Vertikale windturbine

Un vertikale windturbine u horisontaal is soos 'n elektriese kragopwekker wat werk omskakel die kinetiese energie van die wind in meganiese energie en deur 'n windturbine in elektriese energie.

Daar is twee hooftipes vertikale en horisontale as windturbine. Diegene met 'n vertikale as val op omdat hulle nie die oriëntasiemeganisme benodig nie en wat die elektriese kragopwekker is, kan op die grond gerangskik word. Aan die ander kant word diegene met 'n horisontale as die meeste gebruik en kan 'n wye verskeidenheid geïsoleerde toepassings van klein krag bedek word tot installasies in groot windplase.

Ons gaan die twee belangrikste verdiep, soos die bogenoemde windturbines met 'n vertikale en horisontale as, en wat dit sou wees nuwe voorstelle wat die meeste daaruit probeer haal na die wind om elektriese energie te produseer. Ons is binne 'n paar jaar waar tegnologie vorder en ons sien elke keer nuwe voorstelle soos die propellerlose windturbines van die Vortex-projek of die Wind Tree, 'n soort meganiese boom wat stil energie opwek.

Wat is 'n vertikale windturbine?

'N Windturbine met 'n vertikale as is in wese 'n windturbine waarin die rotoras in 'n vertikale posisie geïnstalleer is en elektrisiteit kan opwek, ongeag in watter rigting die wind kom. Die voordeel van hierdie soort vertikale windturbine is dat kan selfs op plekke met min wind elektrisiteit opwek en stedelike gebiede waar die bouregulasies oor die algemeen die installasie van horisontale windturbines verbied.

Soos genoem, windturbines met vertikale of vertikale as geen oriënteringsmeganisme nodig nie en wat die elektriese kragopwekker sou wees, kan op die grond gevind word. Syne energieproduksie is laer en dit het 'n paar klein gestremdhede soos dit gemotoriseer moet word om aan die gang te kom.

Daar drie soorte vertikale windturbines net soos Savonius, Giromill en Darrrieus.

Savonius tipe

Dit word gekenmerk deur wees gevorm deur twee halfsirkels horisontaal verplaas op 'n sekere afstand, waardeur die lug beweeg, sodat dit min krag ontwikkel.

gyromil

Dit staan ​​uit as 'n stel aangehegte vertikale lemme met twee stawe op die vertikale as en bied 'n energietoevoer van 10 tot 20 Kw.

darrieus

Gevorm deur twee of drie bikonvekse lemme saamgevoeg na die vertikale as aan die onder- en boonste punt, maak dit gebruik van die wind binne 'n wye snelheidsband. Die nadeel is dat hulle nie vanself aanskakel nie en dat hulle 'n Savonius-rotor nodig het.

Hoe werk 'n vertikale as-windturbine?

In vertikale windturbines draai die lemme met die krag wat die wind aandryf. Vertikale windturbines, anders as horisontale, is altyd in lyn met die wind. Dit maak nie saak watter rigting dieselfde is nie, want hulle kan werk selfs as die wind met lae snelhede waai. Die voordeel van hierdie vertikale windturbines is dat hulle is kleiner en ligter as die turbines wat horisontaal is. Omdat hulle kleiner is, genereer hulle minder energie. Hulle kan egter 'n huis verhit, al die binne- en buiteligte aansteek en die battery van 'n elektriese motor herlaai.

Horisontale as windturbines

Diegene met 'n horisontale as is Die mees gebruikte en dit is die wat ons kan vind in die groot windplase waar hierdie tipe windturbines meer as 1 Mw krag kan gebruik.

Dit is basies 'n rotasiemasjien waarin die beweging voortgebring word deur die kinetiese energie van die wind wanneer dit inwerk op 'n rotor wat normaalweg drie lemme het. Die vervaardigde rotasiebeweging word oorgedra en vermenigvuldig met 'n spoedvermenigvuldiger na 'n kragopwekker wat verantwoordelik is vir die vervaardiging van elektriese energie.

