Pystysuora tuuliturbiini

Un pystysuora tuuliturbiini u vaaka on kuin toimiva sähkögeneraattori muuntamalla tuulen kineettinen energia mekaanisessa energiassa ja tuuliturbiinin kautta sähköenergiassa.

Niitä on kahta päätyyppiä pysty- ja vaaka-akselin tuuliturbiini. Ne, joilla on pystysuora akseli, erottuvat siitä, että eivät tarvitse suuntausmekanismia, ja mikä on sähkögeneraattori, voidaan järjestää maahan. Toisaalta vaakasuoralla akselilla varustettuja on eniten käytetty ja niiden avulla voidaan kattaa laaja valikoima pienitehoisia eristettyjä sovelluksia suuriin tuulipuistoihin.

Aiomme tutkia kahta päätuotetta, kuten edellä mainitut pysty- ja vaaka-akselituuliturbiinit, ja mitä ne olisivat uusia ehdotuksia, jotka yrittävät saada siitä kaiken irti tuulelle tuottamaan sähköenergiaa. Olemme muutamassa vuodessa, missä tekniikka etenee, ja näemme joka kerta uusia ehdotuksia, kuten Vortex-projektin potkurittomat tuuliturbiinit tai tuuli Wind Tree, eräänlainen mekaaninen puu, joka tuottaa energiaa hiljaa.

Mikä on pystysuora tuuliturbiini?

Pystyakselinen tuuliturbiini on pohjimmiltaan tuuliturbiini, johon roottorin akseli on asennettu pystyasentoon ja joka voi tuottaa sähköä riippumatta tuulen suunnasta. Tämäntyyppisen pystysuoran tuuliturbiinin etu on voi tuottaa sähköä myös paikoissa, joissa on vähän tuulta ja kaupunkialueet, joissa rakennusmääräykset kieltävät yleensä vaakasuuntaisten tuuliturbiinien asentamisen.

Kuten mainittiin, pystysuorat tai pystyakseliset tuuliturbiinit ei tarvita suuntausmekanismia ja mikä olisi sähkögeneraattori löytyy maasta. Hänen energiantuotanto on vähäisempää ja sillä on joitain pieniä haittoja, kuten se on moottoroitava, jotta pääset alkuun.

Siellä kolme pystysuoraa tuuliturbiinityyppiä samoin kuin Savonius, Giromill ja Darrrieus.

Savonius-tyyppi

Sille on ominaista oleminen muodostuu kahdesta puoliympyrästä siirtynyt vaakasuoraan tietyllä etäisyydellä, jonka läpi ilma kulkee, joten se kehittää vähän tehoa.

gyromil

Se erottuu siitä, että sillä on joukko kiinnitettyjä pystysuoria teriä kahdella tangolla pystysuoralla akselilla ja tarjoaa energiansyöttöalueen 10-20 Kw.

darrieus

Muodostettu kahdella tai kolmella kaksoiskupealla terällä pystysuoraan akseliin alhaalta ja ylhäältä, se sallii tuulen hyödyntämisen laajalla nopeusalueella. Haittana on, että ne eivät käynnisty itsestään ja tarvitsevat Savonius-roottorin.

Kuinka pystyakseli tuuliturbiini toimii?

Pystysuorissa tuuliturbiinissa terät pyörivät tuulta ajavalla voimalla. Pystysuorat tuuliturbiinit, toisin kuin vaakasuorat, ovat aina tuulen suuntaisia. Ei ole väliä mikä suunta on sama, koska ne voivat toimia, vaikka tuuli puhaltaa alhaisella nopeudella. Näiden pystysuorien tuuliturbiinien etu on ne ovat pienempiä ja kevyempiä kuin turbiinit, joilla on vaaka. Pienemmiksi ne tuottavat vähemmän energiaa. Ne pystyvät kuitenkin lämmittämään kodin, pitämään kaikki sisä- ja ulkovalot päällä ja lataamaan sähköauton akkua.

Vaaka-akselin tuuliturbiinit

Ne, joilla on vaaka-akseli, ovat Eniten käytetty ja ne ovat niitä, joita löydämme suurista tuulipuistoista, joissa tämän tyyppisiä tuuliturbiineja voidaan käyttää yli 1 Mw: n teholla.

Se on pohjimmiltaan pyörivä kone jossa liike syntyy tuulen kineettisestä energiasta, kun se vaikuttaa roottoriin, jolla on normaalisti kolme terää. Tuotettu kiertoliike välitetään ja kerrotaan nopeuskertoimella generaattorille, joka on vastuussa sähköenergian tuottamisesta.

