Vertikaalne tuuleturbiin

Un vertikaalne tuuleturbiin u horisontaalne on nagu töötav elektrigeneraator tuule kineetilise energia teisendamine mehaanilises energias ja tuuleturbiini kaudu elektrienergias.

Neid on kahte peamist tüüpi vertikaalse ja horisontaalse teljega tuuleturbiin. Vertikaalse teljega isikud paistavad silma selle poolest, et neil pole vaja orientatsioonimehhanismi ja milline on elektrigeneraator, mida saab maapinnale paigutada. Teiselt poolt on kõige enam kasutatavad horisontaalteljega seadmed, mis võimaldavad katta laia valikut isoleeritud väikese võimsusega rakendusi kuni suurte tuuleparkideni.

Süveneme kahte peamisse, näiteks eelmainitud vertikaalse ja horisontaalse teljega tuuleturbiinidesse ning millised need oleksid uued ettepanekud, mis püüavad sellest maksimumi võtta tuulele elektrienergia tootmiseks. Mõne aasta pärast oleme tehnoloogia arengus ja näeme iga kord uusi ettepanekuid, näiteks projekti Vortex sõukruvita tuulegeneraatorid või tuulepuu, mingi mehaaniline puu, mis toodab energiat vaikselt.

Mis on vertikaalne tuuleturbiin?

Vertikaalteljega tuuleturbiin on sisuliselt tuuleturbiin, kuhu rootori võll on paigaldatud vertikaalasendisse ja suudab elektrit toota olenemata sellest, mis suunast tuul tuleb. Seda tüüpi vertikaalse tuuliku eeliseks on see suudab elektrit toota ka vähese tuulega kohtades ja linnapiirkonnad, kus ehituseeskirjad keelavad horisontaalsete tuuleturbiinide paigaldamise.

Nagu mainitud, vertikaalse või vertikaalse teljega tuuleturbiinid pole vaja orientatsioonimehhanismi ja milline oleks elektrigeneraator, võib leida maapinnalt. Tema oma energiatootmine on madalam ja sellel on mõned väikesed puudused, nagu oleks vaja liikumiseks alustamiseks motoriseeritud.

seal kolme tüüpi vertikaalsed tuuleturbiinid nagu ka Savonius, Giromill ja Darrrieus.

Savoniuse tüüp

Seda iseloomustab olemine moodustatud kahest poolringist teatud kaugusele horisontaalselt nihutatud, mille kaudu õhk liigub, nii et see arendab vähe jõudu.

gyromil

See paistab silma selle poolest, et tal on a kinnitatud vertikaalsete labade komplekt kahe vertikaalteljel asuva vardaga ja pakub energiavarustuse vahemikku 10 kuni 20 Kw.

darrieus

Moodustatud kaks või kolm kaksikkumerat tera ühendatud põhjas ja ülaservas asuva vertikaalteljeni, võimaldab see ära kasutada tuult laias kiirusribas. Puuduseks on see, et nad ei lülitu ise sisse ja vajavad Savoniuse rootorit.

Kuidas töötab vertikaalteljega tuuleturbiin?

Vertikaalsetes tuuleturbiinides pöörlevad labad tuult juhtiva jõuga. Vertikaalsed tuuleturbiinid on erinevalt horisontaalsetest alati tuulega joondatud. Pole tähtis, kumb on sama suund, sest need võivad töötada ka siis, kui tuul puhub madalat kiirust. Nende vertikaalsete tuuleturbiinide eelis on see need on väiksemad ja kergemad kui turbiinid, millel on horisontaal. Olles väiksemad, toodavad nad vähem energiat. Kuid nad on võimelised kodu kütma, kõik sise- ja välisvalgustid põlema ning elektriauto akut laadima.

Horisontaalteljel asuvad tuulikud

Horisontaalteljega on Enim kasutatud ja neid võime leida nendest suurtest tuuleparkidest, kus seda tüüpi tuulikuid saab kasutada üle 1 Mw võimsuse.

