Okomita vjetroturbina

Un vertikalna vjetroturbina u vodoravnom položaju je poput električnog generatora koji radi pretvarajući kinetičku energiju vjetra u mehaničkoj energiji i kroz vjetroagregat u električnoj energiji.

Postoje dvije glavne vrste vjetroagregat s vertikalnom i vodoravnom osi. Oni s vertikalnom osi ističu se da im nije potreban orijentacijski mehanizam, a što je električni generator može se postaviti na tlo. S druge strane, oni s vodoravnom osi su najčešće korišteni i omogućuju pokrivanje širokog spektra izoliranih primjena male snage do instalacija u velikim vjetroelektranama.

Udubit ćemo se u dvije glavne, kao što su spomenute vjetroturbine s vertikalnom i vodoravnom osi, i koje bi to bile novi prijedlozi koji pokušavaju izvući maksimum na vjetar za proizvodnju električne energije. Za nekoliko smo godina tehnologija napreduje i svaki put vidimo nove prijedloge, poput vjetroagregata bez pogonskog motora Vortex ili onog vjetrobranskog stabla, vrste mehaničkog stabla koje tiho generira energiju.

Što je vertikalna vjetroturbina?

Vjetroagregat s vertikalnom osi u osnovi je vjetroturbina u kojoj je osovina rotora postavljena u okomitom položaju i može generirati električnu energiju bez obzira iz kojeg smjera vjetar dolazi. Prednost ove vrste vertikalnih vjetroagregata je u tome mogu proizvoditi električnu energiju čak i na mjestima s malo vjetra i urbana područja gdje građevinski propisi općenito zabranjuju postavljanje vodoravnih vjetroagregata.

Kao što je spomenuto, vjetroturbine s vertikalnom ili vertikalnom osi nema potrebe za mehanizmom orijentacije a kakav bi bio električni generator može se naći smješten na tlu. Njegova proizvodnja energije je manja i ima nekoliko sitnih hendikepa kao što ga treba motorizirati da bi krenuo.

tamo tri vrste vertikalnih vjetroturbina kao što su Savonius, Giromill i Darrrieus.

Savonijev tip

To karakterizira biće nastala od dva polukruga pomaknut vodoravno na određenoj udaljenosti, kroz koju zrak putuje, pa razvija malu snagu.

žiromil

Ističe se po tome što ima set pričvršćenih okomitih oštrica s dvije šipke na okomitoj osi i nudi raspon napajanja energijom od 10 do 20 Kw.

darrieus

Formirano s dvije ili tri bikonveksne oštrice spojene na vertikalnu os na dnu i na vrhu, omogućava iskorištavanje vjetra u širokom opsegu brzina. Mana je što se ne uključuju sami i potreban im je rotor Savonius.

Kako radi vjetroturbina s vertikalnom osi?

U vertikalnim vjetroagregatima lopatice se okreću silom koja pokreće vjetar. Vertikalne vjetroturbine, za razliku od vodoravnih, uvijek su usklađene s vjetrom. Nije važno u kojem je smjeru isti, jer oni mogu raditi čak i kad vjetar puše male brzine. Prednost ovih vertikalnih vjetroturbina je u tome oni su manji i lakši od turbina koje imaju vodoravnu. Budući da su manji, generiraju manje energije. Međutim, sposobni su zagrijati dom, imati uključena sva unutarnja i vanjska svjetla i napuniti bateriju električnog automobila.

Vjetroturbine s vodoravnom osi

Oni s vodoravnom osi su Najkorišteniji a oni su oni koje možemo naći u onim velikim vjetroelektranama gdje se ova vrsta vjetroagregata može koristiti iznad 1 Mw snage.

To je u osnovi rotacijski stroj u kojem kretanje proizvodi kinetička energija vjetra kada djeluje na rotor koji obično ima tri lopatice. Proizvedeno rotacijsko gibanje prenosi se i umnožava množiteljem brzine na generator koji je odgovoran za proizvodnju električne energije.

