Wie funktioniert eine Windkraftanlage oder Windmühle?

Aber wie der Wind wird Strom? Der direkte Vorgänger des Stroms Windräder sind die alten Mühlen, die heute noch für verschiedene Aufgaben wie das Extrahieren von Wasser oder das Mahlen von Getreide verwendet werden. EIN Windmühle Es ist eine Maschine, bei der Klingen oder Klingen an einer gemeinsamen Welle befestigt sind, die sich zu drehen beginnt, wenn der Wind weht.

Diese rotierende Welle ist mit verschiedenen Maschinentypen verbunden, beispielsweise Maschinen zum Mahlen von Getreide, zum Pumpen von Wasser oder Elektrizität generieren.

Zu bekommen StromDie Bewegung der Schaufeln treibt einen elektrischen Generator (eine Lichtmaschine oder einen Dynamo) an, der die umwandelt mechanische Energie der Rotation in elektrische leistung. Strom kann in Batterien gespeichert oder direkt ins Netz eingespeist werden. Die Bedienung ist recht einfach, was immer komplizierter wird, ist die Untersuchung und Konstruktion von Windräder zunehmend effizienter.

Arten von Windkraftanlagen

Eine Windmühle kann von sein horizontale Achse, die heute am häufigsten sind, oder es gibt auch vertikale Achse.

Aus Wikipedia die Definition von vertikale Windkraftanlagen oder horizontal als laufender elektrischer Generator Umwandlung der kinetischen Energie des Windes in mechanischer Energie und durch eine Windkraftanlage in elektrischer Energie.

Diejenigen mit einer vertikalen Achse zeichnen sich dadurch aus, dass sie den Orientierungsmechanismus nicht benötigen und der elektrische Generator auf dem Boden angeordnet werden kann. Auf der anderen Seite diejenigen mit einer horizontalen Achse, erlauben, einen weiten Bereich abzudecken von kleinen stromisolierten Anwendungen bis hin zu Installationen in großen Windparks.

Vertikale Windkraftanlagen

Wie erwähnt, Windkraftanlagen mit vertikaler oder vertikaler Achse brauche keinen Orientierungsmechanismus, und was wäre der elektrische Generator kann auf dem Boden gefunden werden.

Su Die Energieerzeugung ist geringer und es hat einige kleine Nachteile, als müsste es motorisiert werden, um loszulegen.

Da drei Arten von vertikalen Windkraftanlagen ebenso wie Savonius, Giromill und Darrrieus.

Nachteile

Eines der häufigsten Probleme Windräder ist seine immense Größe, zusätzlich zu den Vibrationen und Geräuschen, die sie verursachen. Aus diesem Grund befinden sie sich normalerweise in Gebieten, die weit von den Häusern entfernt sind. Unternehmen und Wissenschaftler auf der ganzen Welt arbeiten jedoch weiterhin daran kleinere Turbinen bauen (Sie können einen Artikel lesen, der zuvor über Mini-Windkraft verfasst wurde.) o still das kann in städtischen Gebieten liegen.

Aber eines der Probleme, die die meisten Sorgen auf dem Gebiet der Generation der Windkraft Es ist die Variabilität der Quelle, dh des Windes. Das Turbinen Im Allgemeinen sind sie bereit, optimal zu funktionieren, wenn der Wind innerhalb eines bestimmten Windes weht Geschwindigkeitsbereich. Zum einen ist eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit erforderlich, um die Klingen zu bewegen, zum anderen auch eine Höchstgrenze.

Am häufigsten ist beispielsweise, dass diese Grenzwerte bei liegen Windgeschwindigkeiten zwischen 3 und 24 Metern pro Sekunde. Das Minimum wird als Verbindungsgeschwindigkeit bezeichnet, dh das Minimum, um etwas Strom zu erzeugen, und das Maximum wird als Abschaltgeschwindigkeit bezeichnet, dh wenn es bereits kontraproduktiv ist, da es den Mechanismus unterbrechen könnte.

Un Windmühle kann alleine oder in sein Windparks, an Land, das die Onshore-Windparks, an der Küste des Meeres oder sie können sogar in einer bestimmten Entfernung von der Küste in den sogenannten Gewässern installiert werden Offshore- oder Offshore-Windpark.

Aufbau einer Windkraftanlage oder Windkraftanlage

Es gibt Tausende von Windparks voller Modelle TEEH (Windkraftanlagen mit horizontaler Achse). Diese Maschinen bestehen aus folgenden Segmenten.

Turm und Fundament: Die Turmfundamente können flach oder tief sein, was in beiden Fällen die Stabilität der Windkraftanlage, die Befestigung der Gondel und der Motorblätter garantiert. Das Fundament muss auch die Stöße aufnehmen, die durch die Variation und Kraft des Windes verursacht werden.

Die Türme können je nach ihren Eigenschaften von unterschiedlichem Typ sein:

• Stahlrohr: Die meisten Windkraftanlagen sind mit Stahlrohrtürmen gebaut.
• Betontürme: Sie werden an derselben Stelle gebaut, sodass die erforderliche Höhe berechnet werden kann.
• Betonfertigteile: Sie werden durch fertige Teile zusammengesetzt und ihre Segmente werden an derselben Stelle platziert.
• Gitterstrukturen: Sie werden mit Stahlprofilen hergestellt.
• Hybriden: Sie können Eigenschaften und Materialien verschiedener Turmtypen aufweisen.
• Gespannte Masttürme mit Wind: Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie Windkraftanlagen mit kleineren Abmessungen sind.

