Lodret vindmølle

Un lodret vindmølle u vandret er som en elektrisk generator, der fungerer konvertering af vindens kinetiske energi i mekanisk energi og gennem en vindmølle i elektrisk energi.

Der er to hovedtyper af vindmølle med lodret og vandret akse. Dem med en lodret akse skiller sig ud for ikke at have brug for orienteringsmekanismen, og hvad der er den elektriske generator kan arrangeres på jorden. På den anden side er dem med en vandret akse de mest anvendte og giver mulighed for at dække en bred vifte af isolerede anvendelser af lille kraft op til installationer i store vindmølleparker.

Vi skal dykke ned i de to vigtigste, såsom de ovennævnte vindmøller med lodret og vandret akse, og hvad de ville være nye forslag, der forsøger at få mest muligt ud af det til vinden for at producere elektrisk energi. Vi befinder os i et par år, hvor teknologien skrider frem, og vi ser nye forslag hver gang, såsom de propelløse vindmøller i Vortex-projektet eller det Wind Tree, et slags mekanisk træ, der genererer energi lydløst.

Hvad er en lodret vindmølle?

En vindmølle med lodret akse er i det væsentlige en vindmølle, hvor rotorakslen er installeret lodret og kan generere elektricitet uanset hvilken retning vinden kommer fra. Fordelen ved denne type lodret vindmølle er, at kan generere elektricitet selv steder med lidt vind og byområder, hvor byggeforskrifter generelt forbyder installation af vandrette vindmøller.

Som nævnt vindmøller med lodret eller lodret akse intet behov for orienteringsmekanisme og hvad der ville være den elektriske generator kan findes på jorden. Hans energiproduktionen er lavere og det har nogle små handicap, som det skal motoriseres for at komme i gang.

Der tre typer lodrette vindmøller ligesom Savonius, Giromill og Darrrieus.

Savonius type

Dette er kendetegnet ved at være dannet af to halvcirkler forskudt vandret i en bestemt afstand, gennem hvilken luften bevæger sig, så den udvikler lidt kraft.

gyromil

Det skiller sig ud for at have en sæt fastgjorte lodrette knive med to søjler på den lodrette akse og tilbyder et energiforsyningsområde fra 10 til 20 Kw.

darrieus

Formet med to eller tre bikonvekse knive sammen til den lodrette akse i bunden og toppen giver det mulighed for at drage fordel af vinden inden for et bredt hastighedsbånd. Ulempen er, at de ikke tænder af sig selv, og at de har brug for en Savonius-rotor.

Hvordan fungerer en vindmølle med lodret akse?

I lodrette vindmøller roterer knivene med den kraft, der driver vinden. Lodrette vindmøller, i modsætning til vandrette, er altid på linje med vinden. Det betyder ikke noget, hvilken retning den samme er, da de kan arbejde, selv når vinden blæser lave hastigheder. Fordelen ved disse lodrette vindmøller er, at de er mindre og lettere end vindmøllerne. Da de er mindre, genererer de mindre energi. De er dog i stand til at opvarme et hjem, have alle indvendige og udvendige lys tændt og genoplade et elektrisk bilbatteri.

Vindmøller med vandret akse

Dem med en vandret akse er Den mest anvendte og det er dem, vi kan finde i de store vindmølleparker, hvor denne type vindmøller kan bruges over 1 Mw kraft.

Det er dybest set en rotationsmaskine hvor bevægelsen produceres af vindens kinetiske energi, når den virker på en rotor, der normalt har tre knive. Den producerede rotationsbevægelse transmitteres og ganges med en hastighedsmultiplikator til en generator, der er ansvarlig for at producere den elektriske energi.

Alle disse komponenter de står på en gondol Det er placeret oven på et støttårn. De er de konventionelle, der findes i visse regioner i vores land, der tegner en anden horisont og landskab, men tilbyder ren og billig energi.

Hver vindmølle har en mikroprocessor, der er ansvarlig for styringen og regulere dens opstarts-, drifts- og nedlukningsvariabler. Dette fører al denne information og data til installationens kontrolcenter. Hver af disse vindmøller indeholder ved tårnets bund et kabinet med alle de elektriske komponenter (automatiske afbrydere, strømtransformatorer, overspændingsbeskyttere osv.), Der letter transporten af ​​den genererede elektriske energi indtil tilslutning af netværk eller forbrug point.

Energien opnået fra en vindmølle afhænger af vindens kraft der passerer gennem rotoren og er direkte proportional med luftens tæthed, området fejet af dens vinger og vindens hastighed.

Drift af en vindmølle er karakteriseret ved dens effektkurve der angiver rækkevidden af ​​vindhastigheder, som den kan betjenes i, og den effekt, der er nødvendig i hvert enkelt tilfælde.

