Tuuleenergia on taastuvenergia maailmas üks olulisemaid. Seetõttu peame hästi teadma, kuidas see toimib. The tuule turbiin See on seda tüüpi energia üks põhielemente. Sellel on üsna täielik töö ja olenevalt tuulepargist, kus me oleme, on erinevat tüüpi turbiine.
Selles artiklis räägime teile kõik, mida peate teadma tuuleturbiini, selle omaduste ja toimimise kohta.
Mis on tuuleturbiin
Tuuleturbiin on mehaaniline seade, mis muudab tuuleenergia elektrienergiaks. Kavandatud on tuuleturbiinid tuule kineetilise energia muundamiseks mehaaniliseks energiaks, mis on telje liikumine. Seejärel muundatakse turbiinigeneraatoris see mehaaniline energia elektrienergiaks. Toodetud elektrit saab akusse salvestada või otse kasutada.
Tuule kättesaadavat energiat reguleerivad kolm füüsika põhiseadust. Esimene seadus ütleb, et turbiini toodetud energia on võrdeline tuule kiiruse ruuduga. Teine seadus ütleb, et saadaolev energia on proportsionaalne tera pühkimispinnaga. Energia on võrdeline tera pikkuse ruuduga. Kolmas seadus kehtestab, et tuuleturbiini maksimaalne teoreetiline kasutegur on 59%.
Erinevalt Castilla La Mancha või Hollandi vanadest tuulikutest surub tuul nendes tuulikutes labad pöörlema ning kaasaegsed tuulikud kasutavad tuuleenergia tõhusamaks püüdmiseks keerukamaid aerodünaamilisi põhimõtteid. Tegelikult on tuulegeneraatori labade liigutamise põhjus sarnane põhjusega, miks lennuk jääb õhku, ja see on tingitud füüsilisest nähtusest.
Tuuleturbiinides tekitatakse rootori labades kahte tüüpi aerodünaamilisi jõude: ühte nimetatakse tõukejõuks, mis on tuulevoolu suunaga risti, ja teist nimetatakse tõmbeks, mis on paralleelne tuulevoolu suunaga. . õhk.
Turbiini labade konstruktsioon on väga sarnane lennuki tiiva omaga ja käitub tuulistes tingimustes nagu viimane. Lennuki tiival on üks pind väga ümmargune, teine aga suhteliselt tasane. Kui õhk ringleb läbi selle konstruktsiooni veskilabade, on õhuvool läbi sileda pinna aeglasem kui ümmargust pinda läbiv õhuvool. See kiiruse erinevus tekitab omakorda rõhkude erinevuse, mis on siledal pinnal parem kui ümmargusel pinnal.
Lõpptulemuseks on tõukejõu tiiva siledale pinnale mõjuv jõud. Seda nähtust nimetatakse "Venturi efektiks", mis on osa "tõste" nähtuse põhjusest, mis selgitab omakorda, miks lennuk jääb õhku.
Tuulegeneraatorite sisemus
Ka tuuleturbiini labad kasutavad neid mehhanisme pöörleva liikumise tekitamiseks ümber oma telje. Teraosa konstruktsioon hõlbustab pöörlemist kõige tõhusamal viisil. Generaatori sees toimub tera pöörleva energia elektrienergiaks muundamise protsess Faraday seaduse järgi. See peab sisaldama rootorit, mis pöörleb tuule mõjul ja on ühendatud generaatoriga ning muudab pöörleva mehaanilise energia elektrienergiaks.
Tuulegeneraatori elemendid
Iga elemendi rakendatavad funktsioonid on järgmised:
- Rootor: See kogub tuuleenergiat ja muudab selle pöörlevaks mehaaniliseks energiaks. Isegi väga väikese tuulekiiruse korral on selle konstruktsioon pöörde jaoks hädavajalik. Eelmisest punktist on näha, et labaosa konstruktsioon on võti rootori pöörlemise tagamisel.
- Turbiini haakeseadis või tugisüsteem: kohandada tera pöörlevat liikumist vastavalt generaatori rootori pöörlemisliikumisele, millega see on ühendatud.
- Kordaja või käigukast: Normaalse tuulekiiruse korral (vahemikus 20-100 km / h) on rootori kiirus madal, umbes 10-40 pööret minutis (p / min); Elektrienergia tootmiseks peab generaatori rootor töötama kiirusel 1.500 p / min, seega peab natsell sisaldama süsteemi, mis teisendab kiiruse algväärtusest lõppväärtuseks. See saavutatakse auto mootori käigukastiga sarnase mehhanismiga, mis kasutab mitme käigu komplekti generaatori liikuva osa pööramiseks elektri tootmiseks sobival kiirusel. See sisaldab ka pidurit, mis peatab rootori pöörlemise, kui tuul on väga tugev (üle 80-90 km / h), mis võib kahjustada generaatori mis tahes komponenti.
- Generaator: See on rootori-staatori koosseis, mis genereerib elektrienergiat, mis edastatakse alajaama läbi torni paigaldatud kaablite, mis toetavad tšilli, ja seejärel juhitakse võrku. Generaatori võimsus varieerub keskmise turbiini puhul 5 kW ja suurima turbiini puhul 5 MW, kuigi turbiinid on juba 10 MW.
- Suuna mootor: Võimaldab komponentidel pöörata, et paigutada tšellol valitseva tuule suunas.
- Tugimast: See on generaatori struktuurne tugi. Mida suurem on turbiini võimsus, seda suurem on labade pikkus ja seega kõrgem kõrgus, kus tšellell peab asuma. See lisab torni konstruktsioonile täiendavat keerukust, mis peab kandma generaatorikomplekti kaalu. Tera peab olema ka suure konstruktsioonijõuga, et taluda tugevat tuult purunemata.
- Labad ja anemomeetrid- seadmed, mis asuvad gondlite tagaosas ja sisaldavad generaatoreid; need määravad suuna ja mõõdavad tuule kiirust ning pidurdavad labasid, kui tuule kiirus ületab läve. Sellest künnisest kõrgemal on turbiini struktuurne oht. Tavaliselt on see Savonious turbiini tüüpi disain.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada tuuleturbiini ja selle omaduste kohta.