Turbin angin vertikal

Un turbin angin vertikal u horizontal seperti generator listrik yang bekerja mengubah energi kinetik angin dalam energi mekanik dan melalui turbin angin dalam energi listrik.

Ada dua jenis utama turbin angin sumbu vertikal dan horizontal. Yang memiliki sumbu vertikal menonjol karena tidak memerlukan mekanisme orientasi dan generator listrik dapat diatur di tanah. Di sisi lain, mereka yang memiliki sumbu horizontal adalah yang paling banyak digunakan dan memungkinkan mencakup berbagai aplikasi terisolasi dari daya kecil hingga instalasi di ladang angin besar.

Kami akan mempelajari dua yang utama, seperti turbin angin sumbu vertikal dan horizontal yang disebutkan di atas, dan apa yang akan mereka lakukan. proposal baru yang mencoba memaksimalkannya ke angin untuk menghasilkan energi listrik. Kami berada dalam beberapa tahun di mana teknologi maju dan kami melihat proposal baru setiap saat seperti turbin angin tanpa baling-baling dari proyek Vortex atau Wind Tree, sejenis pohon mekanis yang menghasilkan energi secara diam-diam.

Apa itu turbin angin vertikal?

Turbin angin sumbu vertikal pada dasarnya adalah turbin angin di mana poros rotor dipasang pada posisi vertikal dan dapat menghasilkan listrik tidak peduli dari arah mana angin itu berasal. Keuntungan dari jenis turbin angin vertikal adalah bahwa dapat menghasilkan listrik bahkan di tempat dengan sedikit angin dan daerah perkotaan di mana peraturan bangunan umumnya melarang pemasangan turbin angin horizontal.

Seperti disebutkan, turbin angin sumbu vertikal atau vertikal tidak perlu mekanisme orientasi dan apa yang akan menjadi generator listrik dapat ditemukan terletak di tanah. Nya produksi energi lebih rendah dan memiliki beberapa cacat kecil seperti itu perlu digerakkan untuk memulai.

di sana tiga jenis turbin angin vertikal begitu pula Savonius, Giromill dan Darrrieus.

Tipe Savonius

Ini ditandai dengan keberadaan dibentuk oleh dua setengah lingkaran dipindahkan secara horizontal pada jarak tertentu, yang dilalui udara bergerak, sehingga ia mengembangkan sedikit tenaga.

gyromil

Ini menonjol karena memiliki file set bilah vertikal yang terpasang dengan dua batang pada sumbu vertikal dan menawarkan kisaran pasokan energi dari 10 hingga 20 Kw.

darrieus

Terbentuk dengan dua atau tiga bilah bikonveks bergabung ke sumbu vertikal di bagian bawah dan atas, memungkinkan untuk memanfaatkan angin dalam pita kecepatan lebar. Kekurangannya adalah mereka tidak menyala sendiri dan mereka membutuhkan rotor Savonius.

Bagaimana cara kerja turbin angin sumbu vertikal?

Pada turbin angin vertikal, baling-baling berputar dengan gaya yang menggerakkan angin. Turbin angin vertikal, tidak seperti turbin horizontal, selalu sejajar dengan angin. Tidak masalah arah mana yang sama karena mereka dapat bekerja bahkan ketika angin bertiup dengan kecepatan rendah. Keuntungan dari turbin angin vertikal ini adalah: mereka lebih kecil dan lebih ringan dari turbin yang memiliki horizontal. Menjadi lebih kecil, mereka menghasilkan lebih sedikit energi. Namun, mereka mampu memanaskan rumah, menyalakan semua lampu interior dan eksterior dan mengisi ulang baterai mobil listrik.

Turbin angin sumbu horizontal

Mereka yang memiliki sumbu horizontal adalah Paling banyak digunakan dan mereka adalah salah satu yang dapat kita temukan di ladang angin besar di mana jenis turbin angin ini dapat digunakan di atas daya 1 Mw.

Ini pada dasarnya adalah mesin rotasi di mana gerakan dihasilkan oleh energi kinetik angin saat bekerja pada rotor yang biasanya memiliki tiga bilah. Gerakan rotasi yang dihasilkan ditransmisikan dan dikalikan dengan pengali kecepatan ke generator yang bertanggung jawab untuk menghasilkan energi listrik.