Põhimõtteliselt on tegemist pöörleva masinaga milles liikumise tekitab tuule kineetiline energia, kui see mõjub rootorile, millel on tavaliselt kolm laba. Toodud pöörlemisliikumine edastatakse ja korrutatakse kiiruse kordajaga generaatorile, mis vastutab elektrienergia tootmise eest.

Kõik need komponendid nad seisavad gondlil See asetatakse tugitorni kohale. Need on tavapärased piirkonnad, mida võib leida meie riigi teatud piirkondadest, millel on teistsugune horisont ja maastik, kuid mis pakuvad puhast ja odavat energiat.

Igal tuuleturbiinil on mikroprotsessor, mis vastutab juhtimise eest ning reguleerida selle käivitamise, töö ja väljalülitamise muutujaid. See viib kogu selle teabe ja andmed installi juhtimiskeskusesse. Kõigil nendel tuuleturbiinidel on torni põhjas kapp koos kõigi elektriliste komponentidega (automaatsed lülitid, voolutrafod, ülepingekaitsed jne), mis hõlbustavad tekkiva elektrienergia transportimist võrguühenduse või tarbimise külge punkte.

Tuulegeneraatorilt saadud energia sõltub tuule võimsusest see läbib rootorit ja on otseselt proportsionaalne õhu tiheduse, selle labade poolt pühitud ala ja tuule kiirusega.

Tuuliku töö iseloomustab selle võimsuskõver see näitab tuulekiiruse vahemikku, milles seda saab kasutada, ja võimsust, mida on vaja iga juhtumi jaoks.

Mis tüüpi tuuleturbiin on tõhusam?

Energiatõhususe osas võidavad mängu horisontaalsed tuuleturbiinid. Ja see on see, et nad on võimelised saavutama suurema pöörlemiskiiruse, nii et nad vajavad käigukasti, millel on madalam pöörete korrutussuhe. Lisaks, kuna nende tuuleturbiinide ehitamine peab toimuma üsna kõrgel tuule kiiruse kasvu kasutatakse suuremal määral. Atmosfääri ülemistes kihtides on tuule kiirus suurem, kuna sellel pole ühtegi takistust.

Millised on VAWT tuuleturbiinide puudused?

Seda tüüpi tuuleturbiinide puudused hõlmavad järgmist:

• Installimise esialgne maksumus on üsna kõrge.
• Kui peate piirkonnas, kus pidevalt pole liiga palju tuult, on tõenäoline, et energiatõhusust ei saa eemaldada.
• Müra tõttu võib naabritega probleeme tekkida.
• Turbiinid töötavad tavaliselt ainult umbes 30% võimsusega.

Tuulikute kasutamine ja ajalugu

Tuuleelektrienergia kasutamist on tuulerootoritega juba kasutatud eraldatud majades maapiirkondades XNUMX. sajandi keskel.

Kuid 70-ndatel panustas see tehnoloogia tõeliselt panusele Taani. See asjaolu võimaldas sellel riigil olla üks juhtivaid tootjaid seda tüüpi tuuleturbiini, nagu Vestase ja Siemensi tuuleenergia puhul.

Juba 2013. aastal tuuleenergia toodetud 33% kogu elektritarbimisest, 39. aastal 2014%. Nüüd on Taani eesmärk jõuda 50. aastaks 2020% -ni ja 2035. aastaks 84% ​​-ni.

Muutus, mida see riik tekitas, oli kõrge CO2 heite tõttu 70ndate lõpus, nii et taastuvenergia sai selle riigi peamiseks valikuks. See tõi kaasa energiasõltuvuse vähenemise teistest riikidest ja ülemaailmse reostuse vähenemise.

Ajalooline oli Taani installatsioon Taanis esimene tuuleturbiin, mis jõudis 2 Mw-ni. Elektrijaamal oli torukujuline torn ja kolm tera. Selle ehitasid Tvindi kooli õpetajad ja õpilased. Ja selle loo kurioosne on see, et neid "harrastajaid" naerdi omal ajal enne ametisse astumist. See turbiin töötab tänaseni ja selle disain on väga sarnane moodsamate tuulikutega.

