Vertikalna vjetroturbina

Un vertikalna vjetroturbina u horizontalnom položaju je poput električnog generatora koji radi pretvaranje kinetičke energije vjetra u mehaničkoj energiji i kroz vjetroturbinu u električnoj energiji.

Postoje dvije glavne vrste vjetroturbina vertikalne i horizontalne osi. Oni koji imaju vertikalnu os se ističu po tome što im nije potreban orijentacijski mehanizam, a što je električni generator može se rasporediti na tlu. S druge strane, oni s vodoravnom osi su najčešće korišteni i omogućavaju pokrivanje širokog spektra izoliranih aplikacija male snage do instalacija u velikim vjetroelektranama.

Udubit ćemo se u dvije glavne, kao što su gore spomenute vjetroturbine s vertikalnom i horizontalnom osi, i koje bi to bile novi prijedlozi koji pokušavaju izvući maksimum na vjetar za proizvodnju električne energije. U nekoliko smo godina tehnologija napreduje i svaki put vidimo nove prijedloge, poput vjetroagregata bez pogonskog motora Vortex ili onog stabla vjetra, vrste mehaničkog stabla koje tiho generira energiju.

Šta je vertikalna vjetroturbina?

Vjetroagregat s vertikalnom osi je u osnovi vjetroturbina u kojoj je osovina rotora postavljena u vertikalnom položaju i može generirati električnu energiju bez obzira iz kojeg smjera vjetar dolazi. Prednost ove vrste vertikalnih vjetroagregata je u tome može proizvoditi električnu energiju čak i na mjestima s malo vjetra i urbana područja u kojima građevinski propisi generalno zabranjuju postavljanje vodoravnih vjetroturbina.

Kao što je spomenuto, vjetroturbine s vertikalnom ili vertikalnom osi nema potrebe za mehanizmom orijentacije a koji bi to bio električni generator može se naći smješten na zemlji. Njegov proizvodnja energije je niža i ima neke male hendikepe kao što ga treba motorizirati da bi krenuo.

Postoje tri vrste vertikalnih vjetroturbina kao što su Savonius, Giromill i Darrrieus.

Tip Savonius

Ovo karakterizira biće formirana od dva polukruga pomaknut vodoravno na određenoj udaljenosti, kroz koju putuje zrak, pa razvija malo snage.

gyromil

Izdvaja se po tome što imate set pričvršćenih vertikalnih lopatica sa dvije šipke na vertikalnoj osi i nudi raspon napajanja energijom od 10 do 20 Kw.

darrieus

Formirano pomoću dva ili tri bikonveksna oštrica spojena na vertikalnu os na dnu i vrhu, omogućava iskorištavanje vjetra u širokom opsegu brzina. Mana je što se ne uključuju sami i potreban im je rotor Savonius.

Kako radi vjetroturbina s vertikalnom osi?

U vertikalnim vjetroagregatima lopatice se okreću silom koja pokreće vjetar. Vertikalne turbine na vjetar, za razliku od vodoravnih, uvijek su usklađene s vjetrom. Nije važno u kojem je smjeru isti, jer oni mogu raditi čak i kada vjetar puše male brzine. Prednost ovih vertikalnih vjetroturbina je u tome oni su manji i lakši od turbina koje imaju horizontalni položaj. Budući da su manji, generiraju manje energije. Međutim, sposobni su za grijanje kuće, uključivanje svih unutarnjih i vanjskih svjetala i punjenje baterije električnog automobila.

Vjetroturbine s vodoravnom osi

Oni sa horizontalnom osom jesu Najkorišteniji a oni su oni koje možemo naći u onim velikim vjetroelektranama gdje se ova vrsta vjetroturbina može koristiti iznad 1 Mw snage.

To je u osnovi rotacijska mašina u kojem kretanje proizvodi kinetička energija vjetra kada djeluje na rotor koji obično ima tri lopatice. Proizvedeno rotaciono kretanje prenosi se i umnožava pomoću multiplikatora brzine na generator koji je odgovoran za proizvodnju električne energije.