Sve ove komponente stoje na gondoli Postavlja se na vrh potpornog tornja. Oni su uobičajeni koji se mogu naći u određenim regijama naše zemlje koji crtaju drugačiji horizont i krajolik, ali nude čistu i jeftinu energiju.

Svaka vjetroturbina ima mikroprocesor koji je odgovoran za upravljanje i reguliraju njegove varijable pokretanja, rada i isključivanja. To sve podatke i podatke odnosi u kontrolni centar instalacije. Svaka od ovih vjetroturbina u podnožju tornja sadrži ormar sa svim električnim komponentama (automatske sklopke, strujni transformatori, zaštitnici od prenapona, itd.) Koji olakšavaju transport električne energije koja se stvara do priključenja na mrežu ili potrošnje bodova.

Energija dobivena iz vjetroagregata ovisi o snazi ​​vjetra koji prolazi kroz rotor i izravno je proporcionalan gustoći zraka, površini koju prekrivaju lopatice i brzini vjetra.

Rad vjetroagregata karakterizira njegova krivulja snage to pokazuje raspon brzina vjetra u kojima se može raditi i snagu koja je potrebna za svaki slučaj.

Koja je vrsta vjetroagregata učinkovitija?

Što se tiče energetske učinkovitosti, u igri pobjeđuju vodoravne vjetroturbine. A to je da su sposobni postići veću brzinu vrtnje pa im je potreban prijenosnik s nižim omjerom umnožavanja rotacije. Uz to, jer se gradnja ovih vjetroagregata mora izvoditi prilično visoko povećana brzina vjetra koristi se u većoj mjeri. U gornjim slojevima atmosfere brzina vjetra je veća jer nema nikakvu prepreku.

Koji su nedostaci VAWT vjetroagregata?

Mane ovih vrsta vjetroagregata uključuju sljedeće:

• Početni trošak instalacije prilično je visok.
• Ako morate u području u kojem stalno nema previše vjetra, šanse su to ne možete postići energetsku učinkovitost.
• Zbog problema s bukom možete imati problema sa susjedima.
• Turbine obično rade samo s kapacitetom od približno 30%.

Korištenje vjetroagregata i povijest

Korištenje električne energije vjetra već se koristilo s rotorima vjetra u izoliranim kućama koje se nalaze u ruralnim sredinama sredinom XNUMX. stoljeća.

Ali ona koja se u 70-ima stvarno kladila na ovu tehnologiju bila je Danska. Ova činjenica omogućila je ovoj zemlji da to bude jedan od vodećih proizvođača ove vrste vjetroagregata, kao što je slučaj s Vestasom i Siemensovom vjetroelektranom.

Već 2013. godine energija vjetra proizveo ekvivalent od 33% ukupne potrošnje električne energije, s 39% u 2014. Sada je cilj Danske doseći 50% do 2020., a do 2035. 84%.

Promjena koju je proizvela ova zemlja bila je zbog velike emisije CO2 krajem 70-ih, pa je obnovljiva energija postala glavni izbor za ovu zemlju. To je dovelo do smanjenja energetske ovisnosti o drugim zemljama i smanjenja globalnog zagađenja.

Povijesna je bila instalacija u Danskoj prva vjetroturbina koja je dosegla 2 MW. Elektrana je imala cjevasti toranj i tri lopatice. Izgradili su je učitelji i učenici iz škole Tvind. I smiješno u ovoj priči je da su ti "amateri" bili ismijavani u svoje vrijeme prije inauguracije. Do danas ta turbina još uvijek radi i ima dizajn vrlo sličan najmodernijim vjetroagregatima.

Budućnost vjetroagregata

Do danas se nastavljaju pojavljivati ​​tehnološke inovacije poboljšati aplikacije energije vjetra. 2015. godine najveća instalirana turbina bila je Vestas V164 za upotrebu u blizini obale.