Tuulikute tulevik

Tänapäevani ilmnevad tehnoloogilised uuendused rakendusi paremaks muuta tuuleenergia. 2015. aastal oli suurim paigaldatud turbiin Vestas V164 kasutamiseks ranniku lähedal.

2014. aastal rohkem kui 240.000 XNUMX tuulikut nad töötasid kogu maailmas ja tootsid 4% kogu maailma elektrist. 2014. aastal ületas koguvõimsus 336 Gw, kusjuures Hiina, Ameerika Ühendriigid, Saksamaa, Hispaania ja Itaalia olid paigaldiste liidrid.

Ja mitte ainult need riigid ei suurenda vertikaalse või horisontaalse teljega tuuleturbiinide populatsiooni, vaid paljud teised nad otsivad võimalust olla jätkusuutlikum nagu juhtub Prantsusmaal Eiffeli torniga, mis toodab nüüd oma energiat tänu mõnele uuele paigaldatud tuuleturbiinile ja millele lisatakse puhta ja odava energia edendamiseks LED-tuled, päikesepaneelid ja vihmavee kogumissüsteem.

Samuti ei saa unustada uusi katseid vormis 157 tuulikut 3 uue tuulepargi jaoks Lõuna-Aafrikas, mis tuleb ühe seda tüüpi tehnoloogia suurima tootja, näiteks Siemensi käest. Need lisavad kolme võimsuse vahel 3 mW ja eeldatavasti paigaldatakse need 140. aasta alguseks elektrienergia pakkumiseks selle Aafrika riigi lähedal asuvatele elanikele.

Seotud artikkel:

Kõik, mida peate teadma tuuleturbiinide kohta

Ujuvate tuuleturbiinide tehnoloogia

Nagu saime näha tuuleenergia ajalugu, avamere tuuleenergia hakkas laienema 2009. aastal kui Norras paigaldati ujuv tuuleturbiin Hywind ligi 62 miljoni dollari maksumusega.

Jaapanil on pärast Fukushima tuumakatastroofi olnud mõtles välja 80 installatsiooni meretuulikud lähedalasuval rannajoonel aastaks 2020.

Vortex propellerita tuuleturbiinid

Hispaania ettevõttel nimega Deutecno on lõi tuuliku ilma liikuvate osadeta mis võitis The South Summit 2014 energia kategoorias esimese auhinna.

Need sõukruvita tuulikud on nende ülesandeks oleks nende tohutute tuuleturbiinide likvideerimine mis muudavad silmapiiri kõikjal, kuhu need on paigaldatud. Selle funktsionaalsus on sarnane, kuid annab märkimisväärse kulude kokkuhoiu, välja arvatud asjaolu, et hooldamine ja paigaldamine on odavam.

Peab olema ka a keskkonnamõju vähendamine peale selle välistab see traditsiooniliste tuuleturbiinide tekitatava müra.

Nende tehnoloogia töötab nii, et kasutab vibratsioonist põhjustatud deformatsiooni mis on põhjustatud tuulest poolressiivsesse vertikaalsesse silindrisse resonantsi sisenemisel ja maasse ankurdatuna.

Vortexi põhiosa, mis on silinder, on olnud valmistatud piesoelektrilistest materjalidest ja klaaskiust või süsinikust ning elektrienergia tekib nende materjalide deformeerumisel.

2016. aasta saab olema milles esimene labadeta tuuleveski on valmis.

Tuulepuu

Üsna uuenduslik projekt on tuulepuu, mida töötab välja NewWind ja see on ka koosneb 72 kunstlehest. Igaüks neist on koonilise kujuga vertikaalne turbiin, millel on väike mass, mis suudab kerge tuulega 2 meetrit sekundis energiat toota.

See võimaldab teil toota elektrit 280 päevaks aastal ja selle kogutoodang on 3.1 kW koos 72 töötava turbiiniga. 11 meetri kõrgune ja 8 meetri läbimõõduga tuulepuu on lähedane tõelise puu suurusele, nii et see sobib sellesse linnaruumi suurepäraselt.

Un üsna konkreetne projekt ja see viib meid ette nende tehnoloogiliste edusammude ees, mis otsivad võimalust olla tõhusam ja pakkuda piisavalt energiat üldkasutatavasse elektrivõrku või hoone lisana.

