Вертыкальная ветравая турбіна

Un вертыкальная ветравая турбіна u гарызантальны падобны на электрычны генератар, які працуе пераўтварэнне кінетычнай энергіі ветру у механічнай энергіі і праз ветравую турбіну ў электрычнай энергіі.

Ёсць два асноўныя тыпы ветраная турбіна па вертыкальнай і гарызантальнай восі. Тыя, хто мае вертыкальную вось, вылучаюцца тым, што не маюць патрэбы ў механізме арыентацыі, а электрычны генератар можна размясціць на зямлі. З іншага боку, тыя, якія маюць гарызантальную вось, найбольш часта выкарыстоўваюцца і дазваляюць ахопліваць шырокі спектр ізаляваных прыкладанняў малой магутнасці да ўстановак у буйных ветрапарках.

Мы збіраемся паглыбіцца ў дзве асноўныя з іх, напрыклад, вышэйзгаданыя ветраныя турбіны па вертыкальнай і гарызантальнай восі, і тое, якімі яны будуць новыя прапановы, якія імкнуцца атрымаць ад гэтага максімальную карысць ветру для атрымання электрычнай энергіі. Мы знаходзімся праз некалькі гадоў, калі тэхналогіі прасоўваюцца наперад, і кожны раз мы бачым новыя прапановы, такія як бязгерцавыя ветраныя турбіны праекта Vortex або ветравое дрэва, своеасаблівае механічнае дрэва, якое бясшумна выпрацоўвае энергію.

Што такое вертыкальная ветравая турбіна?

Ветрагенератар па вертыкальнай восі - гэта, па сутнасці, ветрагенератар, у якім вал ротара усталяваны ў вертыкальным становішчы і можа вырабляць электрычнасць незалежна ад таго, у які бок ідзе вецер. Перавага гэтага тыпу вертыкальных ветракоў у тым, што можа вырабляць электрычнасць нават у месцах з невялікім ветрам і гарадскія раёны, дзе будаўнічыя нормы звычайна забараняюць усталёўваць гарызантальныя ветраныя турбіны.

Як ужо згадвалася, ветраныя турбіны з вертыкальнай або вертыкальнай воссю няма неабходнасці ў механізме арыентацыі а які электрычны генератар можна знайсці на зямлі. Яго вытворчасць энергіі ніжэй і ў яго ёсць некаторыя невялікія недахопы, як гэта трэба матарызаваць, каб пачаць.

Там тры тыпы вертыкальных ветракоў як Савоній, Жыроміл і Даррэй.

Тып Савоні

Гэта характарызуецца быццём утвораны двума паўколамі перамяшчаецца гарызантальна на пэўную адлегласць, праз якую рухаецца паветра, таму развівае мала сілы.

Гіраміл

Гэта вылучаецца наяўнасцю набор прымацаваных вертыкальных лопасцяў з двума палоскамі на вертыкальнай восі і прапануе дыяпазон энергіі ад 10 да 20 кВт.

Дар'е

Сфарміраваны двума-трыма апуклымі лопасцямі, злучанымі да вертыкальнай восі знізу і зверху, дазваляе скарыстацца ветрам у шырокім дыяпазоне хуткасцей. Недахопам з'яўляецца тое, што яны не ўключаюцца самі, і ім патрэбен ротар Савоні.

Як працуе ветрагенератар з вертыкальнай воссю?

У вертыкальных ветраных турбінах лопасці круцяцца з сілай, якая рухае вецер. Вертыкальныя ветрагенератары, у адрозненне ад гарызантальных, заўсёды выраўнаваны па ветры. Не мае значэння, у якім кірунку яны аднолькавыя, бо яны могуць працаваць нават тады, калі вецер дзьме з малой хуткасцю. Перавага гэтых вертыкальных ветракоў у гэтым яны меншыя і лягчэйшыя за турбіны, якія маюць гарызанталь. Будучы меншымі, яны выпрацоўваюць менш энергіі. Аднак яны здольныя ацяпляць дом, уключаючы ўсе ўнутраныя і знешнія свяцільні і падзараджаючы акумулятар электрамабіля.

Ветрагенератары з гарызантальнай воссю

Тыя, хто мае гарызантальную вось Найбольш выкарыстоўваюцца і менавіта іх мы можам знайсці ў тых вялікіх ветрапарках, дзе гэты тып ветраных турбін можа быць выкарыстаны з магутнасцю больш за 1 МВт.

У асноўным гэта круцільная машына пры якім рух выклікаецца кінэтычнай энергіяй ветру, калі ён уздзейнічае на ротар, які звычайна мае тры лопасці. Выраблены круцільны рух перадаецца і памнажаецца пры дапамозе памнажальніка хуткасці генератару, які адказвае за выпрацоўку электрычнай энергіі.

