Вертикална вятърна турбина

Un вертикална вятърна турбина u хоризонтално е като електрически генератор, който работи преобразуване на кинетичната енергия на вятъра в механична енергия и чрез вятърна турбина в електрическа енергия.

Има два основни типа вятърна турбина с вертикална и хоризонтална ос. Тези с вертикална ос се открояват, че не се нуждаят от механизма за ориентация и какъв е електрическият генератор, може да бъде разположен на земята. От друга страна, тези с хоризонтална ос са най-използвани и позволяват да се обхване широк спектър от изолирани приложения с малка мощност до инсталации в големи вятърни паркове.

Ще се задълбочим в двете основни, като гореспоменатите вятърни турбини с вертикална и хоризонтална ос, и какви биха били те нови предложения, които се опитват да извлекат максимума от него на вятъра за производство на електрическа енергия. Намираме се след няколко години, когато технологията напредва и всеки път виждаме нови предложения, като например безпропелерните вятърни турбини по проекта Vortex или онова вятърно дърво, вид механично дърво, което генерира енергия безшумно.

Какво е вертикална вятърна турбина?

Вятърната турбина с вертикална ос е по същество вятърна турбина, в която валът на ротора е монтиран във вертикално положение и може да генерира електричество, независимо от посоката, от която идва вятърът. Предимството на този тип вертикални вятърни турбини е това може да генерира електричество дори на места с малко вятър и градските райони, където строителните разпоредби обикновено забраняват инсталирането на хоризонтални вятърни турбини.

Както споменахме, вятърни турбини с вертикална или вертикална ос няма нужда от механизъм за ориентация и какъв би бил електрическият генератор може да се намери разположен на земята. Неговата производството на енергия е по-ниско и има някои малки недостатъци, като трябва да се моторизира, за да тръгне.

там три вида вертикални вятърни турбини както са Савоний, Жиромил и Дариус.

Тип Савоний

Това се характеризира с битие образуван от два полукръга изместен хоризонтално на определено разстояние, през което въздухът пътува, така че той развива малко мощност.

Жиромил

Откроява се с наличието на комплект от прикрепени вертикални остриета с две ленти по вертикалната ос и предлага диапазон на захранване от 10 до 20 Kw.

Дариус

Образувано от две или три двойно изпъкнали остриета, съединени до вертикалната ос отдолу и отгоре, тя позволява да се възползвате от вятъра в широка скоростна лента. Недостатъкът е, че те не се включват сами и се нуждаят от ротор на Savonius.

Как работи вятърната турбина с вертикална ос?

При вертикалните вятърни турбини лопатките се въртят със силата, която задвижва вятъра. Вертикалните вятърни турбини, за разлика от хоризонталните, винаги са подравнени с вятъра. Няма значение коя е посоката на една и съща, тъй като те могат да работят дори когато вятърът духа с ниска скорост. Предимството на тези вертикални вятърни турбини е това те са по-малки и по-леки от турбините, които имат хоризонтала. Тъй като са по-малки, те генерират по-малко енергия. Те обаче са в състояние да отопляват дом, като имат включени всички вътрешни и външни светлини и презареждат батерията на електрическа кола.

Вятърни турбини с хоризонтална ос

Тези с хоризонтална ос са Най-използваните и те са тези, които можем да намерим в онези големи вятърни паркове, където този тип вятърни турбини могат да се използват над 1 Mw мощност.

По същество това е ротационна машина при което движението се произвежда от кинетичната енергия на вятъра, когато той действа върху ротор, който обикновено има три лопатки. Произведеното въртеливо движение се предава и умножава по умножител на скоростта към генератор, който е отговорен за производството на електрическа енергия.

Всички тези компоненти те стоят на гондола Поставя се на върха на опорна кула. Те са конвенционалните, които могат да бъдат намерени в определени региони на нашата страна, нарисувайки различен хоризонт и пейзаж, но предлагащи чиста и евтина енергия.

Всяка вятърна турбина има микропроцесор, който отговаря за управлението и регулира неговите променливи за стартиране, работа и изключване. Това отвежда цялата тази информация и данни в контролния център на инсталацията. Всяка от тези вятърни турбини включва в основата на кулата шкаф с всички електрически компоненти (автоматични превключватели, токови трансформатори, защити от пренапрежение и др.), Които улесняват транспортирането на електрическата енергия, генерирана до свързването на мрежата или консумацията точки.

Енергията, получена от вятърна турбина зависи от силата на вятъра който преминава през ротора и е право пропорционален на плътността на въздуха, площта, пометена от лопатките му и скоростта на вятъра.

Работата на вятърна турбина се характеризира със своята крива на мощност това показва диапазона на скоростта на вятъра, в който може да се работи, и мощността, необходима за всеки отделен случай.

