Függőleges szélturbina

Un függőleges szélturbina A vízszintes olyan, mint egy működő elektromos generátor átalakítva a szél mozgási energiáját mechanikai energiában és szélturbinán keresztül elektromos energiában.

Két fő típusa van függőleges és vízszintes tengelyű szélturbina. A függőleges tengellyel rendelkezők kiemelkednek arról, hogy nincs szükségük a tájoló mechanizmusra, és mi az elektromos generátor, a földön lehet elhelyezni. Másrészt a vízszintes tengelyűek a legelterjedtebbek, és lehetővé teszik a kis teljesítményű, elkülönített alkalmazások széles körének lefedését a nagy szélerőművek telepítéséig.

El fogunk mélyedni a két főben, például a fent említett függőleges és vízszintes tengelyű szélturbinákban és azokban, amelyek ezek lennének új javaslatok, amelyek megpróbálják a legtöbbet kihozni belőle a szélnek villamos energia előállításához. Néhány év múlva a technológia fejlődik, és minden alkalommal új javaslatokat látunk, például a Vortex projekt propeller nélküli szélturbináit, vagy azt a Szélfát, egyfajta mechanikus fát, amely csendesen energiát termel.

Mi az a függőleges szélturbina?

A függőleges tengelyű szélturbina lényegében egy szélturbina, amelyben a rotortengely függőleges helyzetben van felszerelve, és villamos energiát képes előállítani, függetlenül attól, hogy a szél milyen irányból érkezik. Az ilyen típusú függőleges szélturbinák előnye, hogy villamos energiát képes előállítani még kevés szél mellett is és városi területek, ahol az építési előírások általában tiltják vízszintes szélturbinák telepítését.

Mint említettük, függőleges vagy függőleges tengelyű szélturbinák nincs szükség orientációs mechanizmusra és mi lenne az elektromos generátor, a földön található. Övé az energiatermelés alacsonyabb és van néhány apró hátránya, mintha motorizálódnia kellene a továbbjutáshoz.

Ott háromféle függőleges szélturbina akárcsak Savonius, Giromill és Darrrieus.

Savonius típus

Ezt a lét jellemzi két félkör alkotja vízszintesen elmozdulva egy bizonyos távolságon, amelyen keresztül a levegő halad, ezért kevés energiát fejleszt.

gyromil

Kiemelkedik, hogy van egy rögzített függőleges pengék halmaza két rúddal a függőleges tengelyen, és 10-20 Kw energiaellátási tartományt kínál.

darrieus

Alakított két vagy három domború pengéje csatlakozik alul és felül a függőleges tengelyig lehetővé teszi a szél szélessávú sávon belüli kihasználását. Hátránya, hogy önmagukban nem kapcsolnak be, és szükségük van egy Savonius-rotorra.

Hogyan működik a függőleges tengelyű szélturbina?

Függőleges szélturbináknál a lapátok a szél hajtó erővel forognak. A függőleges szélturbinák, a vízszintesektől eltérően, mindig a szélhez vannak igazítva. Nem számít, hogy melyik iránya azonos, mivel akkor is működhetnek, ha a szél alacsony sebességet fúj. Ezeknek a függőleges szélturbináknak az az előnye, hogy kisebbek és könnyebbek, mint a vízszintes turbinák. Mivel kisebbek, kevesebb energiát termelnek. Ugyanakkor képesek otthoni fűtésre, az összes belső és külső világítás bekapcsolásával, valamint egy elektromos autó akkumulátorának feltöltésével.

Vízszintes tengelyű szélturbinák

A vízszintes tengelyűek A legtöbbet használt és ezeket találhatjuk azokban a nagy szélerőművekben, ahol az ilyen típusú szélturbinák 1 Mw teljesítmény felett használhatók.

Alapvetően egy forgógép amelyben a mozgást a szél mozgási energiája váltja ki, amikor egy olyan forgórészre hat, amelynek rendesen három lapátja van. Az előállított forgási mozgást egy sebességszorzóval továbbítják és megszorozzák egy generátornak, amely felelős az elektromos energia előállításáért.