Hvilken type vindmølle er mere effektiv?

Når det kommer til energieffektivitet, er vandrette vindmøller dem, der vinder spillet. Og det er, at de er i stand til at nå en højere omdrejningshastighed, så de har brug for en gearkasse med et lavere rotationsmultiplikationsforhold. Derudover fordi konstruktionen af ​​disse vindmøller skal udføres ret højt øget vindhastighed bruges i større grad. I de øverste lag af atmosfæren er vindhastigheden højere, da den ikke har nogen form for hindring.

Hvad er ulemperne ved VAWT vindmøller?

Ulemperne ved disse typer vindmøller inkluderer følgende:

• De oprindelige omkostninger ved installationen er ret høje.
• Hvis du skal i et område, hvor der ikke er for meget vind konstant, er chancerne det du kan ikke få energieffektivitet.
• Du kan have problemer med naboerne på grund af støjproblemet.
• Turbiner fungerer normalt kun med en kapacitet på ca. 30%.

Brug af vindmøller og historie

Brugen af ​​elektrisk energi fra vinden er allerede blevet brugt med vindrotorer i isolerede huse i landdistrikter i midten af ​​det XNUMX. århundrede.

Men den der virkelig satsede på denne teknologi i 70'erne var Danmark. Denne kendsgerning tillod dette land at være en af ​​de førende producenter af denne type vindmøller, som det er tilfældet med Vestas og Siemens Wind Power.

Allerede i 2013, vindenergi producerede svarende til 33% af det samlede elforbrug med 39% i 2014. Nu er Danmarks mål at nå 50% inden 2020 og i 2035 84%.

Den ændring, som dette land producerede var på grund af høje CO2-emissioner i slutningen af ​​70'erne blev vedvarende energi det vigtigste valg for dette land. Dette førte til et fald i energiafhængighed af andre lande og en reduktion i global forurening.

Historisk var installationen i Danmark af første vindmølle, der nåede 2 MW. Kraftværket havde et rørformet tårn og tre knive. Det blev bygget af lærere og studerende fra Tvind-skolen. Og det sjove ved denne historie er, at disse "amatører" blev latterliggjort på deres dag før indvielsen. Den dag i dag fungerer turbinen stadig og har et design, der ligner de mest moderne vindmøller.

Fremtiden for vindmøller

Den dag i dag fremstår teknologiske innovationer forbedre applikationer af vindenergi. I 2015 var den største installerede turbine Vestas V164 til brug nær kysten.

I 2014 mere end 240.000 vindmøller de var operationelle i verden og producerede 4% af verdens elektricitet. I 2014 passerede den samlede kapacitet 336 Gw med Kina, USA, Tyskland, Spanien og Italien som førende inden for installationer.

Og det er ikke kun disse lande, der vokser deres befolkning med vindmøller med lodret eller vandret akse, men mange andre også de ser efter en måde at være mere bæredygtige på Som det er tilfældet i Frankrig med Eiffeltårnet, der nu genererer sin egen energi takket være nyinstallerede vindmøller, og som LED-lys, solpaneler og et regnvandopsamlingssystem tilføjes for at fremme ren og billig energi.

Vi kan heller ikke glemme nye forsøg i form af 157 vindmøller til 3 nye vindmølleparker i Sydafrika, der kommer fra hånden fra en af ​​de største producenter af denne type teknologi som Siemens. De vil tilføje mellem de 3 en kapacitet på 140 mW, og det forventes, at de vil blive installeret i begyndelsen af ​​2016 for at levere elektricitet til de nærliggende befolkninger i dette afrikanske land.

relateret artikel:

Alt hvad du behøver at vide om vindmøller

Teknologien til flydende vindmøller

Som vi kunne se i historie om vindenergi, havvind begyndte at udvide i 2009 da Hywind flydende vindmølle blev installeret i Norge til en pris på tæt på 62 millioner dollars.

Japan, efter Fukushima-atomkatastrofen, har gjort det udtænkt installationen af ​​80 havmøller på den nærliggende kystlinje inden 2020.

Vortex propelfri vindmøller

Et spansk firma ved navn Deutecno har skabte en vindmølle uden bevægelige dele som vandt førstepræmien i energikategorien på The South Summit 2014.

Disse propelløse vindmøller er de ville være ansvarlige for at eliminere de enorme vindmøller der ændrer horisonten, uanset hvor de er installeret. Dens funktionalitet vil være ens, men med ganske betydelige omkostningsbesparelser, bortset fra at vedligeholdelse og installation er billigere.

Der skal også være en reduktion af miljøpåvirkningen bortset fra at det eliminerer den støj, som traditionelle vindmøller genererer.

Deres teknologi fungerer på en sådan måde, at bruger deformation forårsaget af vibrationer som er forårsaget af vinden, når den indgår i resonans i en halvstiv lodret cylinder og forankret i jorden.