Rotor: Der Rotor ist das "Herz" jeder Windmühle, da er die Turbinenschaufeln stützt und sie mechanisch und rotatorisch bewegt, um den Schub des Windes in Energie umzuwandeln.

Gondel: Es ist der sichtbarste Kopf der Windkraftanlage, der Helm, der alle Turbinenmaschinen verbirgt und wartet. Die Gondel verbindet den Turm mit Lagern in der Lage sein, der Windrichtung zu folgen.

Multiplikatorbox: Das Getriebe ist nicht nur in der Lage, Windschwankungen standzuhalten, sondern hat auch die Aufgabe, die niedrigen Drehzahlen des Rotors und die hohen Drehzahlen des Generators zu koppeln. Wie sein eigenes Wort sagt; schafft es, die 18-50 U / min, die durch die natürliche Bewegung des Rotors erzeugt werden, mit ungefähr 1.750 U / min zu multiplizieren, wenn er den Generator verlässt.

Generator: Es ist verantwortlich für die Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie. Für Hochleistungsturbinen werden doppelt gespeiste Asynchrongeneratoren verwendet, obwohl auch herkömmliche Synchron- und Asynchrongeneratoren häufig vorkommen.

Bremsen: Im Antriebsstrang werden mechanische Bremsen eingesetzt, die einen hohen statischen Reibungskoeffizienten und eine hohe Druckfestigkeit erfordern.

Elektrische Ausrüstung einer Windkraftanlage oder Windmühle

Die heutigen Windkraftanlagen bestehen nicht nur aus Schaufeln und einem Generator, um billige Energie nach Hause zu bringen. Windkraftanlagen müssen auch eine haben individuelles Stromversorgungssystem und zahlreiche Sensoren. Letztere können die Temperatur, die Windrichtung, ihre Geschwindigkeit und andere Parameter, die in der Gondel oder in der Umgebung auftreten können, überwachen und messen.

Vorteile schneller Windkraftanlagen gegenüber langsamen

Der größte Vorteil der sogenannten "langsamen Windkraftanlagen" ist, dass sie haben mehr Klingen dass Stromschnellen und ihre Materialien in der Regel sind billiger. Aber was sind deine Probleme? Trotz ihrer großen Durchmesser (von 40 bis 90 m hoch) und mit Rotoren, deren Köpfe 100 m erreichen, Windkraftanlagen schnell sind leichter als die langsamen.

Dies wird durch Hochleistungsgeneratoren (0,5 bis 3 MW) erreicht, die das Höhen-Leistungs-Verhältnis des Windes noch besser nutzen.

Da die Klingen leichter sind, bewegen sie sich schneller, also die Größe und Multiplikator Box Kosten das treibt den elektrischen Generator an wird reduziert.

Durch die geringere Anzahl von Blättern können diese leichter eingestellt werden, um ihre Leistung an die Eigenschaften des Windes anzupassen. Schnelle Windkraftanlagen sind widerstandsfähiger gegen Belastungen durch Windböen. Der Axialschub aufgrund der Wirkung des Windes auf den stationären Rotor ist bei schnellen Windkraftanlagen geringer als beim Drehen; das Gegenteil passiert in der langsame Windkraftanlagen.

Die stärkste Windmühle der Welt

Vestas hat das Update der größten Windkraftanlage der Welt vorgestellt. Ich habe keine Adjektive, um zu beschreiben, wie groß diese Turbine ist. Die V164, eine 220 Meter lange Windmühle mit 38 Tonnen schwere, 80 Meter lange Klingenhat gerade die ganze Aufmerksamkeit derjenigen auf sich gezogen, die sich für erneuerbare Energien in Dänemark interessieren.

Die bisherige Turbine war in der Lage, eine Leistung von 8 MW zu liefern, und dank der Aktualisierungen ist sie nun in der Lage, die Leistung zu erreichen 9 MW Ausgabe unter bestimmten Bedingungen. In seinem ersten Test war der V164 In nur 216.000 Stunden können 24 kWh erzeugt werden.

Dies ist nicht nur der absolute Rekord für die Erzeugung von Windkraft durch eine einzelne Windmühle, sondern auch der deutlichste Beweis dafür, dass Ozeanwinde auftreten werden eine Schlüsselrolle in der bereits laufenden Energiewende.

Genug, um ein Haus 66 Jahre lang mit Strom zu versorgen

Laut Torben Hvid larsen, Vestas CTO:

"Unsere Prototyp hat einen weiteren Generationsrekord aufgestellt, mit 216.000 kWh innerhalb von 24 Stunden produziert. Wir sind zuversichtlich, dass sich diese 9-MW-Windkraftanlage als marktreif erwiesen hat, und wir glauben, dass sie eine Schlüsselrolle bei der Senkung der Offshore-Windenergiepreise spielen wird. "

Normalerweise ist es etwas schwierig und abstrakt, über Kilowatt zu sprechen. Aber nach offiziellen Angaben ist die Der durchschnittliche Stromverbrauch eines spanischen Hauses beträgt 3.250 kWh pro Jahr. Ein Betrag, der etwas höher ist als der durchschnittliche jährliche Verbrauch von städtischen Wohnungen in den Hauptstädten Südamerikas. In Anbetracht dessen könnte es an einem Produktionstag ein durchschnittliches Haus mit Strom versorgen seit über 66 Jahren.

Mit einer Größe größer als der Torres Kio in Madrid und ähnlich dem Torre Mayor in Mexiko ist der Umfang, den sie überqueren, größer als das Metallrad des London Eye in London. Diese Turbine Es ist Evolution der V164-8.0 MW, eine Windkraftanlage, die brach bereits Rekorde im Jahr 2014 und es kann 16.000 britische Haushalte versorgen.