Какъв тип вятърни турбини е по-ефективен?

По отношение на енергийната ефективност хоризонталните вятърни турбини са тези, които печелят играта. И то е, че те са в състояние да достигнат по-висока скорост на въртене, така че се нуждаят от скоростна кутия с по-ниско съотношение на умножение на въртенето. Освен това, тъй като конструкцията на тези вятърни турбини трябва да се извършва доста високо увеличената скорост на вятъра се използва в по-голяма степен. В горните слоеве на атмосферата скоростта на вятъра е по-висока, тъй като няма никакви препятствия.

Какви са недостатъците на вятърните турбини VAWT?

Недостатъците на тези видове вятърни турбини включват следното:

• Първоначалната цена на инсталацията е доста висока.
• Ако трябва в район, където постоянно няма много вятър, има вероятност това енергийната ефективност не може да бъде премахната.
• Можете да имате проблеми със съседите поради шум.
• Турбините обикновено работят само с капацитет от приблизително 30%.

Използване на вятърни турбини и история

Използването на електрическа енергия от вятъра вече е използвано с вятърни ротори в изолирани къщи, разположени в селските райони в средата на XNUMX век.

Но тази, която наистина заложи на тази технология през 70-те, беше Дания. Този факт позволи тази държава да бъде един от водещите производители от този тип вятърни турбини, какъвто е случаят с Vestas и Siemens Wind Power.

Още през 2013 г. вятърна енергия произведени еквивалент на 33% от общото потребление на електроенергия, с 39% през 2014 г. Сега целта на Дания е да достигне 50% до 2020 г. и до 2035 г. 84%.

Промяната, която тази страна предизвика поради високите емисии на CO2 в края на 70-те години, така че възобновяемата енергия стана основният избор за тази страна. Това доведе до намаляване на енергийната зависимост от други страни и намаляване на глобалното замърсяване.

Историческа беше инсталацията в Дания на първата вятърна турбина, която достигна 2 Mw. Електроцентралата имаше тръбна кула и три лопатки. Построена е от учители и ученици от училище Tvind. И любопитното в тази история е, че тези „аматьори“ са били осмивани в деня си преди встъпването в длъжност. И до днес тази турбина все още работи и има дизайн, много подобен на най-модерните вятърни турбини.

Бъдещето на вятърните турбини

И до днес продължават да се появяват технологични иновации подобряване на приложенията на вятърна енергия. През 2015 г. най-голямата инсталирана турбина беше Vestas V164, използвана близо до брега.

През 2014 г. повече от 240.000 XNUMX вятърни турбини те работеха в света, произвеждайки 4% от електричеството в света. През 2014 г. общият капацитет премина 336 Gw с Китай, САЩ, Германия, Испания и Италия като лидери в инсталациите.

И не само тези страни нарастват населението си от вятърни турбини с вертикална или хоризонтална ос, но и много други те търсят начин да бъдат по-устойчиви Както е случаят във Франция с Айфеловата кула, която сега генерира собствена енергия благодарение на новоинсталирани вятърни турбини и към която ще бъдат добавени LED светлини, слънчеви панели и система за събиране на дъждовна вода за насърчаване на чиста и евтина енергия.

Нито можем да забравим за нови опити под формата на 157 вятърни турбини за 3 нови вятърни парка в Южна Африка, което ще дойде от ръката на един от най-големите производители на този тип технологии като Siemens. Те ще добавят между 3 капацитет от 140 mW и се очаква те да бъдат инсталирани до началото на 2016 г., за да осигурят електричество на близките популации на тази африканска държава.

Свързана статия:

Всичко, което трябва да знаете за вятърните турбини

Технологията на плаващите вятърни турбини

Както видяхме в история на вятърната енергия, офшорни вятър започна да се разширява през 2009 г. когато плаващата вятърна турбина Hywind беше инсталирана в Норвегия на цена от близо 62 милиона долара.

Япония, след ядрената катастрофа във Фукушима, има измисли инсталирането на 80 морски вятърни турбини на близката брегова линия до 2020 г.

Вятърни турбини без вихрови вихри

Испанска компания, наречена Deutecno, има създаде вятърна турбина без движещи се части който спечели първа награда в категорията „Енергия“ на Южната среща на върха 2014.

Тези вятърни турбини без пропелер са те ще отговарят за премахването на онези огромни вятърни турбини които променят хоризонта, където и да са инсталирани. Функционалността му ще бъде подобна, но с доста значителни икономии на разходи, с изключение на факта, че поддръжката и инсталирането са по-евтини.

Трябва също да има намаляване на въздействието върху околната среда освен това елиминира шума, който генерират традиционните вятърни турбини.

Технологията им работи по такъв начин, че използва деформация, причинена от вибрации което се причинява от вятъра при влизане в резонанс в полутвърд вертикален цилиндър и закотвен в земята.

