератора с широким диапазоном частоты вращения, который способен вырабатывать электроэнергию со стабильным напряжением при различных частотах вращения вала. Стабилизация выходного напряжения достигается вариантами переключения групп ветвей якорной обмотки вентильного генератора в зависимости от скорости ветрового потока. При этом качество электроэнергии не зависит от частоты вращения, так как выработанный переменный ток через диодные мосты преобразуется в постоянный. Результаты экспериментов подтвердили эффективность предложенных способов повышения КИУМ ВВТ.

The high wind energy potential and the large number of remote settlements in Kazakhstan sustain interest in wind power installations. The vertical-axis cross-flow wind turbine is well adapted to local wind regimes, operating efficiently in the wind speed range of 3 to 30 m/s. However, conventional generator designs do not ensure optimal turbine loading across this range. This study explores the possibility of improving cross-flow wind turbine performance by replacing the conventional synchronous generator with a rectifier (SGR) with a synchronous generator featuring a multi-stage rectifier (SGMR), utilizing automotive alternators. The operating modes of the cross-flow wind turbine with SGMR were analyzed using a mathematical model developed in Excel. A physical modeling approach was proposed, where cross-flow wind turbines were simulated using DC motors, enabling investigation of generator behavior at wind speeds ranging from 3 to 26 m/s. Experimental tests on a physical setup demonstrated good agreement with the mathematical simulations. The influence of the number of rectifier stages, rated power, and rotational speed of the SGMR on cross-flow wind turbine performance was evaluated. Recommendations were developed for selecting optimal generator parameters for use with small-scale wind turbines. Model adequacy was confirmed by comparing the results of experimental studies of SGMR operating modes with the corresponding calculated data.

Автомобильные и железнодорожные перевозки играют важную роль в современной мобильности. Для установки солнечных панелей на крыше железнодорожного вокзала требуется выбор места и типа панелей. Выбираются специальные солнечные панели с высокой эффективностью и устойчивостью к вибрациям. Панели устанавливаются с помощью предназначенной системы крепления и используются для преобразования солнечной энергии в электричество. Контроллер заряда и аккумулятор обеспечивают эффективное хранение и использование энергии. Первый поезд, работающий на солнечных батареях, успешно запущен в Австралии, продемонстрировал потенциал солнечной энергии в пассажирских перевозках. В Казахстане проведены исследования по потенциалу использования солнечной энергии для железнодорожных перевозок, с учетом расчетов энергетических потребностей и солнечной радиации в различных городах. Установка солнечных панелей на поездах может значительно снизить загрязнение окружающей среды и использование природных ресурсов.

В статье представлен анализ текущего состояния и перспектив развития инновационных систем хранения электроэнергии с акцентом гравитационные батареи, усовершенствованные железнодорожные накопители и гидроаккумулирующие электростанции. Исследование основывается на комплексном изучении технических аспектов различных видов гравитационных батарей, включая анализ механизмов подъема и хранения масс, методов конвертации энергии, а также процессов зарядки и разрядки энергии. Основные результаты работы демонстрируют значительный потенциал гравитационных батарей и связанных с ними технологий в улучшении надежности и эффективности систем хранения энергии. Анализ показывает, что применение данных технологий может способствовать более широкому внедрению возобновляемых источников энергии, снижению зависимости от ископаемых видов топлива и, как следствие, уменьшению воздействия на окружающую среду. Данная работа будет интересна широкому кругу лиц так как проблема хранения энергии как никогда актуальна и полученные результаты дают перспективы развития альтернативных способов хранения электроэнергии, которые имеют большое будущее в электроэнергетических системах и ВИЭ.