Kaikki nämä komponentit he seisovat gondolilla Se on sijoitettu tukitornin päälle. Ne ovat tavanomaisia ​​alueita, joita löytyy maamme tietyiltä alueilta ja joilla on erilainen horisontti ja maisema, mutta jotka tarjoavat puhdasta ja halpaa energiaa.

Jokaisella tuuliturbiinilla on mikroprosessori, joka on vastuussa valvonnasta ja säätää sen käynnistys-, toiminta- ja sammutusmuuttujia. Tämä vie kaikki nämä tiedot asennuksen ohjauskeskukseen. Kukin näistä tuuliturbiineista sisältää tornin pohjassa kaapin, jossa on kaikki sähkökomponentit (automaattiset kytkimet, virtamuuntajat, ylijännitesuojat jne.), Jotka helpottavat syntyvän sähköenergian kuljettamista verkon liittymiseen tai kulutukseen asti. pistettä.

Tuuliturbiinista saatu energia riippuu tuulen voimasta joka kulkee roottorin läpi ja on suoraan verrannollinen ilman tiheyteen, sen siipien pinta-alaan ja tuulen nopeuteen.

Tuuliturbiinin toiminta on ominaista sen tehokäyrälle se osoittaa tuulen nopeusalueen, jolla sitä voidaan käyttää, ja kussakin tapauksessa tarvittavan tehon.

Minkä tyyppinen tuuliturbiini on tehokkaampi?

Energiatehokkuuden suhteen vaaka-tuuliturbiinit voittavat pelin. Ja se on, että ne pystyvät saavuttamaan suuremman pyörimisnopeuden, joten he tarvitsevat vaihdelaatikon, jolla on alhaisempi kiertokerroin. Lisäksi, koska näiden tuuliturbiinien rakentaminen on tehtävä melko korkealla lisääntynyttä tuulen nopeutta käytetään enemmän. Ilmakehän ylemmissä kerroksissa tuulen nopeus on suurempi, koska sillä ei ole minkäänlaista estettä.

Mitkä ovat VAWT-tuuliturbiinien haitat?

Tämäntyyppisten tuuliturbiinien haittoja ovat seuraavat:

• Asennuksen alkuperäiset kustannukset ovat melko korkeat.
• Jos sinun täytyy olla alueella, jossa ei ole jatkuvasti liikaa tuulta, on todennäköistä, että energiatehokkuutta ei voida poistaa.
• Naapureiden kanssa voi olla ongelmia meluongelman vuoksi.
• Turbiinit toimivat yleensä vain noin 30%: n kapasiteetilla.

Tuuliturbiinien käyttö ja historia

Tuulen sähköenergian käyttöä on jo käytetty tuuliroottoreiden kanssa erillisissä taloissa maaseudulla XNUMX-luvun puolivälissä.

Mutta joka panosti tähän tekniikkaan 70-luvulla, oli Tanska. Tämä tosiasia antoi tämän maan olla yksi johtavista valmistajista tämän tyyppisestä tuuliturbiinista, kuten Vestas ja Siemens Wind Power.

Jo vuonna 2013 tuulienergia tuotti vastaavan 33% sähkön kokonaiskulutuksesta, 39% vuonna 2014. Nyt Tanskan tavoitteena on saavuttaa 50% vuoteen 2020 mennessä ja vuoteen 2035 mennessä 84%.

Tämän maan tuottama muutos oli korkeiden hiilidioksidipäästöjen vuoksi 70-luvun lopulla, joten uusiutuvasta energiasta tuli tärkein valinta tälle maalle. Tämä johti energiariippuvuuden vähenemiseen muista maista ja maailmanlaajuisen pilaantumisen vähenemiseen.

Historiallinen oli ensimmäinen tuuliturbiini, joka saavutti 2 Mw. Voimalaitoksella oli putkimainen torni ja kolme terää. Sen rakensivat Tvind-koulun opettajat ja opiskelijat. Ja tämän tarinan hauska on, että noita "harrastajia" pilkattiin päivinä ennen vihkimistä. Tähän päivään asti turbiini toimii edelleen ja sen muotoilu on hyvin samanlainen kuin nykyaikaisimmat tuuliturbiinit.

Tuuliturbiinien tulevaisuus

Tähän päivään asti teknologisia innovaatioita syntyy edelleen parantaa sovelluksia tuulienergiaa. Vuonna 2015 suurin asennettu turbiini oli Vestas V164 käytettäväksi lähellä rannikkoa.