Sve ove komponente stoje na gondoli Postavlja se na vrh potpornog tornja. Oni su uobičajeni koji se mogu naći u određenim regijama naše zemlje koji crtaju drugačiji horizont i pejzaž, ali nude čistu i jeftinu energiju.

Svaka vjetroturbina ima mikroprocesor koji je odgovoran za upravljanje i reguliraju njegove varijable pokretanja, rada i isključivanja. Ovo odvodi sve ove informacije i podatke u kontrolni centar instalacije. Svaka od ovih vjetroturbina u podnožju tornja sadrži ormar sa svim električnim komponentama (automatski prekidači, strujni transformatori, zaštitnici od prenapona, itd.) Koji olakšavaju transport električne energije koja nastaje do priključka na mrežu ili potrošnju bodova.

Energija dobijena iz vjetroagregata ovisi o snazi ​​vjetra koji prolazi kroz rotor i direktno je proporcionalan gustoći zraka, području koje prekrivaju njegove lopatice i brzini vjetra.

Rad vjetroagregata karakterizira njegova krivulja snage to ukazuje na opseg brzina vjetra u kojima se može upravljati i snagu koja je potrebna za svaki slučaj.

Koja je vrsta vjetroagregata efikasnija?

U pogledu energetske efikasnosti, horizontalne vjetroturbine su one koje pobjeđuju u igri. A to je da su sposobni postići veću brzinu rotacije, pa im je potreban mjenjač sa nižim odnosom umnožavanja rotacije. Uz to, jer se izgradnja ovih vjetroagregata mora izvoditi prilično visoko povećana brzina vjetra koristi se u većoj mjeri. U gornjim slojevima atmosfere brzina vjetra je veća jer nema nikakvu prepreku.

Koji su nedostaci VAWT vjetroturbina?

Mane ovih vrsta vjetroagregata uključuju sljedeće:

• Početni trošak instalacije je prilično visok.
• Ako morate u području u kojem stalno nema previše vjetra, šanse su to energetska efikasnost se ne može ukloniti.
• Zbog buke možete imati problema sa susjedima.
• Turbine obično rade samo s kapacitetom od približno 30%.

Korištenje vjetroagregata i istorija

Korištenje električne energije vjetra već je korišteno kod rotora za vjetar u izoliranim kućama koje se nalaze u ruralnim područjima sredinom XNUMX. vijeka.

Ali ona koja se zaista kladila na ovu tehnologiju 70-ih bila je Danska. Ova činjenica omogućila je ovoj zemlji da to bude jedan od vodećih proizvođača ove vrste vjetroagregata kao što je slučaj sa Vestasom i Siemens Wind Power-om.

Već 2013. godine energija vjetra proizvela ekvivalent od 33% ukupne potrošnje električne energije, sa 39% u 2014. godini. Sada je cilj Danske dostići 50% do 2020. godine, a do 2035. godine 84%.

Promjena koju je proizvela ova zemlja je bila zbog velike emisije CO2 krajem 70-ih, pa je obnovljiva energija postala glavni izbor za ovu zemlju. To je dovelo do smanjenja energetske ovisnosti o drugim zemljama i smanjenja globalnog zagađenja.

Povijesna je bila instalacija u Danskoj prva vjetroturbina koja je dostigla 2 MW. Elektrana je imala cjevasti toranj i tri lopatice. Izgradili su je nastavnici i učenici iz škole Tvind. Zanimljivost ove priče je da su ti "amateri" bili ismijavani u svoje vrijeme prije inauguracije. Do danas ta turbina još uvijek radi i ima dizajn vrlo sličan najmodernijim vjetroturbinama.

Budućnost vjetroagregata

Do danas se nastavljaju pojavljivati ​​tehnološke inovacije poboljšati aplikacije energije vjetra. 2015. godine najveća instalirana turbina bila je Vestas V164 za upotrebu u blizini obale.