Semua komponen ini mereka berdiri di atas gondola Itu ditempatkan di atas menara pendukung. Mereka adalah yang konvensional yang dapat ditemukan di wilayah tertentu di negara kita dengan menggambar cakrawala dan lanskap yang berbeda tetapi menawarkan energi yang bersih dan murah.

Setiap turbin angin memiliki sebuah mikroprosesor yang bertanggung jawab untuk mengontrol dan mengatur variabel start-up, operasi dan shutdown. Ini membawa semua informasi dan data ini ke pusat kendali instalasi. Masing-masing turbin angin ini menggabungkan, di dasar menara, sebuah kabinet dengan semua komponen listrik (sakelar otomatis, transformator arus, pelindung tegangan lebih, dll.) Yang memfasilitasi pengangkutan energi listrik yang dihasilkan ke koneksi jaringan atau konsumsi. poin.

Energi tersebut diperoleh dari turbin angin tergantung pada kekuatan angin yang melewati rotor dan berbanding lurus dengan massa jenis udara, luas yang disapu oleh bilahnya, dan kecepatan angin.

Pengoperasian turbin angin ditandai dengan kurva kekuatannya yang menunjukkan kisaran kecepatan angin yang dapat dioperasikan dan daya yang dibutuhkan untuk setiap kasus.

Jenis turbin angin apa yang lebih efisien?

Dalam hal efisiensi energi, turbin angin horizontal adalah yang memenangkan permainan. Dan karena mampu mencapai kecepatan putaran yang lebih tinggi sehingga membutuhkan gearbox dengan rasio perkalian putaran yang lebih rendah. Selain itu, karena pembangunan kincir angin ini harus dilakukan cukup tinggi peningkatan kecepatan angin digunakan untuk tingkat yang lebih besar. Di lapisan atas atmosfer, kecepatan angin lebih tinggi karena tidak memiliki hambatan apa pun.

Apa kerugian dari turbin angin VAWT?

Kerugian dari jenis turbin angin ini adalah sebagai berikut:

• Biaya awal pemasangan cukup tinggi.
• Jika Anda harus berada di daerah di mana tidak terlalu banyak angin terus-menerus, kemungkinan besar efisiensi energi tidak dapat dihilangkan.
• Anda dapat memiliki masalah dengan tetangga karena kebisingan.
• Turbin biasanya hanya beroperasi pada kapasitas sekitar 30%.

Penggunaan turbin angin dan sejarahnya

Penggunaan energi listrik dari angin telah digunakan dengan rotor angin di rumah-rumah yang terisolasi di daerah pedesaan pada pertengahan abad ke-XNUMX.

Tapi yang benar-benar mempertaruhkan teknologi ini di tahun 70-an adalah Denmark. Fakta ini memungkinkan negara ini menjadi salah satu produsen terkemuka jenis turbin angin ini, seperti halnya dengan Vestas dan Siemens Wind Power.

Sudah di 2013, energi angin menghasilkan setara dengan 33% dari total konsumsi listrik, dengan 39% pada tahun 2014. Sekarang tujuan Denmark adalah mencapai 50% pada tahun 2020 dan pada tahun 2035 84%.

Perubahan yang dihasilkan negara ini karena emisi CO2 yang tinggi Di akhir tahun 70-an, energi terbarukan menjadi pilihan utama negara ini. Hal ini menyebabkan penurunan ketergantungan energi pada negara lain dan penurunan polusi global.

Bersejarah adalah instalasi di Denmark turbin angin pertama yang mencapai 2 Mw. Pembangkit listrik memiliki menara tubular dan tiga bilah. Dibangun oleh guru dan siswa dari sekolah Tvind. Dan hal yang lucu dari cerita ini adalah bahwa para "amatir" itu diejek pada hari mereka sebelum pelantikan. Sampai hari ini turbin tersebut masih berfungsi dan memiliki desain yang sangat mirip dengan turbin angin paling modern.

Masa depan turbin angin

Hingga saat ini, inovasi teknologi terus bermunculan meningkatkan aplikasi energi angin. Pada 2015, turbin terpasang terbesar adalah Vestas V164 untuk digunakan di dekat pantai.