Vuonna 2014 yli 240.000 XNUMX tuuliturbiinia ne olivat toiminnassa maailmassa ja tuottivat 4% maailman sähköstä. Vuonna 2014 kokonaiskapasiteetti ylitti 336 Gw: n Kiinan, Yhdysvaltojen, Saksan, Espanjan ja Italian ollessa johtoasemana asennuksissa.

Eikä vain nämä maat kasvattavat pysty- tai vaaka-akselivoimalaitostensa väestöä, mutta monet muutkin he etsivät tapaa olla kestävämpi Kuten Ranskassa on Eiffel-torni, joka tuottaa nyt omaa energiaansa uusien tuuliturbiinien ansiosta ja johon lisätään LED-valot, aurinkopaneelit ja sadeveden keräysjärjestelmä puhtaan ja halvan energian edistämiseksi.

Emme voi myöskään unohtaa uusia yrityksiä muodossa 157 tuuliturbiinia kolmelle uudelle tuulipuistolle Etelä-Afrikassa, joka tulee yhden tämän tyyppisen tekniikan suurimman valmistajan, kuten Siemensin, käsistä. Ne lisäävät 3: n välillä 140 mW: n kapasiteetin, ja on odotettavissa, että ne asennetaan vuoden 2016 alkuun toimittamaan sähköä tämän Afrikan maan läheisille väestöille.

Aiheeseen liittyvä artikkeli:

Kaikki mitä sinun tarvitsee tietää tuulivoimaloista

Kelluvien tuuliturbiinien tekniikka

Kuten voimme nähdä tuulienergian historia, merituulivoimaa alkoi kasvaa vuonna 2009 kun Hywindin kelluva tuuliturbiini asennettiin Norjaan lähes 62 miljoonan dollarin kustannuksella.

Japanilla on Fukushiman ydinkatastrofin jälkeen suunnitellut asennuksen 80 merituuliturbiinit läheiselle rannalle vuoteen 2020 mennessä.

Vortex-potkurittomat tuuliturbiinit

Espanjalaisella Deutecno-nimisellä yrityksellä on loi tuuliturbiinin ilman liikkuvia osia joka voitti ensimmäisen palkinnon energia-kategoriassa Etelä-huippukokouksessa 2014.

Nämä potkurittomat tuuliturbiinit ovat he olisivat vastuussa näiden valtavien tuuliturbiinien poistamisesta jotka muuttavat horisonttia missä tahansa. Sen toiminnallisuus on samanlainen, mutta huomattavien kustannussäästöjen lisäksi, paitsi että sen huolto ja asennus ovat halvempia.

On myös oltava ympäristövaikutusten vähentäminen sen lisäksi se eliminoi perinteisten tuuliturbiinien aiheuttaman melun.

Heidän tekniikkansa toimii siten, että käyttää tärinän aiheuttamaa muodonmuutosta jonka tuulen aiheuttama tullessa resonanssiin puolijäykässä pystysylinterissä ja ankkuroituna maahan.

Vortexin pääosa, joka on sylinteri, on ollut valmistettu pietsosähköisistä materiaaleista ja lasikuitu tai hiili, ja sähköenergiaa syntyy näiden materiaalien muodonmuutoksesta.

Vuosi 2016 tulee olemaan jossa ensimmäinen siiloton tuulimyllyyksikkö on valmis.

Tuuli puu

Melko innovatiivinen projekti on WindWow, jota NewWind kehittää ja joka on koostuu 72 tekolehdestä. Jokainen niistä on kartiomainen muotoinen pystysuora turbiini, jolla on pieni massa, joka voi tuottaa energiaa kevyellä tuulella 2 metriä sekunnissa.

Tämä antaa sinulle mahdollisuuden tuottaa virtaa 280 päiväksi vuonna ja sen kokonaistuotanto on 3.1 kW 72 käynnissä olevan turbiinin kanssa. 11 metriä korkea ja halkaisijaltaan 8 metriä tuulipuu on lähellä todellisen puun kokoa, joten se mahtuu täydellisesti tuohon kaupunkitilaan.

Un melko erityinen projekti ja se vie meidät ennen niitä teknisiä edistysaskeleita, jotka etsivät tapaa olla tehokkaampia ja pystyä toimittamaan riittävästi energiaa julkiseen sähköverkkoon tai rakennuksen lisänä.