Mindezek az összetevők gondolán állnak A tartótorony tetejére kerül. Ezek a hagyományosak, amelyek hazánk egyes régióiban megtalálhatók, és más horizontot és tájat rajzolnak, de tiszta és olcsó energiát kínálnak.

Minden szélturbinának van mikroprocesszor, amely a vezérlésért felelős és szabályozza az indítási, működési és leállítási változókat. Ez az összes információt és adatot a telepítés vezérlőközpontjába viszi. Ezek a szélturbinák a torony alján tartalmazzák az összes elektromos alkatrészt (automata kapcsolók, áramváltók, túlfeszültségvédők stb.) Tartalmazó szekrényt, amelyek megkönnyítik a keletkező elektromos energia szállítását a hálózat vagy fogyasztás csatlakozásáig. pontokat.

A szélturbinából nyert energia a szél erejétől függ amely áthalad a rotoron és egyenesen arányos a levegő sűrűségével, a lapátjai által söpört területtel és a szél sebességével.

Egy szélturbina működtetése teljesítménygörbéje jellemzi ez jelzi a működtethető szélsebesség tartományát és az egyes esetekhez szükséges teljesítményt.

Milyen típusú szélturbina hatékonyabb?

Energiahatékonyság szempontjából a vízszintes szélturbinák nyerik a játékot. És ez az, hogy képesek nagyobb forgási sebesség elérésére, ezért alacsonyabb forgatási szorzási aránnyal rendelkező sebességváltóra van szükségük. Ezenkívül azért, mert ezeknek a szélturbináknak az építését meglehetősen magasan kell elvégezni a szélsebesség növekedését nagyobb mértékben használják. A légkör felső rétegeiben a szél sebessége nagyobb, mivel nincs semmiféle akadálya.

Milyen hátrányai vannak a VAWT szélturbináknak?

Az ilyen típusú szélturbinák hátrányai a következők:

• A telepítés kezdeti költsége meglehetősen magas.
• Ha olyan területen kell tartózkodnia, ahol állandóan nincs túl nagy szél, akkor valószínű az energiahatékonyság nem szüntethető meg.
• A zaj miatt problémái lehetnek a szomszédokkal.
• A turbinák általában csak körülbelül 30% -os kapacitással működnek.

A szélturbinák és a történelem felhasználása

A szélből származó villamos energia felhasználását szélrotorokkal már használták az elszigetelt házakban vidéki területeken a XNUMX. század közepén.

De a 70-es években igazán fogadott erre a technológiára, Dánia volt. Ez a tény tette lehetővé ennek az országnak az egyik vezető gyártó ilyen típusú szélturbinák, mint a Vestas és a Siemens Wind Power esetében.

Már 2013-ban szélenergia 33% -nak felel meg Dánia célja az, hogy 39-ig elérje az 2014% -ot, 50-re pedig a 2020% -ot.

Az a változás volt, amelyet ez az ország produkált a magas CO2-kibocsátás miatt a 70-es évek végén, így a megújuló energia lett a fő választás ennek az országnak. Ez a más országokkal szembeni energiafüggőség csökkenéséhez és a globális szennyezés csökkenéséhez vezetett.

Történelmi volt a Dánia telepítése első szélturbina, amely elérte a 2 Mw-ot. Az erőműnek cső alakú tornya és három lapátja volt. A Tvind iskola tanárai és diákjai építették. És ebben a történetben az a vicces, hogy ezeket az „amatőröket” kinevették az avatás előtti napjukban. A turbina a mai napig működik, és a legmodernebb szélturbinákhoz nagyon hasonló kialakítású.

A szélturbinák jövője

A mai napig a technológiai újítások jelennek meg az alkalmazások javítása szélenergia. 2015-ben a legnagyobb telepített turbina a Vestas V164 volt, amelyet a part közelében használtak.