Hoveddelen af ​​Vortex, som er cylinderen, har været lavet af piezoelektriske materialer og glasfiber eller kulstof, og elektrisk energi genereres ved deformation af disse materialer.

2016 bliver året hvor den første bladløse vindmølleenhed er klar.

Vindtræ

Et ret innovativt projekt er Wind Tree, der udvikles af NewWind, og det er det sammensat af 72 kunstige blade. Hver af dem er en lodret turbine med en konisk form og har en lille masse, der kan generere energi med en let brise på 2 meter i sekundet.

Dette giver dig mulighed for generere strøm i 280 dage i året og dets samlede produktion er 3.1 kW med 72 vindmøller i gang. 11 meter høj og 8 meter i diameter, er vindetræet tæt på størrelsen af ​​et rigtigt træ, så det kan passe perfekt i det byrum.

Un ganske bestemt projekt og det sætter os foran de teknologiske fremskridt, der søger vejen til at være mere effektive og være i stand til at levere tilstrækkelig energi til det offentlige elnet eller som en ekstra til en bygning.

Dele af en vindmølle

Vindmøller som helhed de kan måle op til 200 meter i højden og 20 tons af vægt. Dens struktur og komponenter er komplekse og er fremstillet til at optimere kraftgenerering fra hastigheden XNUMX til det maksimale.

Mellem komponenterne og dele af en vindmøller vi har:

Grundlaget

Det grundlæggende for en vindmølle er at være godt fastgjort til en stærk base. Til dette bygges vindmøller med vandret akse med et underjordisk armeret betonfundament, der tilpasser sig det terræn, hvor de er placeret, og hjælper med at modstå vindbelastninger.

Tårnet

Tårnet er den del af vindmøllen, der understøtter al vægten og er den, der holder knivene væk fra jorden. Det er bygget af armeret beton i bunden og stål på toppen. Det er normalt hul for at give adgang til gondolen. Tårnet har ansvaret for at hæve vindmøllen nok, så den kan udnytte de maksimalt mulige vindhastigheder. En roterende stål- eller glasfibernacelle er fastgjort til enden af ​​tårnet.

Knive og rotor

Dagens møller består af tre knive, da det giver større glathed i svinget. Knivene er lavet af et polyesterkompositmateriale med en forstærkning af glas eller kulfibre. Disse forbindelser giver bladene større modstand. Knivene kan være op til 100 meter lange og er forbundet med rotornavet. Takket være dette nav kan bladene ændre vinklenes indfaldsvinkel for at udnytte vinden.

Med hensyn til rotorerne i øjeblikket er vandrette og kan have samlinger. Normalt er dette placeret på tårnets forside. Dette gøres for at reducere de cykliske belastninger på bladene, der vises, hvis det er placeret bagved det, da hvis et blad er placeret bag kølvandet på tårnet, vil indfaldshastigheden blive stærkt ændret.

Gondolen

Det er et kabine, som du kunne sige det Det er vindmøllens motorrum. Nacellen roterer rundt om tårnet for at placere turbinen mod vinden. Nacellen indeholder gearkasse, hovedaksel, kontrolsystemer, generator, bremser og drejemekanismer.

Gearkasse

Gearkassens funktion er at juster drejehastigheden fra hovedakslen til den, som generatoren har brug for.

generator

I dagens vindmøller der er tre typer turbiner der kun varierer efter generatorens opførsel, når den er under forhold med for høj vindhastighed, og der gøres forsøg på at undgå overbelastning.

Næsten alle vindmøller bruger et af disse 3 systemer:

• Egern Cage Induktion Generator
• Bifasisk induktionsgenerator
• Synkron generator

Break system

Bremsesystem det er et sikkerhedssystem Den har skiver, der hjælper i nødsituationer eller vedligeholdelsessituationer med at stoppe møllen og forhindre skader på strukturer.

Kontrolsystem

Vindmøllen er fuldt ud styres og automatiseres af kontrolsystemet. Dette system består af computere, der administrerer informationen fra vindvinden og vindmåler placeret oven på nacellen. På denne måde kan du kende vejrforholdene bedre ved at orientere møllen og knivene for at optimere kraftproduktionen med den blæserende vind. Alle de oplysninger, de modtager om vindmøllens status, kan sendes eksternt til en central server og have alt under kontrol. I tilfælde af at vindhastigheder eller vejrforhold kan beskadige vindmøllens struktur, kan du med kontrolsystemet hurtigt kende situationen og aktivere bremsesystemet og dermed undgå skader.

Tak til alle disse dele af vindmøllen, du kan generere elektrisk energi fra vinden på en vedvarende og ikke-forurenende måde for miljøet.