Основната част на Vortex, която е цилиндърът, е била изработени от пиезоелектрични материали и фибростъкло или въглерод, а електрическата енергия се генерира от деформацията на тези материали.

2016 ще бъде годината в който е готов първият вятърни агрегат без остриета.

Вятърно дърво

Доста иновативен проект е Wind Tree, който се разработва от NewWind и това е съставен от 72 изкуствени листа. Всяка от тях е вертикална турбина с конична форма и има малка маса, която може да генерира енергия с лек бриз от 2 метра в секунда.

Това ви позволява генерира мощност за 280 дни през годината и общото му производство е 3.1 kW при работещи 72 турбини. Високо 11 метра и 8 метра в диаметър, Вятърното дърво е близо до размера на истинско дърво, така че може да се побере перфектно в това градско пространство.

Un доста конкретен проект и това ни поставя пред онези технологични постижения, които търсят начин да бъдем по-ефективни и да можем да осигурим достатъчно енергия за обществената електрическа мрежа или като допълнителна за сграда.

Части от вятърна турбина

Вятърни турбини като цяло те могат да измерват до 200 метра височина и 20 тона на теглото. Неговата структура и компоненти са сложни и са произведени, за да оптимизират производството на енергия от скоростта от XNUMX до максимума.

Между компонентите и части от вятърна турбинаr имаме:

Основата

Основите на вятърната турбина трябва да бъдат добре прикрепен към здрава основа. За това вятърните турбини с хоризонтална ос са изградени с подземен стоманобетонен фундамент, който се адаптира към терена, в който се намира и помага да се издържат натоварванията от вятъра.

Кулата

Кулата е частта от вятърната турбина, която поддържа цялата тежест и е тази, която държи остриетата на земята. Изграден е от стоманобетон отдолу и стомана отгоре. Обикновено е куха, за да позволява достъп до кабинковия лифт. Кулата отговаря за вдигането на вятърната турбина достатъчно, за да може да се възползва от максимално възможните скорости на вятъра. В края на кулата е прикрепена въртяща се стомана или фибростъкло.

Остриета и ротор

Днешните турбини са изградени от три остриета, тъй като осигурява по-голяма гладкост в завоя. Остриетата са изработени от полиестерен композитен материал с армировка от стъклени или въглеродни влакна. Тези съединения придават на остриетата по-голяма устойчивост. Лопатките могат да бъдат дълги до 100 метра и са свързани към главината на ротора. Благодарение на тази главина, остриетата могат да променят ъгъла на падане на остриетата, за да се възползват от вятъра.

По отношение на роторите, в момента са хоризонтални и могат да имат фуги. Обикновено това се намира до наветрената страна на кулата. Това се прави, за да се намалят цикличните натоварвания на лопатките, които се появяват, ако е разположен под неговото подветрение, тъй като ако се постави острие зад следата на кулата, скоростта на инцидента ще бъде значително променена.

Гондолата

Това е кабина, която може да се каже Това е машинното отделение на вятърната турбина. Мотоцелата се върти около кулата, за да позиционира турбината с лице към вятъра. Гондолата съдържа скоростната кутия, главния вал, системите за управление, генератора, спирачките и механизмите за завъртане.

Скоростна кутия

Функцията на скоростната кутия е да регулирайте скоростта на завиване от главния вал до този, необходим на генератора.

генератор

В днешните вятърни турбини има три вида турбини които варират само от поведението на генератора, когато той е в условия на прекомерна скорост на вятъра и се правят опити да се избегнат претоварвания.

Почти всички турбини използват една от тези 3 системи:

• Катерен индукционен генератор
• Двуфазен индукционен генератор
• Синхронен генератор

Система за почивка

Спирачна система това е система за сигурност Той има дискове, които помагат при аварийни ситуации или ситуации на поддръжка да спрат мелницата и да предотвратят повреда на конструкциите.

Система за управление

Вятърната мелница е напълно контролирани и автоматизирани от системата за управление. Тази система се състои от компютри, които управляват информацията, предоставена от ветровия лопатка и анемометъра, поставен върху гондолата. По този начин, познавайки метеорологичните условия, можете по-добре да ориентирате мелницата и лопатките, за да оптимизирате производството на енергия с духащия вятър. Цялата информация, която получават за състоянието на турбината, може да бъде изпратена дистанционно до централен сървър и да има всичко под контрол. В случай, че скоростта на вятъра или метеорологичните условия могат да повредят структурата на вятърната турбина, с системата за управление можете бързо да разберете ситуацията и да активирате спирачната система, като по този начин избягвате повреди.

Благодарение на всички тези части на вятърната турбина можете генерират електрическа енергия от вятъра по възобновяем и незамърсяващ начин за околната среда.