Al hierdie komponente hulle staan ​​op 'n gondel Dit word bo-op 'n draagtoring geplaas. Dit is die konvensionele wat in sekere streke van ons land aangetref kan word, met 'n ander horison en landskap, maar wat skoon en goedkoop energie bied.

Elke windturbine het 'n mikroverwerker wat verantwoordelik is vir beheer en die opstart-, werking- en afskakelveranderlikes daarvan te reguleer. Dit neem al hierdie inligting en data na die installasiesentrum. Elk van hierdie windturbines bevat aan die onderkant van die toring 'n kabinet met al die elektriese komponente (outomatiese skakelaars, stroomtransformators, oorspanningsbeveiligers, ens.) Wat die vervoer van die opgewekte elektriese energie vergemaklik tot die verbinding van die netwerk of verbruik punte.

Die energie verkry uit 'n windturbine hang af van die krag van die wind wat deur die rotor gaan en direk eweredig is aan die digtheid van die lug, die gebied wat deur sy lemme gevee word en die snelheid van die wind.

Die werking van 'n windturbine word gekenmerk deur sy kragkurwe wat aandui die aantal windsnelhede waarin dit gebruik kan word en die krag wat nodig is vir elke geval.

Watter tipe windturbine is doeltreffender?

Wat energiedoeltreffendheid betref, is dit die horisontale windturbines wat die spel wen. En dit is dat hulle in staat is om 'n hoër rotasiesnelheid te bereik, sodat hulle 'n ratkas met 'n laer rotasievermenigvuldigingsverhouding benodig. Daarbenewens moet die konstruksie van hierdie windturbines redelik hoog gedoen word verhoogde windspoed word in 'n groter mate gebruik. In die boonste lae van die atmosfeer is die windspoed hoër omdat dit geen hindernis het nie.

Wat is die nadele van VAWT-windturbines?

Die nadele van hierdie tipe windturbines sluit die volgende in:

• Die aanvanklike koste van die installasie is redelik hoog.
• As u in 'n gebied moet gaan waar daar nie voortdurend te veel wind is nie, is die kans groot energie-doeltreffendheid kan nie verwyder word nie.
• U kan probleme met bure hê as gevolg van geraas.
• Turbines werk gewoonlik net met 'n kapasiteit van ongeveer 30%.

Gebruik van windturbines en geskiedenis

Die gebruik van elektriese energie uit die wind is reeds gebruik met windrotors in geïsoleerde huise in die platteland in die middel XNUMXste eeu.

Maar die een wat regtig in die 70's op hierdie tegnologie geset het, was Denemarke. Hierdie feit het hierdie land toegelaat om te wees een van die voorste vervaardigers van hierdie soort windturbines, soos die geval is met Vestas en Siemens Wind Power.

Reeds in 2013, windenergie het die ekwivalent van 33% opgelewer van die totale elektrisiteitsverbruik, met 39% in 2014. Die doel van Denemarke is om teen 50 2020% te bereik en teen 2035 84%.

Die verandering wat hierdie land teweeggebring het, was as gevolg van hoë CO2-uitstoot in die laat 70's het hernubare energie die belangrikste keuse vir hierdie land geword. Dit het gelei tot 'n afname in energie-afhanklikheid van ander lande en 'n vermindering in wêreldwye besoedeling.

Histories was die installasie in Denemarke van die eerste windturbine wat 2 MW bereik het. Die kragstasie het 'n buisvormige toring en drie lemme gehad. Dit is gebou deur onderwysers en studente van die Tvind-skool. En die snaakse ding van hierdie verhaal is dat daar op hul dag voor die inhuldiging gespot is met die "amateurs". Tot vandag toe werk die turbine nog steeds en het 'n ontwerp wat baie ooreenstem met die modernste windturbines.

Die toekoms van windturbines

Tot vandag toe bly tegnologiese innovasies na vore toepassings te verbeter van windenergie. In 2015 was die Vestas V164 die grootste geïnstalleerde turbine vir gebruik naby die kus.