Усе гэтыя кампаненты яны стаяць на гандоле Ён размешчаны на верхняй частцы апорнай вежы. Яны звычайныя, якія можна знайсці ў некаторых рэгіёнах нашай краіны, маляваўшы іншы гарызонт і пейзаж, але прапаноўваючы чыстую і танную энергію.

У кожнай ветравой турбіны ёсць мікрапрацэсар, які адказвае за кіраванне і рэгулююць зменныя запуску, працы і прыпынку. Гэта пераносіць усю гэтую інфармацыю і дадзеныя ў цэнтр кіравання ўстаноўкай. Кожная з гэтых ветрагенератараў мае ў падставе вежы шафу з усімі электрычнымі кампанентамі (аўтаматычнымі выключальнікамі, трансфарматарамі току, сродкамі абароны ад перанапружання і г.д.), якія палягчаюць транспарт электрычнай энергіі, якая выпрацоўваецца, да падключэння да сеткі альбо спажывання. ачкоў.

Энергія, атрыманая ад ветравой турбіны залежыць ад магутнасці ветру які праходзіць праз ротар і прама прапарцыянальны шчыльнасці паветра, плошчы, змешчанай яго лопасцямі, і хуткасці ветру.

Праца ветракоў характарызуецца сваёй крывой магутнасці гэта паказвае дыяпазон хуткасцей ветру, у якіх ён можа працаваць, і магутнасць, якая патрэбна для кожнага выпадку.

Які тып ветракоў больш эфектыўны?

З пункту гледжання энергаэфектыўнасці, перамогу ў гульні атрымліваюць гарызантальныя ветраныя турбіны. І гэта тое, што яны здольныя дасягнуць больш высокай хуткасці кручэння, таму ім патрэбна скрынка перадач з меншым каэфіцыентам множання кручэння. Акрамя таго, паколькі будаўніцтва гэтых ветракоў трэба рабіць даволі высока павелічэнне хуткасці ветру выкарыстоўваецца ў большай ступені. У верхніх пластах атмасферы хуткасць ветру вышэйшая, паколькі яна не мае перашкод.

У чым недахопы ветрагенератараў VAWT?

Да недахопаў гэтых тыпаў ветраных турбін можна аднесці наступнае:

• Першапачатковы кошт ўстаноўкі даволі высокі.
• Калі вам трэба ў раёне, дзе пастаянна мала ветру, хутчэй за ўсё энергаэфектыўнасць не можа быць выдалена.
• З-за шуму могуць узнікнуць праблемы з суседзямі.
• Турбіны звычайна працуюць толькі з магутнасцю каля 30%.

Выкарыстанне ветракоў і гісторыя

Выкарыстанне электрычнай энергіі ветру ўжо выкарыстоўвалася з ветракамі ў ізаляваных дамах у сельскай мясцовасці ў сярэдзіне XNUMX ст.

Але той, хто сапраўды зрабіў стаўку на гэтую тэхналогію ў 70-х, была Данія. Гэты факт дазволіў гэтай краіне быць адзін з вядучых вытворцаў гэтага тыпу ветракоў, як у выпадку з Vestas і Siemens Wind Power.

Ужо ў 2013 годзе энергія ветру выраблена ў эквіваленце 33% агульнага спажывання электраэнергіі з 39% у 2014 г. Цяпер мэта Даніі - дасягнуць 50% да 2020 г., а да 2035 г. - 84%.

Змены, якія вырабіла гэтая краіна з-за высокіх выкідаў CO2 у канцы 70-х гадоў, таму аднаўляльныя крыніцы энергіі сталі галоўным выбарам для гэтай краіны. Гэта прывяло да памяншэння энергетычнай залежнасці ад іншых краін і зніжэння глабальнага забруджвання.

Гістарычнай была ўстаноўка ў Даніі першая ветраная турбіна, якая дасягнула 2 МВт. Электрастанцыя мела трубчастую вежу і тры лопасці. Яго пабудавалі выкладчыкі і вучні школы Цвінд. І самае цікавае ў гэтай гісторыі заключаецца ў тым, што ў гэты дзень перад інаўгурацыяй над гэтымі "аматарамі" высмейвалі. Да гэтага часу гэтая турбіна ўсё яшчэ працуе і мае канструкцыю, вельмі падобную на самыя сучасныя ветраныя турбіны.