Pada tahun 2014, lebih dari 240.000 turbin angin mereka beroperasi di dunia, menghasilkan 4% listrik dunia. Pada tahun 2014, total kapasitas melewati 336 Gw dengan China, Amerika Serikat, Jerman, Spanyol dan Italia sebagai pemimpin dalam instalasi.

Dan bukan hanya negara-negara ini yang meningkatkan populasi turbin angin sumbu vertikal atau horizontal, tetapi banyak negara lain yang melakukannya mereka mencari cara agar lebih berkelanjutan seperti yang terjadi di Prancis dengan Menara Eiffel yang sekarang menghasilkan energinya sendiri berkat beberapa turbin angin baru yang terpasang dan yang akan ditambahkan lampu LED, panel surya, dan sistem pengumpulan air hujan untuk mempromosikan energi bersih dan murah dengan cara ini.

Kita juga tidak bisa melupakan upaya baru dalam bentuk 157 turbin angin untuk 3 ladang angin baru di Afrika Selatan yang akan datang dari tangan salah satu pabrikan terbesar dari jenis teknologi ini seperti Siemens. Mereka akan menambah antara 3 kapasitas 140 mW dan diharapkan akan dipasang pada awal 2016 untuk menyediakan listrik bagi populasi terdekat di negara Afrika ini.

Artikel terkait:

Semua yang perlu Anda ketahui tentang turbin angin

Teknologi turbin angin terapung

Seperti yang bisa kita lihat di sejarah energi angin, angin lepas pantai mulai berkembang pada tahun 2009 ketika turbin angin terapung Hywind dipasang di Norwegia dengan biaya mendekati 62 juta dolar.

Jepang, setelah bencana nuklir Fukushima, telah melakukannya merancang instalasi 80 turbin angin laut di garis pantai terdekat pada tahun 2020.

Turbin Angin Tanpa Baling Pusaran

Sebuah perusahaan Spanyol bernama Deutecno memilikinya membuat turbin angin tanpa bagian yang bergerak yang memenangkan juara pertama kategori Energi di The South Summit 2014.

Ini turbin angin tanpa baling-baling mereka akan bertanggung jawab untuk menghilangkan turbin angin besar itu yang mengubah cakrawala di mana pun mereka dipasang. Fungsinya akan serupa tetapi dengan penghematan biaya yang cukup signifikan, selain fakta bahwa perawatan dan pemasangannya lebih murah.

Juga harus ada pengurangan dampak lingkungan selain itu juga menghilangkan kebisingan yang dihasilkan oleh turbin angin tradisional.

Teknologi mereka bekerja sedemikian rupa menggunakan deformasi yang disebabkan oleh getaran yang disebabkan oleh angin saat memasuki resonansi dalam silinder vertikal semi-kaku dan berlabuh di tanah.

Bagian utama dari Vortex adalah silinder terbuat dari bahan piezoelektrik dan fiberglass atau karbon, dan energi listrik dihasilkan oleh deformasi material ini.

Tahun 2016 akan menjadi tahun yang tepat tempat unit kincir angin tanpa pisau pertama siap.

Pohon angin

Sebuah proyek yang cukup inovatif adalah Wind Tree yang sedang dikembangkan oleh NewWind terdiri dari 72 daun tiruan. Masing-masing merupakan turbin vertikal berbentuk kerucut dan memiliki massa kecil yang dapat menghasilkan energi dengan angin sepoi-sepoi 2 meter per detik.

Ini memungkinkan Anda menghasilkan tenaga selama 280 hari pada tahun ini dan total produksinya 3.1 kW dengan 72 turbin berjalan. Dengan tinggi 11 meter dan diameter 8 meter, Wind Tree hampir seukuran pohon asli sehingga dapat dengan sempurna masuk ke dalam ruang kota tersebut.

Un proyek yang cukup khusus dan itu menempatkan kita di depan kemajuan teknologi yang mencari cara untuk menjadi lebih efisien dan mampu menyediakan energi yang cukup untuk jaringan listrik publik atau sebagai tambahan untuk sebuah bangunan.