In 2014 het meer as 240.000 XNUMX windturbines hulle was in die wêreld werksaam en produseer 4% van die wêreld se elektrisiteit. In 2014 het die totale kapasiteit 336 Gw geslaag met China, die Verenigde State, Duitsland, Spanje en Italië as leiers in installasies.

En dit is nie net hierdie lande wat hul bevolking van windturbines met vertikale of horisontale as vergroot nie, maar ook baie ander hulle soek 'n manier om meer volhoubaar te wees Soos in Frankryk met die Eiffeltoring, wat nou sy eie energie genereer danksy nuut geïnstalleerde windturbines, waarby LED-ligte, sonpanele en 'n reënwater-opvangstelsel gevoeg word om skoon en goedkoop energie te bevorder.

Ons kan ook nie van nuwe pogings in die vorm van 157 windturbines vir 3 nuwe windplase in Suid-Afrika wat uit die hand van een van die grootste vervaardigers van hierdie tipe tegnologie soos Siemens sal kom. Hulle sal tussen die 3 'n kapasiteit van 140 mW byvoeg en daar word verwag dat hulle teen die begin van 2016 geïnstalleer sal word om elektrisiteit aan die nabygeleë bevolking van hierdie Afrika-land te voorsien.

Verwante artikel:

Alles wat u moet weet oor windturbines

Die tegnologie van drywende windturbines

Soos ons kon sien in die geskiedenis van windenergieoffshore windenergie in 2009 begin uitbrei toe die drywende turbine van Hywind in Noorweë geïnstalleer is teen 'n koste van byna 62 miljoen dollar.

Japan, na die Fukushima-kernramp, het bedink die installasie van 80 mariene windturbines teen 2020 op die nabygeleë oewer.

Vortex propellerlose windturbines

'N Spaanse maatskappy genaamd Deutecno het 'n windturbine sonder bewegende dele geskep wat die eerste prys in die Energie-kategorie op The South Summit 2014 verower het.

Hierdie propellerlose windturbines is hulle sou toesig hou oor die uitskakeling van die groot windturbines wat die horison verander waar hulle ook al geïnstalleer is. Sy funksionaliteit sal soortgelyk wees, maar met aansienlike kostebesparings, behalwe dat die instandhouding en installasie daarvan goedkoper is.

Daar moet ook 'n vermindering van omgewingsimpak afgesien daarvan verminder dit die geraas wat tradisionele windturbines genereer.

Hul tegnologie werk op so 'n manier dat gebruik vervorming veroorsaak deur vibrasie wat veroorsaak word deur die wind wanneer die resonansie in 'n semi-rigiede vertikale silinder aangegaan word en in die grond geanker word.

Die hoofdeel van Vortex, wat die silinder is, was gemaak van piëzo-elektriese materiale en veselglas of koolstof, en elektriese energie word opgewek deur die vervorming van hierdie materiale.

2016 sal die jaar wees waarin die eerste bladlose windpompeenheid gereed is.

Windboom

'N Redelik innoverende projek is die Wind Tree wat deur NewWind ontwikkel word bestaan ​​uit 72 kunsmatige blare. Elkeen is 'n vertikale turbine met 'n koniese vorm en het 'n klein massa wat energie kan opwek met 'n ligte briesie van 2 meter per sekonde.

Dit laat u toe krag op te wek vir 280 dae in die jaar en sy totale produksie is 3.1 kW met 72 turbines aan die gang. Die Windboom is 11 meter hoog en 8 meter in deursnee en is naby die grootte van 'n regte boom, sodat dit perfek in daardie stedelike ruimte kan pas.

Un heel besondere projek en dit stel ons voor die tegnologiese vooruitgang wat die weg soek om doeltreffender te wees en genoeg energie aan die openbare elektrisiteitsnetwerk te lewer of as ekstra vir 'n gebou.