Будучыня ветракоў

Да гэтага часу працягваюць з'яўляцца тэхналагічныя інавацыі палепшыць прыкладання энергіі ветру. У 2015 годзе самай вялікай устаноўленай турбінай была Vestas V164 для выкарыстання паблізу ўзбярэжжа.

У 2014 годзе больш 240.000 XNUMX ветракоў яны працавалі ў свеце, вырабляючы 4% сусветнай электраэнергіі. У 2014 г. агульная магутнасць перавысіла 336 Гвт. Кітай, ЗША, Германія, Іспанія і Італія сталі лідэрамі па ўстаноўках.

І не толькі ў гэтых краінах павялічваецца колькасць ветракоў з вертыкальнай альбо гарызантальнай воссю, але і ў многіх іншых яны шукаюць спосаб быць больш устойлівым Як і ў Францыі з Эйфелевай вежай, якая зараз вырабляе ўласную энергію дзякуючы нядаўна ўсталяваным ветраным турбінам і да якой дададуць святлодыёдныя ліхтары, сонечныя панэлі і сістэму збору дажджавой вады для прасоўвання чыстай і таннай энергіі.

Таксама нельга забываць новыя спробы ў форме 157 ветракоў для 3 новых ветрапаркаў у Паўднёвай Афрыцы, якая пойдзе ад рукі аднаго з найбуйнейшых вытворцаў такога тыпу тэхналогій, такіх як Siemens. Яны дададуць паміж 3 магутнасцю 140 мВт, і, як чакаецца, яны будуць устаноўлены да пачатку 2016 года для забеспячэння электрычнасцю суседніх насельніцтва гэтай афрыканскай краіны.

звязаныя артыкулы:

Усё, што вам трэба ведаць пра ветраныя турбіны

Тэхналогія плаваючых ветракоў

Як мы маглі бачыць у гісторыя энергіі ветру, афшорны вецер пачаў пашырацца ў 2009 годзе калі ў Нарвегіі быў усталяваны плывучы ветрагенератар Hywind коштам каля 62 мільёнаў долараў.

Японія пасля ядзернай катастрофы на Фукусіме мае прыдумаў ўстаноўку 80 марскія ветраныя турбіны на суседняй берагавой лініі да 2020 года.

Віхравыя турбіны без вінта

Іспанская кампанія пад назвай Deutecno мае стварыў ветраную турбіну без рухомых частак які атрымаў першую ўзнагароду ў намінацыі "Энергія" на саміце "Поўдзень 2014"

Гэтыя ветрагенератары без рухавіка яны будуць адказваць за ліквідацыю велізарных ветракоў якія змяняюць гарызонт там, дзе яны ўсталяваны. Яго функцыянальнасць будзе падобнай, але з даволі значнай эканоміяй сродкаў, акрамя таго, што яе абслугоўванне і ўстаноўка танней.

Там таксама павінна быць памяншэнне ўздзеяння на навакольнае асяроддзе акрамя гэтага ён ліквідуе шум, які ствараюць традыцыйныя ветраныя турбіны.

Іх тэхналогія працуе такім чынам, што выкарыстоўвае дэфармацыю, выкліканую вібрацыяй які выкліканы ветрам пры ўваходзе ў рэзананс у паўцвёрдым вертыкальным цыліндры і замацаваны ў зямлі.

Асноўнай часткай Віхуры, якая з'яўляецца цыліндрам, была выраблены з п'езаэлектрычных матэрыялаў і шкловалакно альбо вуглярод, а электрычная энергія ствараецца пры дэфармацыі гэтых матэрыялаў.

2016-ы будзе годам у якім гатовы першы бязлезавы ветурач.

Дрэва ветру

Даволі інавацыйным праектам з'яўляецца "Дрэва ветру", якое распрацоўваецца NewWind і якое ёсць складаецца з 72 штучных лісця. Кожная з іх уяўляе сабой вертыкальную турбіну з канічнай формай і мае невялікую масу, якая можа выпрацоўваць магутнасць пры слабым ветры 2 метра ў секунду.

Гэта дазваляе вам генеруйце магутнасць на працягу 280 дзён у год, а яго агульная вытворчасць складае 3.1 кВт пры 72 турбінах. 11 метраў у вышыню і 8 метраў у дыяметры, дрэва ветру набліжаецца да памераў сапраўднага дрэва, таму цалкам можа змясціцца ў гэтай гарадской прасторы.

Un цалкам канкрэтны праект і гэта ставіць нас перад тым тэхналагічным дасягненнем, якое шукае спосаб быць больш эфектыўным і мець магчымасць забяспечваць дастатковую колькасць энергіі для грамадскай электрычнай сеткі альбо ў якасці дадатковай часткі для будынка.