Bagian dari turbin angin

Turbin angin secara keseluruhan mereka dapat mengukur tinggi hingga 200 meter dan 20 ton berat. Struktur dan komponennya rumit dan dibuat untuk mengoptimalkan pembangkit listrik dari kecepatan XNUMX hingga maksimum.

Antara komponen dan bagian dari turbin anginr kita punya:

Mendasarkan

Dasar-dasar untuk turbin angin adalah menjadi melekat dengan baik pada basis yang kuat. Untuk ini, turbin angin sumbu horizontal dibangun dengan pondasi beton bertulang bawah tanah yang menyesuaikan dengan medan di mana ia berada dan membantu menahan beban angin.

Menara

Menara tersebut merupakan bagian dari turbin angin itu mendukung semua beban dan itulah yang membuat bilah tidak menyentuh tanah. Itu dibangun dari beton bertulang di bagian bawah dan baja di bagian atas. Biasanya berlubang untuk memungkinkan akses ke gondola. Menara ini bertanggung jawab untuk menaikkan turbin angin yang cukup sehingga dapat memanfaatkan kecepatan angin semaksimal mungkin. Baja atau fiberglass berputar nacelle dipasang di ujung menara.

Bilah dan rotor

Turbin hari ini terdiri dari tiga bilah karena memberikan kehalusan yang lebih baik saat berbelok. Bilahnya terbuat dari bahan komposit poliester dengan penguat dari kaca atau serat karbon. Senyawa ini memberikan ketahanan yang lebih besar pada bilah. Panjang bilah bisa mencapai 100 meter dan terhubung ke hub rotor. Berkat hub ini, bilah dapat mengubah sudut datang bilah untuk memanfaatkan angin.

Mengenai rotor, saat ini horizontal dan mungkin memiliki persendian. Biasanya, ini terletak di sisi menara yang mengarah ke angin. Hal ini dilakukan untuk mengurangi beban siklus pada bilah yang muncul jika ditempatkan di sebelah bawahnya, karena jika bilah ditempatkan di belakang bangun menara, kecepatan insiden akan sangat berubah.

Gondola

Ini adalah bilik yang bisa Anda katakan seperti itu Ini adalah ruang mesin turbin angin. Nacelle berputar mengelilingi menara untuk memposisikan turbin menghadap angin. Nacelle berisi kotak roda gigi, poros utama, sistem kontrol, generator, rem, dan mekanisme belok.

Gearbox

Fungsi dari gearbox adalah untuk sesuaikan kecepatan belok dari poros utama ke poros yang dibutuhkan oleh generator.

Generator

Di turbin angin hari ini ada tiga jenis turbin yang bervariasi hanya oleh perilaku generator ketika berada dalam kondisi kecepatan angin yang berlebihan dan upaya dilakukan untuk menghindari kelebihan beban.

Hampir semua turbin menggunakan salah satu dari 3 sistem ini:

• Generator Induksi Sangkar Tupai
• Generator induksi biphasic
• Generator sinkron

Sistem istirahat

Sistem pengereman itu adalah sistem keamanan Ini memiliki cakram yang membantu dalam situasi darurat atau pemeliharaan untuk menghentikan pabrik dan mencegah kerusakan pada struktur.

Sistem kontrol

Kincir anginnya penuh dikendalikan dan diotomatiskan oleh sistem kendali. Sistem ini terdiri dari komputer yang mengelola informasi yang diberikan oleh baling-baling angin dan anemometer yang ditempatkan di atas nacelle. Dengan cara ini, mengetahui kondisi cuaca, Anda dapat mengarahkan mill dan blade dengan lebih baik untuk mengoptimalkan pembangkit listrik dengan angin yang bertiup. Semua informasi yang mereka terima tentang status turbin dapat dikirim dari jarak jauh ke server pusat dan semuanya terkendali. Jika kecepatan angin atau kondisi cuaca dapat merusak struktur turbin angin, dengan sistem kendali Anda dapat dengan cepat mengetahui keadaan dan mengaktifkan sistem pengereman, sehingga terhindar dari kerusakan.

Berkat semua bagian turbin angin ini, Anda dapat melakukannya menghasilkan energi listrik dari angin dengan cara yang terbarukan dan tidak mencemari lingkungan.