Dele van 'n windturbine

Windturbines as geheel hulle kan tot 200 meter hoog en 20 ton meet gewig. Die struktuur en komponente daarvan is ingewikkeld en word vervaardig om kragopwekking te optimaliseer vanaf die spoed van XNUMX tot die maksimum.

Tussen die komponente en dele van 'n windturbiner het ons:

Basis

Die basiese beginsels vir 'n windturbine is om te wees goed geheg aan 'n sterk basis. Hiervoor word windturbines met horisontale as gebou met 'n ondergrondse gewapende betonfondament wat aanpas by die terrein waarin dit geleë is en help om windbelasting te weerstaan.

Toring

Die toring is die deel van die windturbine wat ondersteun al die gewig en is die een wat die lemme van die grond af hou. Dit is gebou van gewapende beton aan die onderkant en staal aan die bokant. Dit is gewoonlik hol om toegang tot die gondel toe te laat. Die toring is verantwoordelik vir die verhoging van die windturbine sodat dit die maksimum moontlike windspoed kan benut. Aan die einde van die toring is 'n roterende staal of veselglas nacelle geheg.

Lemme en rotor

Vandag se turbines bestaan ​​uit drie lemme, want dit bied 'n groter gladheid in die draai. Die lemme is gemaak van 'n saamgestelde poliëstermateriaal met 'n versterking van glas- of koolstofvesels. Hierdie verbindings gee die lemme groter weerstand. Die lemme kan tot 100 meter lank wees en is aan die rotornaaf gekoppel. Danksy hierdie naaf kan die lemme die invalshoek van die lemme verander om van die wind gebruik te maak.

Wat die rotors tans betref is horisontaal en kan gewrigte hê. Normaalweg is dit geleë aan die windkant van die toring. Dit word gedoen om die sikliese vragte op die lemme wat voorkom as dit aan die oorkant daarvan geleë is, te verminder, want as 'n lem agter die toring geplaas word, sal die valsnelheid baie verander word.

Die gondel

Dit is 'n hokkie wat u kan sê Dit is die enjinkamer van die windturbine. Die nacelle draai om die toring om die turbine na die wind te plaas. Die nacelle bevat die ratkas, hoofas, beheerstelsels, kragopwekker, remme en draai-meganismes.

Ratkas

Die funksie van die ratkas is om pas die draaisnelheid aan van die hoofas tot die een wat die kragopwekker benodig.

kragopwekker

In vandag se windturbines daar is drie soorte turbines wat slegs wissel volgens die gedrag van die kragopwekker wanneer dit in oormatige windspoed verkeer en daar gepoog word om oorbelasting te voorkom.

Byna alle turbines gebruik een van die drie stelsels:

• Eekhoorn-induksiegenerator vir eekhoring
• Bifasiese induksiegenerator
• Sinchroniese kragopwekker

Breekstelsel

Remstelsel dit is 'n sekuriteitstelsel Dit het skywe wat help in nood- of onderhoudsituasies om die meul te stop en skade aan die strukture te voorkom.

Beheerstelsel

Die windpomp is vol beheer en outomaties deur die beheerstelsel. Hierdie stelsel bestaan ​​uit rekenaars wat die inligting wat deur die windskerm voorsien word, bestuur en die windmeter wat bo-op die nacelle geplaas is. Op hierdie manier, as u die weersomstandighede ken, kan u die meul en lemme beter oriënteer om die kragopwekking met die waaiende wind te optimaliseer. Al die inligting wat hulle ontvang oor die status van die turbine kan op afstand na 'n sentrale bediener gestuur word en alles onder beheer hê. In die geval dat windsnelheid of weerstoestande die struktuur van die windturbine kan beskadig, kan u met die beheerstelsel vinnig die situasie ken en die remstelsel aktiveer en sodoende skade vermy.

Dankie aan al hierdie dele van die windturbine wat u kan opwek elektriese energie uit die wind op 'n hernubare en nie-besoedelende manier vir die omgewing.