Tuuliku osad

Tuulegeneraatorid tervikuna nad võivad mõõta kuni 200 meetrit kõrget ja 20 tonni kaalust. Selle struktuur ja komponendid on keerulised ning neid toodetakse energiatootmise optimeerimiseks kiirusest XNUMX kuni maksimaalseni.

Komponentide ja tuuliku osadr meil on:

Alus

Tuuliku põhitõed peavad olema hästi tugeva aluse külge kinnitatud. Selleks ehitatakse horisontaalteljelised tuuleturbiinid maa-aluse raudbetoonist vundamendiga, mis kohandub selle maastikuga, kus see asub, ja aitab taluda tuulekoormust.

Torn

Torn on see tuuliku osa, mis toetab kogu raskust ja hoiab terad maast eemal. Selle põhi on ehitatud raudbetoonist ja ülevalt terasest. Gondlile juurdepääsu võimaldamiseks on see tavaliselt õõnes. Torn vastutab tuuliku tõstmise eest piisavalt, et see saaks ära kasutada maksimaalset võimalikku tuulekiirust. Torni otsa külge kinnitatakse terasest või klaaskiust pöörlev gondell.

Terad ja rootor

Tänapäeva turbiinid koosnevad kolm tera, kuna see tagab pööramisel suurema sujuvuse. Terad on valmistatud polüesterkomposiitmaterjalist, tugevdades klaas- või süsinikkiudu. Need ühendid annavad teradele suurema vastupidavuse. Terad võivad olla kuni 100 meetri pikkused ja ühendatud rootori rummu külge. Tänu sellele jaoturile saavad terad tuule otstarbekaks kasutamiseks muuta labade langemisnurka.

Rootorite osas praegu on horisontaalsed ja võivad olla liigestega. Tavaliselt asub see torni tuulepoolsel küljel. Seda tehakse selleks, et vähendada labade tsüklilisi koormusi, mis ilmneksid selle alt ülespoole, kuna kui tera asetatakse torni jälje taha, muutub sissesõidukiirus oluliselt.

Gondel

See on kabiin, mida võiksite nii öelda See on tuuliku masinaruum. Natsell pöörleb ümber torni, et paigutada turbiin tuule poole. Nacelle sisaldab käigukasti, peavõllit, juhtimissüsteeme, generaatorit, pidureid ja pööramismehhanisme.

Käigukast

Käigukasti funktsioon on reguleerige pöörlemiskiirust peavõllist selleni, mida generaator vajab.

Generaator

Tänapäeva tuuleturbiinides turbiine on kolme tüüpi mis varieeruvad ainult generaatori käitumise järgi, kui see on ülemäärase tuulekiiruse tingimustes, ja püütakse vältida ülekoormust.

Peaaegu kõik turbiinid kasutavad ühte neist kolmest süsteemist:

• Orava puuri induktsioonigeneraator
• Kahefaasiline induktsioonigeneraator
• Sünkroongeneraator

Break süsteem

Pidurisüsteem see on turvasüsteem Sellel on kettad, mis aitavad hädaolukorras või hoolduse korral veskit peatada ja vältida konstruktsioonide kahjustamist.

Juhtimissüsteem

Tuulik on täielikult kontrollib ja automatiseerib juhtimissüsteem. See süsteem koosneb arvutitest, mis haldavad tuulelava ja gondli otsa asetatud anemomeetri pakutavat teavet. Nii saab ilmastikutingimusi tundes veski ja terad paremini suunata, et optimeerida puhuva tuulega elektritootmist. Kogu turbiini oleku kohta saadud teavet saab eemalt keskserverisse saata ja kõik on kontrolli all. Juhul, kui tuulekiirus või ilmastikutingimused võivad tuuliku struktuuri kahjustada, saate juhtimissüsteemiga olukorda kiiresti teada ja pidurisüsteemi aktiveerida, vältides seeläbi kahjustusi.

Tänu kõigile neile tuuliku osadele saate toota tuulest elektrienergiat taastuval ja keskkonda saastamata viisil.