U 2014. više od 240.000 XNUMX vjetroagregata djelovale su u svijetu, proizvodeći 4% svjetske električne energije. U 2014. godini ukupni kapacitet prešao je 336 Gw, a Kina, Sjedinjene Države, Njemačka, Španjolska i Italija bile su vodeće u postrojenjima.

Nisu samo ove zemlje u porastu stanovništva vjetroagregata s vertikalnom ili horizontalnom osi, već i mnoge druge oni traže način da budu održiviji Kao što je slučaj u Francuskoj s Eiffelovim tornjem, koji sada stvara vlastitu energiju zahvaljujući novoinstaliranim vjetroagregatima i kojem će biti dodana LED svjetla, solarni paneli i sustav za prikupljanje kišnice za promicanje čiste i jeftine energije.

Ne možemo zaboraviti ni na nove pokušaje u obliku 157 vjetroturbina za 3 nove vjetroelektrane u Južnoj Africi koja će doći iz ruke jednog od najvećih proizvođača ove vrste tehnologije kao što je Siemens. Među tri će dodati i kapacitet od 3 mW, a očekuje se da će biti instalirani do početka 140. godine kako bi opskrbljivali stanovništvo ove afričke zemlje električnom energijom.

Povezani članak:

Sve što trebate znati o vjetroagregatima

Tehnologija plutajućih vjetroagregata

Kao što smo mogli vidjeti u povijest energije vjetra, priobalna energija vjetra počeo se širiti 2009. godine kada je plutajuća vjetroturbina Hywind instalirana u Norveškoj po cijeni od blizu 62 milijuna dolara.

Japan je nakon nuklearne katastrofe u Fukušimi imao osmislio instalaciju 80 morske vjetroturbine na obližnjoj obali do 2020.

Vjetrovne turbine bez vrtložnih elisa

Španjolska tvrtka pod nazivom Deutecno has stvorio vjetroagregat bez pokretnih dijelova koja je na The South Summit 2014 osvojila prvu nagradu u kategoriji Energija.

Ove vjetroturbine bez elise su bili bi zaduženi za uklanjanje tih ogromnih vjetroagregata koji mijenjaju horizont gdje god su instalirani. Njegova će funkcionalnost biti slična, ali uz prilično značajne uštede troškova, osim što su njezino održavanje i instalacija jeftiniji.

Mora postojati i smanjenje utjecaja na okoliš osim toga eliminira buku koju generiraju tradicionalne vjetroturbine.

Njihova tehnologija djeluje na takav način da koristi deformacije uzrokovane vibracijama što je uzrokovano vjetrom pri ulasku u rezonanciju u polukružnom okomitom cilindru i usidrenom u tlu.

Glavni dio Vortexa, koji je cilindar, bio je izrađena od piezoelektričnih materijala i stakloplastike ili ugljika, a električna energija nastaje deformacijom tih materijala.

2016. će biti godina u kojoj je prva jedinica vjetrenjače bez oštrice spremna.

Stablo vjetra

Prilično inovativan projekt je Wind Tree koji razvija NewWind i koji je sastavljen od 72 umjetna lišća. Svaka od njih je vertikalna turbina konusnog oblika i ima malu masu koja može generirati energiju laganim vjetrom od 2 metra u sekundi.

To vam omogućuje generirati energiju 280 dana godine, a ukupna proizvodnja mu je 3.1 kW sa 72 pogonske turbine. Visoko 11 metara i promjera 8 metara, Stablo vjetra približno je veličini pravog stabla tako da se savršeno može uklopiti u taj urbani prostor.

Un sasvim određeni projekt i to nas stavlja ispred tehnološkog napretka koji traži način da bude učinkovitiji i da može pružiti dovoljno energije u javnu električnu mrežu ili kao dodatak za zgradu.