2014-ben több mint 240.000 XNUMX szélturbina a világon működtek, a világ villamos energiájának 4% -át termelték. 2014-ben a teljes kapacitás meghaladta a 336 Gw-ot, Kína, az Egyesült Államok, Németország, Spanyolország és Olaszország mint a létesítmények vezetője.

És nemcsak ezekben az országokban növekszik a függőleges vagy vízszintes tengelyű szélturbinák száma, hanem sok másban is a fenntarthatóbbá válás módját keresik ahogy ez Franciaországban történik az Eiffel-toronnyal, amely néhány új telepített szélturbinának köszönhetően most saját energiát termel, és amelyhez a tiszta és olcsó energia elősegítése érdekében LED-es lámpák, napelemek és esővíz-gyűjtő rendszer kerül.

Nem feledkezhetünk meg az új kísérletekről sem 157 szélerőmű 3 új szélerőmű számára Dél-Afrikában, amelyet az ilyen típusú technológiák egyik legnagyobb gyártója, például a Siemens kap majd. A három közül 3 mW-os kapacitást fognak hozzáadni, és várhatóan 140 elejéig telepítik őket, hogy áramot biztosítsanak az afrikai ország közeli lakosságának.

Kapcsolódó cikk:

Minden, amit tudnia kell a szélturbinákról

Az úszó szélturbinák technológiája

Mint láthattuk a a szélenergia története, tengeri szélenergia 2009-ben kezdett terjeszkedni amikor Norvégiában a Hywind úszó szélturbinát telepítették, közel 62 millió dolláros költséggel.

Japán, a fukusimai nukleáris katasztrófa után megtette kitalálta a 80 telepítését tengeri szélturbinák a közeli partvonalon 2020-ig.

Vortex propeller nélküli szélturbinák

A Deutecno nevű spanyol cégnek van létrehozott egy szélturbinát mozgó alkatrészek nélkül amely az energia kategóriában első díjat nyert a The South Summit 2014-en.

Ezek a légcsavar nélküli szélturbinák ők felelnének azoknak a hatalmas szélturbináknak a felszámolásáért amelyek bárhol telepítik a horizontot. Funkcionalitása hasonló lesz, de meglehetősen jelentős költségmegtakarítással jár, eltekintve attól, hogy karbantartása és telepítése olcsóbb.

Kell lennie a a környezeti hatások csökkentése ettől eltekintve megszünteti a hagyományos szélturbinák által keltett zajt.

Technológiájuk úgy működik, hogy rezgés okozta deformációt alkalmaz amelyet a szél okoz, amikor félmerev függőleges hengerben rezonanciába lép és a földbe horgonyzik.

A Vortex fő része, amely a henger, az volt piezoelektromos anyagokból üvegszál vagy szén, és ezeknek az anyagoknak a deformációja révén elektromos energia keletkezik.

2016 lesz az év amelyben az első lapát nélküli szélmalom egység készen áll.

Szélfa

Meglehetősen innovatív projekt a Wind Tree, amelyet a NewWind fejleszt, és ez az 72 mesterséges levélből áll. Mindegyik egy kúpos alakú függőleges turbina, amelynek kis tömege 2 méter / másodperces könnyű szellővel képes energiát előállítani.

Ez lehetővé teszi áramot termel 280 napig évben, össztermelése pedig 3.1 kW, 72 turbinával. A 11 méter magas és 8 méter átmérőjű Szélfa közel áll egy valódi fa méretéhez, így tökéletesen elfér ebben a városi térben.

Un egészen sajátos projekt ez pedig azon technológiai fejlemények elé állít minket, amelyek a hatékonyabbá válás lehetőségét keresik, és elegendő energiát tudnak biztosítani a nyilvános villamosenergia-hálózathoz, vagy egy épület extraként.

A szélturbina részei

A szélturbinák összességében akár 200 méter magasra és 20 tonnára is képesek súlya. Szerkezete és alkatrészei összetettek, és az energiatermelés optimalizálására szolgálnak a XNUMX-as sebességtől a maximálisig.