U 2014. godini više od 240.000 turbina na vetar bili su operativni u svijetu, proizvodeći 4% svjetske električne energije. U 2014. godini ukupni kapacitet prešao je 336 Gw, a Kina, Sjedinjene Države, Njemačka, Španija i Italija bile su vodeće u instalacijama.

I nisu samo ove zemlje koje povećavaju svoju populaciju vjetroagregata s vertikalnom ili horizontalnom osi, već i mnoge druge oni traže način da budu održiviji Kao što je slučaj u Francuskoj s Eiffelovim tornjem, koji sada stvara vlastitu energiju zahvaljujući novoinstaliranim vjetroturbinama i kojem će biti dodana LED svjetla, solarni paneli i sistem za prikupljanje kišnice za promociju čiste i jeftine energije.

Ne možemo zaboraviti ni na nove pokušaje u obliku 157 vjetroagregata za 3 nova vjetroelektrane u Južnoj Africi koja će doći iz ruke jednog od najvećih proizvođača ove vrste tehnologije kao što je Siemens. Oni će između tri dodati kapacitet od 3 mW, a očekuje se da će biti instalirani do početka 140. godine kako bi se električna energija pružala obližnjem stanovništvu ove afričke zemlje.

Vezani članak:

Sve što trebate znati o vjetroagregatima

Tehnologija plutajućih vjetroagregata

Kao što smo mogli vidjeti u istorija energije vjetra, priobalni vjetar počeo se širiti 2009. godine kada je plutajuća turbina Hywind postavljena u Norveškoj po cijeni od blizu 62 miliona dolara.

Japan, nakon nuklearne katastrofe u Fukušimi, jeste osmislio instalaciju 80 morske vjetroturbine na obližnjoj obali do 2020.

Vjetrogene turbine bez vrtložnih motora

Španska kompanija pod nazivom Deutecno ima stvorio vjetroagregat bez pokretnih dijelova koja je osvojila prvu nagradu u kategoriji Energija na Južnom samitu 2014.

Ove vjetroturbine bez elise su oni bi bili zaduženi za uklanjanje tih ogromnih vjetroagregata koji mijenjaju horizont gdje god su instalirani. Njegova će funkcionalnost biti slična, ali uz prilično značajne uštede, osim što su održavanje i instalacija jeftiniji.

Mora postojati i smanjenje uticaja na životnu sredinu osim toga eliminira buku koju generiraju tradicionalne turbine na vjetar.

Njihova tehnologija radi na takav način da koristi deformacije uzrokovane vibracijama što je uzrokovano vjetrom pri ulasku u rezonanciju u polukružnom vertikalnom cilindru i usidrenom u tlu.

Glavni dio Vortexa, koji je cilindar, bio je izrađena od piezoelektričnih materijala i stakloplastike ili ugljika, a električna energija nastaje deformacijom ovih materijala.

2016. će biti godina u kojem je spremna prva jedinica bez vjetra bez oštrice.

Drvo vjetra

Prilično inovativan projekt je Drvo vjetra koji razvija NewWind, a to je sastavljen od 72 umjetna lišća. Svaka od njih je vertikalna turbina konusnog oblika i male mase koja može generirati snagu uz lagani vjetrić od 2 metra u sekundi.

To vam omogućava generirati energiju 280 dana godine, a ukupna proizvodnja je 3.1 kW sa 72 turbine u pogonu. Visoko 11 metara i promjera 8 metara, Drvo vjetra približno je veličini pravog stabla tako da se savršeno može uklopiti u taj urbani prostor.

Un sasvim određeni projekat i to nas stavlja ispred tehnološkog napretka koji traži način da budemo efikasniji i da budemo u mogućnosti da pružimo dovoljno energije u javnu električnu mrežu ili kao dodatak za zgradu.

