Vindenergi er en af de vigtigste i verden af vedvarende energi. Derfor skal vi godt vide, hvad dens funktion er. Det vindmølle Det er et af de grundlæggende elementer i denne type energi. Den har en rimelig komplet drift, og der er forskellige typer møller afhængigt af vindmølleparken, hvor vi er.
I denne artikel vil vi fortælle dig alt, hvad du behøver at vide om vindmøllen, dens egenskaber og hvordan den fungerer.
Hvad er en vindmølle
En vindmølle er en mekanisk enhed, der omdanner vindenergi til elektrisk energi. Vindmøller er designet at omdanne vindens kinetiske energi til mekanisk energi, som er aksens bevægelse. Derefter omdannes denne mekaniske energi i turbinegeneratoren til elektrisk energi. Den producerede elektricitet kan lagres i et batteri eller bruges direkte.
Der er tre grundlæggende fysiske love, der styrer vindens tilgængelige energi. Den første lov siger, at den energi, der produceres af møllen, er proportional med vindhastighedens kvadrat. Den anden lov siger, at den tilgængelige energi er proportional med bladets fejede område. Energien er proportional med kvadratet af bladets længde. Den tredje lov fastslår, at den maksimale teoretiske effektivitet for en vindmølle er 59%.
I modsætning til de gamle vindmøller i Castilla La Mancha eller Holland, skubber vinden i disse vindmøller knivene til at rotere, og moderne vindmøller bruger mere komplekse aerodynamiske principper til at fange vindenergi mere effektivt. Faktisk ligner årsagen til, at en vindmølle bevæger sine vinger, årsagen til, at et fly bliver i luften, og det skyldes et fysisk fænomen.
I vindmøller genereres to typer aerodynamiske kræfter i rotorbladene: den ene kaldes tryk, som er vinkelret på vindstrømmens retning, og den anden kaldes træk, som er parallel med vindstrømmens retning . luft.
Møllens vinge er meget lig design af en flyvinge og opfører sig som sidstnævnte under blæsende forhold. På en flyvinge er den ene overflade meget rund, mens den anden er relativt flad. Når luft cirkulerer gennem møllebladene i dette design, er luftstrømmen gennem den glatte overflade langsommere end luftstrømmen gennem den runde overflade. Denne hastighedsforskel vil igen give en trykforskel, som er bedre på en glat overflade end på en rund overflade.
Slutresultatet er en kraft, der virker på thrustervingens glatte overflade. Dette fænomen kaldes "Venturi -effekten", som er en del af årsagen til "lift" -fænomenet, som til gengæld forklarer det, hvorfor flyet forbliver i luften.
Indvendigt i vindgeneratorer
Bladene på en vindmølle bruger også disse mekanismer til at forårsage en rotationsbevægelse omkring deres akse. Bladets sektionsdesign letter rotation på den mest effektive måde. Inde i generatoren finder processen med at omdanne bladets rotationsenergi til elektrisk energi sted efter Faradays lov. Den skal indeholde en rotor, der roterer under påvirkning af vinden, koblet til en generator, og konverterer roterende mekanisk energi til elektrisk energi.
Elementer af en vindmølle
De funktioner, der implementeres af hvert element, er følgende:
- Rotor: Det opsamler vindenergi og omdanner det til roterende mekanisk energi. Selv under meget lave vindhastighedsforhold er dets design afgørende for drejning. Det kan ses fra det foregående punkt, at bladets sektionsdesign er nøglen til at sikre rotorrotation.
- Turbinkobling eller støttesystem: tilpasse bladets rotationsbevægelse til generatorrotorens rotationsbevægelse, som den er koblet til.
- Multiplikator eller gearkasse: Ved normale vindhastigheder (mellem 20-100 km / t) er rotorhastigheden lav, omkring 10-40 omdrejninger pr. Minut (rpm); For at generere elektricitet skal generatorrotoren køre ved 1.500 o / min, så nacellen skal indeholde et system, der konverterer hastigheden fra den oprindelige værdi til den endelige værdi. Dette opnås ved en mekanisme, der ligner gearkassen i en bilmotor, som bruger et sæt med flere gear til at rotere generatorens bevægelige del med en hastighed, der er egnet til at generere elektricitet. Den indeholder også en bremse for at stoppe rotorens rotation, når vinden er meget kraftig (mere end 80-90 km / t), hvilket kan beskadige enhver komponent i generatoren.
- Generator: Det er en rotor-statorsamling, der genererer elektrisk energi, som overføres til understationen via kabler installeret i tårnet, der understøtter nacellen, og derefter føres ind i nettet. Generatorens effekt varierer mellem 5 kW for den medium turbine og 5 MW for den største turbine, selvom der allerede er 10 MW møller.
- Orienteringsmotor: Tillader komponenter at rotere for at placere nacellen i retning af den herskende vind.
- Støtte mast: Det er generatorens strukturelle støtte. Jo større turbinens kraft, jo større længde af vinger og derfor, jo større højde skal nacellen være placeret på. Dette tilføjer yderligere kompleksitet til tårnets design, som skal understøtte generatorens vægt. Bladet skal også have en høj strukturel stivhed for at modstå hård vind uden at gå i stykker.
- Padler og vindmålere: anordninger placeret bag på gondolerne, der indeholder generatorer; de bestemmer retningen og måler vindhastigheden og virker på knivene for at bremse dem, når vindhastigheden overstiger en tærskel. Over denne tærskel er der en strukturel risiko for møllen. Dette er normalt et Savonious -mølletypedesign.
Jeg håber, at du med disse oplysninger kan lære mere om vindmøllen og dens egenskaber.