Часткі ветракоў

Ветракі ў цэлым яны могуць вымяраць да 200 метраў у вышыню і 20 тон вагі. Яго структура і кампаненты складаныя і вырабляюцца для аптымізацыі выпрацоўкі электраэнергіі ад хуткасці XNUMX да максімальнай.

Паміж кампанентамі і часткі ветравой турбіныг у нас ёсць:

База

Асновы ветракоў павінны быць добра прымацоўваецца да трывалай аснове. Для гэтага ветраныя турбіны з гарызантальнай воссю пабудаваны з падземным жалезабетонным падмуркам, які адаптуецца да мясцовасці, у якой ён знаходзіцца, і дапамагае супрацьстаяць ветравым нагрузкам.

Вежа

Вежа з'яўляецца часткай ветравой турбіны, якая вытрымлівае ўсю вагу і ўтрымлівае ляза ад зямлі. Ён пабудаваны з жалезабетону ўнізе і сталі ўверсе. Звычайна ён полы, каб дазваляць доступ да гандолы. Вежа адказвае за ўзняцце ветравой турбіны настолькі, каб яна магла скарыстацца максімальна магчымай хуткасцю ветру. На канцы вежы мацуецца кручаная сталёвая альбо шклапластыкавая матацыкла.

Лопасці і ротар

Сённяшнія турбіны складаюцца з тры лопасці, паколькі забяспечвае вялікую плыўнасць ходу. Ляза выраблены з поліэфірнага кампазітнага матэрыялу з армаваннем са шкляных або вугляродных валокнаў. Гэтыя злучэнні надаюць лопасцям большую ўстойлівасць. Лапаткі могуць быць даўжынёй да 100 метраў і злучаны са ступіцам ротара. Дзякуючы гэтаму ступіцу ляза могуць змяняць кут падзення лопасцяў, каб скарыстацца ветрам.

Што датычыцца ротараў, у цяперашні час гарызантальныя і могуць мець стыкі. Звычайна ён размешчаны з наветранага боку вежы. Гэта робіцца для таго, каб паменшыць цыклічныя нагрузкі на лопасці, якія з'яўляюцца, калі яна размешчана ў падветраным кірунку, бо калі лязо размешчана ззаду вежы, хуткасць падзення значна зменіцца.

Гандола

Гэта можна сказаць так Гэта машыннае аддзяленне ветравой турбіны. Каласнік круціцца вакол вежы, каб размясціць турбіну тварам да ветру. Ганавік змяшчае скрынку перадач, асноўны вал, сістэмы кіравання, генератар, тармазы і паваротныя механізмы.

Каробка перадач

Функцыя рэдуктара - адрэгулюйце хуткасць павароту ад галоўнага вала да неабходнага генератару.

Генератар

У сучасных ветракоў ёсць тры тыпы турбін якія адрозніваюцца толькі паводзінамі генератара, калі ён знаходзіцца ва ўмовах празмернай хуткасці ветру, і робяцца спробы пазбегнуць перагрузак.

Амаль усе турбіны выкарыстоўваюць адну з гэтых 3 сістэм:

• Індукцыйны генератар бялковай клеткі
• Двухфазны індукцыйны генератар
• Сінхронны генератар

Сістэма перапынку

Тармазная сістэма гэта сістэма бяспекі У ім ёсць дыскі, якія дапамагаюць у аварыйных сітуацыях або сітуацыях тэхнічнага абслугоўвання спыніць млын і прадухіліць пашкоджанне канструкцый.

Сістэма кіравання

Вятрак цалкам кантралюецца і аўтаматызуецца сістэмай кіравання. Гэтая сістэма складаецца з кампутараў, якія кіруюць інфармацыяй ветрапалата і анемометрам, размешчаным на вяршыні веласіпеда. Такім чынам, ведаючы ўмовы надвор'я, вы можаце лепш арыентаваць млын і лопасці, каб аптымізаваць выпрацоўку электраэнергіі з дзьмучым ветрам. Усю інфармацыю, якую яны атрымліваюць пра стан турбіны, можна аддалена адпраўляць на цэнтральны сервер і кантраляваць усё. У выпадку, калі хуткасць ветру альбо ўмовы надвор'я могуць пашкодзіць структуру ветрака, з дапамогай сістэмы кіравання вы можаце хутка даведацца пра сітуацыю і ўключыць тармазную сістэму, пазбегнуўшы такім чынам пашкоджанняў.

Дзякуючы ўсім гэтым часткам ветракоў вы можаце генеруюць электрычную энергію ад ветру аднаўляльным і экалагічна чыстым спосабам для навакольнага асяроддзя.