Tuuliturbiinin osat

Tuuliturbiinit kokonaisuutena ne voivat mitata korkeintaan 200 metriä ja 20 tonnia painosta. Sen rakenne ja komponentit ovat monimutkaisia, ja ne on valmistettu optimoimaan sähköntuotanto nopeudesta XNUMX maksimiin.

Komponenttien ja tuuliturbiinin osatr meillä on:

Basso

Tuuliturbiinin perusasiat on oltava hyvin kiinni vahvassa alustassa. Tätä varten vaaka-akseliset tuuliturbiinit on rakennettu maanalaiseen teräsbetonipohjaan, joka mukautuu maastoon, jossa se sijaitsee, ja auttaa vastustamaan tuulikuormia.

Torni

Torni on osa tuuliturbiinia, joka tukee koko painoa ja pitää terät irti maasta. Se on rakennettu teräsbetonista pohjassa ja teräksestä ylhäältä. Normaalisti ontto päästää gondoli. Tornin tehtävänä on nostaa tuuliturbiini tarpeeksi, jotta se pystyy hyödyntämään suurimmat mahdolliset tuulen nopeudet. Tornipäähän on kiinnitetty pyörivä teräs- tai lasikuituvaippa.

Terät ja roottori

Nykyiset turbiinit koostuvat kolme terää, koska se tarjoaa suuremman sileyden käännöksessä. Terät on valmistettu polyesterikomposiittimateriaalista, jossa on vahvistettu lasi- tai hiilikuituja. Nämä yhdisteet antavat terille paremman kestävyyden. Terät voivat olla jopa 100 metriä pitkiä ja liitetty roottorin napaan. Tämän navan ansiosta terät voivat muuttaa terien tulokulmaa tuulen hyödyntämiseksi.

Roottoreiden osalta tällä hetkellä ovat vaakasuoria ja niissä voi olla liitoksia. Normaalisti tämä sijaitsee tornin tuulen puolelle. Tämä tehdään terien syklisten kuormitusten vähentämiseksi, jotka syntyvät, jos se sijoitetaan vastatuuleen, koska jos terä asetetaan tornin jäljen taakse, tapahtumanopeus muuttuu huomattavasti.

Gondoli

Se on koppi, jonka voit sanoa niin Se on tuuliturbiinin konehuone. Naselli pyörii tornin ympäri sijoittaakseen turbiinin tuulen suuntaan. Nacelle sisältää vaihdelaatikon, pääakselin, ohjausjärjestelmät, generaattorin, jarrut ja kääntömekanismit.

Vaihteisto

Vaihteiston tehtävä on säädä kääntymisnopeus pääakselista generaattorin tarvitsemaan.

generaattori

Nykypäivän tuulivoimaloissa turbiineja on kolme tyyppiä jotka vaihtelevat vain generaattorin käyttäytymisen mukaan, kun se on liian tuulen nopeuden olosuhteissa, ja ylikuormituksia yritetään välttää.

Lähes kaikki turbiinit käyttävät yhtä näistä 3 järjestelmästä:

• Oravan häkin induktiogeneraattori
• Kaksivaiheinen induktiogeneraattori
• Synkroninen generaattori

Tauko järjestelmä

Jarrutusjärjestelmä se on turvajärjestelmä Siinä on levyjä, jotka auttavat hätätilanteissa tai huoltotilanteissa pysäyttämään myllyn ja estävät rakenteiden vaurioitumisen.

Ohjausjärjestelmä

Tuulimylly on täysin Ohjausjärjestelmä ohjaa ja automatisoi. Tämä järjestelmä koostuu tietokoneista, jotka hallitsevat tuulilasin ja nauhan päälle sijoitetun tuulimittarin antamia tietoja. Tällä tavalla sääolosuhteet huomioon ottaen mylly ja terät voidaan paremmin suunnata optimoimaan sähköntuotanto puhaltavan tuulen kanssa. Kaikki heidän saamansa tiedot turbiinin tilasta voidaan lähettää etänä keskuspalvelimelle, ja kaikki on hallittavissa. Jos tuulen nopeus tai sääolosuhteet voivat vahingoittaa tuuliturbiinin rakennetta, ohjausjärjestelmän avulla voit nopeasti tietää tilanteen ja aktivoida jarrujärjestelmän välttäen vaurioita.

Kaikkien näiden tuuliturbiinin osien ansiosta voit tuottaa sähköä tuulesta uusiutuvalla ja ympäristöä saastuttamattomalla tavalla.