Dijelovi vjetroagregata

Vjetroagregati u cjelini mogu mjeriti do 200 metara visine i 20 tona težine. Njegova struktura i komponente su složeni i proizvedeni su tako da optimiziraju proizvodnju energije od brzine od XNUMX do maksimuma.

Između komponenata i dijelovi vjetroagregatar imamo:

Baza

Osnove vjetroagregata trebaju biti dobro pričvršćen za čvrstu podlogu. Zbog toga su vjetroturbine horizontalne osi izgrađene sa podzemnim armirano-betonskim temeljem koji se prilagođava terenu u kojem se nalazi i pomaže u izdržavanju opterećenja vjetrom.

Tower

Toranj je dio vjetroagregata koji podržava svu težinu i ono je što drži noževe podignutim od tla. Građen je od armiranog betona na dnu i čelika na vrhu. Obično je šuplje da dozvoljava pristup gondoli. Toranj je zadužen za podizanje vjetroagregata dovoljno da može iskoristiti maksimalno moguće brzine vjetra. Na kraju tornja pričvršćena je čelična ili stakloplastična rotirajuća gondola.

Lopatice i rotor

Današnje turbine čine tri lopatice jer pruža veću glatkoću u zavoju. Lopatice su izrađene od poliesterskog kompozitnog materijala s ojačanjem od staklenih ili karbonskih vlakana. Ovi spojevi daju lopaticama veću otpornost. Lopatice mogu biti dugačke do 100 metara i povezane su sa glavčinom rotora. Zahvaljujući ovom čvorištu, lopatice mogu promijeniti ugao pada lopatica kako bi iskoristile prednost vjetra.

Što se tiče rotora, trenutno su vodoravni i mogu imati zglobove. Obično se nalazi na privjetrinskoj strani kule. To se radi kako bi se smanjila ciklična opterećenja na lopaticama koje se pojavljuju ako je smještena u zavjetrinu, jer ako se oštrica postavi iza oslonca kule, brzina pada će se znatno promijeniti.

Gondola

To je kabina kako biste to mogli reći To je mašinska prostorija vjetroagregata. Gondola se okreće oko tornja da turbinu postavi okrenutu vjetru. Gondola sadrži prijenosnik, glavno vratilo, kontrolne sisteme, generator, kočnice i mehanizme za okretanje.

Menjač

Funkcija mjenjača je da podesite brzinu okretanja od glavne osovine do one koja je potrebna generatoru.

Generator

U današnjim vjetroagregatima postoje tri vrste turbina koji variraju samo ponašanjem generatora u uvjetima prekomjerne brzine vjetra i nastoje se izbjeći preopterećenja.

Gotovo sve turbine koriste jedan od ova 3 sistema:

• Generator indukcije kaveza s vjevericama
• Dvofazni indukcijski generator
• Sinkroni generator

Break sistem

Kočioni sistem to je sigurnosni sistem Ima diskove koji pomažu u hitnim situacijama ili u situacijama održavanja zaustaviti mlin i spriječiti oštećenje konstrukcija.

Upravljački sistem

Vjetrenjača je u potpunosti kontrolira i automatizira sistem upravljanja. Ovaj sistem čine računari koji upravljaju informacijama koje pruža vjetrobran i anemometar postavljen na vrhu gondole. Na taj način, znajući vremenske prilike, mlin i lopatice mogu se bolje orijentirati kako bi optimizirali proizvodnju električne energije uz puhanje vjetra. Sve informacije koje dobiju o statusu turbine mogu se daljinski poslati centralnom serveru i imati sve pod kontrolom. U slučaju da brzine vjetra ili vremenski uslovi mogu oštetiti strukturu vjetroagregata, pomoću upravljačkog sistema možete brzo znati situaciju i aktivirati kočioni sistem, izbjegavajući tako oštećenja.

Zahvaljujući svim ovim dijelovima vjetroagregata možete generišu električnu energiju iz vjetra na obnovljivi i nezagađujući način za okoliš.