Dijelovi vjetroagregata

Vjetroagregati u cjelini mogu mjeriti do 200 metara visine i 20 tona težine. Njegova su struktura i dijelovi složeni i proizvedeni su tako da optimiziraju proizvodnju energije od brzine od XNUMX do maksimuma.

Između komponenata i dijelovi vjetroagregatar imamo:

Baza

Osnove vjetroagregata trebaju biti dobro pričvršćen za jaku bazu. U tu svrhu grade se vjetroturbine s vodoravnom osi s podzemnim armiranobetonskim temeljem koji se prilagođava terenu u kojem se nalazi i pomaže u podnošenju opterećenja vjetrom.

Toranj

Toranj je dio vjetroagregata koji podupire svu težinu i ona je koja drži noževe podignutim od tla. Građena je od armiranog betona na dnu i čelika na vrhu. Uobičajeno je šuplje da dozvoljava pristup gondoli. Toranj je zadužen za podizanje vjetroagregata dovoljno da može iskoristiti najveće moguće brzine vjetra. Rotirajuća gondola od čelika ili fiberglasa pričvršćena je na kraj tornja.

Lopatice i rotor

Današnje turbine čine tri oštrice jer pruža veću glatkoću u zavoju. Lopatice su izrađene od poliesterskog kompozitnog materijala s ojačanjem od staklenih ili karbonskih vlakana. Ti spojevi daju lopaticama veći otpor. Lopatice mogu biti duge do 100 metara i povezane su s glavčinom rotora. Zahvaljujući ovoj glavčini, lopatice mogu promijeniti kut pada lopatica kako bi iskoristile vjetar.

Što se tiče rotora, trenutno su vodoravni i mogu imati zglobove. Obično se ovo nalazi s vjetrovite strane tornja. To se radi kako bi se smanjila ciklična opterećenja na lopaticama koje se pojavljuju ako se nalazi u zavjetrini, jer ako se oštrica postavi iza oslonca tornja, brzina pada će se znatno izmijeniti.

Gondola

To je kabina kako biste to mogli reći To je strojarnica vjetroagregata. Gondola se okreće oko tornja kako bi postavila turbinu okrenutu vjetru. Gondola sadrži prijenosnik, glavno vratilo, upravljačke sustave, generator, kočnice i mehanizme za okretanje.

Mjenjač

Funkcija mjenjača je da prilagoditi brzinu okretanja od glavne osovine do one koja je potrebna generatoru.

generator

U današnjim vjetroagregatima postoje tri vrste turbina koji variraju samo ponašanjem generatora u uvjetima prekomjerne brzine vjetra i nastoje se izbjeći preopterećenja.

Gotovo sve turbine koriste jedan od ova tri sustava:

• Generator za indukciju kaveza s vjevericama
• Dvofazni indukcijski generator
• Sinkroni generator

Sustav prekida

Kočioni sustav to je sigurnosni sustav Ima diskove koji pomažu u hitnim slučajevima ili u situacijama održavanja da zaustave mlin i spriječe oštećenja konstrukcija.

Sustav upravljanja

Vjetrenjača je potpuno kontrolira i automatizira upravljački sustav. Ovaj sustav čine računala koja upravljaju informacijama koje pruža vjetrobran i anemometar postavljen na vrh gondole. Na taj način, znajući vremenske prilike, možete bolje usmjeriti mlin i lopatice kako biste optimizirali proizvodnju energije uz puhanje vjetra. Sve informacije koje dobivaju o statusu turbine mogu se daljinski poslati centralnom poslužitelju i imati sve pod kontrolom. U slučaju da brzine vjetra ili vremenski uvjeti mogu oštetiti strukturu vjetroagregata, pomoću upravljačkog sustava možete brzo upoznati situaciju i aktivirati sustav kočenja, izbjegavajući tako oštećenja.

Zahvaljujući svim ovim dijelovima vjetroagregata možete generiraju električnu energiju iz vjetra na obnovljivi i nezagađujući način za okoliš.