Az alkatrészek között és szélturbina részeir van:

Bázis

A szélturbinának meg kell lennie az alapoknak jól rögzítve egy erős alaphoz. Ehhez vízszintes tengelyű szélturbinákat építenek egy föld alatti vasbeton alapozással, amely alkalmazkodik ahhoz a terephez, amelyben található, és segít ellenállni a szélterhelésnek.

Torony

A torony a szélturbina része minden súlyt elvisel, és ez tartja a pengéket a talajtól. Alul vasbetonból, felül acélból készül. Általában üreges, hogy hozzáférést biztosítson a gondolához. A torony feladata a szélturbina elég magas emelése, hogy az kihasználhassa a lehető legnagyobb szélsebességet. A torony végéhez egy forgó acél vagy üvegszálas nacell van rögzítve.

Pengék és rotor

A mai turbinák három penge, mivel nagyobb simaságot biztosít a kanyarban. A pengék poliészter kompozit anyagból készülnek, üveg- vagy szénszálerősítéssel. Ezek a vegyületek nagyobb ellenállást biztosítanak a pengék számára. A lapátok legfeljebb 100 méter hosszúak lehetnek, és a rotoragyhoz vannak csatlakoztatva. Ennek az agynak köszönhetően a pengék megváltoztathatják a lapátok beesési szögét, hogy kihasználják a szél előnyeit.

A rotorokat illetően jelenleg vízszintesek és lehetnek ízületeik. Normál esetben ez a torony szél felőli oldalán található. Ez annak érdekében történik, hogy csökkentsék a pengék ciklikus terhelését, amelyek akkor jelennek meg, ha annak a szélén helyezkednek el, mivel ha egy pengét helyeznek a torony nyomába, a beesési sebesség nagymértékben megváltozik.

A gondola

Ez egy fülke, amit mondhatna Ez a szélturbina gépháza. A gyöngyház a torony körül forog, hogy a turbinát a szél felé fordítsa. A nacelle tartalmazza a sebességváltót, a fő tengelyt, a vezérlőrendszereket, a generátort, a fékeket és az elfordító mechanizmusokat.

Sebességváltó

A sebességváltó funkciója: állítsa be a fordulási sebességet a fő tengelytől a generátor számára szükségesig.

generátor

A mai szélturbinákban háromféle turbina létezik amelyek csak a generátor viselkedésétől függenek, ha túlzott szélsebesség mellett van, és megpróbálják elkerülni a túlterhelést.

Szinte az összes turbina a három rendszer egyikét használja:

• Mókusketrec indukciós generátor
• Kétfázisú indukciós generátor
• Szinkron generátor

Break rendszer

Fékrendszer ez egy biztonsági rendszer Olyan lemezekkel rendelkezik, amelyek vészhelyzetben vagy karbantartási helyzetekben segítenek megállítani a malmot és megakadályozni a szerkezetek károsodását.

Vezérlő rendszer

A szélmalom teljes a vezérlőrendszer vezérli és automatizálja. Ezt a rendszert olyan számítógépek alkotják, amelyek kezelik a szélkakas és a nacelle tetején elhelyezett szélmérő által szolgáltatott információkat. Ily módon az időjárási viszonyok ismeretében jobban tájékozódhat a malom és a lapátok, hogy optimalizálja az áramtermelést a fújó széllel. Az összes információt, amelyet kapnak a turbina állapotáról, távolról el lehet küldeni egy központi szerverre, és minden ellenőrzés alatt áll. Abban az esetben, ha a szélsebesség vagy az időjárási viszonyok károsíthatják a szélturbina szerkezetét, a vezérlőrendszerrel gyorsan megismerheti a helyzetet és aktiválhatja a fékrendszert, elkerülve ezzel a károsodást.

A szélturbina mindezeknek a részeinek köszönheti elektromos energiát termel a szélből megújuló és környezetszennyező módon.