垂直風力タービン

Un 垂直風力タービン u水平は動作する発電機のようなものです 風の運動エネルギーを変換する 機械的エネルギーと風力タービンを介して電気エネルギーで。

XNUMXつの主なタイプがあります 垂直軸と水平軸の風力タービン。 縦軸が付いているものは、オリエンテーション機構が不要で目立ち、発電機とは地上に配置できます。 一方、横軸のあるものが最も使用されており、大規模な風力発電所への設置まで、小さな電力の幅広い孤立したアプリケーションをカバーすることができます。

前述の垂直軸と水平軸の風力タービンなど、XNUMXつの主要なものと、それらがどうなるかについて詳しく説明します。 それを最大限に活用しようとする新しい提案 電気エネルギーを生成するために風に。 技術が進歩する数年後、Vortexプロジェクトのプロペラレス風力タービンや、静かにエネルギーを生成する一種の機械ツリーであるWindTreeなどの新しい提案が毎回見られます。

垂直風力タービンとは何ですか？

垂直軸風力タービンは、本質的にはローターシャフトが垂直位置に設置された風力タービンであり、風がどちらの方向から来ていても発電することができます。 このタイプの垂直風力タービンの利点は、 風の少ない場所でも発電できます 建築規制により一般的に水平風力タービンの設置が禁止されている都市部。

前述のように、垂直軸または垂直軸の風力タービン オリエンテーションメカニズムは必要ありません 発電機は地面にあります。 彼の エネルギー生産は低いです そしてそれはそれが始めるために電動化される必要があるようないくつかの小さなハンディキャップを持っています。

そこに XNUMX種類の垂直風力タービン サボニウス、ジロミル、ダリエウスもそうです。

サボニウス型

これは XNUMXつの半円によって形成されます 空気が通過する一定の距離で水平方向に変位するため、ほとんど電力が発生しません。

ジロミル

それは持っていることで際立っています 取り付けられた垂直ブレードのセット 縦軸に10本のバーがあり、20〜XNUMXKwのエネルギー供給範囲を提供します。

ダリウス

形成された 結合されたXNUMXつまたはXNUMXつの両凸ブレードによって 上下の縦軸に、広い速度帯で風を利用することができます。 欠点は、それらが自動的にオンにならないことと、サボニウスローターが必要なことです。

垂直軸風力タービンはどのように機能しますか？

垂直風力タービンでは、ブレードは風を駆動する力で回転します。 垂直風力タービンは、水平風力タービンとは異なり、常に風と整列しています。 風が弱くても作動するので、どちらの方向でも構いません。 これらの垂直風力タービンの利点は、 それらは水平を持っているタービンより小さくて軽いです。 小さいので、それらはより少ないエネルギーを生成します。 ただし、家を暖めたり、内外の照明をすべて点灯させたり、電気自動車のバッテリーを充電したりすることはできます。

水平軸風力タービン

横軸は 最も使用されている これらは、このタイプの風力タービンを1Mw以上の電力で使用できる大規模な風力発電所で見つけることができるものです。

基本的には回転機です 動きは、通常XNUMXつのブレードを持つローターに作用するときの風の運動エネルギーによって生成されます。 生成された回転運動は、電気エネルギーの生成を担当する発電機に伝達され、速度乗数によって乗算されます。

これらすべてのコンポーネント 彼らはゴンドラの上に立っています それはサポートタワーの上に置かれます。 それらは、私たちの国の特定の地域で見られる従来のものであり、異なる地平線と風景を描きますが、クリーンで安価なエネルギーを提供します。

各風力タービンには 制御を担当するマイクロプロセッサ 起動、操作、シャットダウンの変数を調整します。 これにより、このすべての情報とデータが施設のコントロールセンターに送られます。 これらの風力タービンのそれぞれは、タワーのベースに、ネットワークの接続または消費まで生成された電気エネルギーの輸送を容易にするすべての電気コンポーネント（自動スイッチ、変流器、過電圧保護装置など）を備えたキャビネットを組み込んでいますポイント。

風力タービンから得られるエネルギー 風の力に依存します これはローターを通過し、空気の密度、ブレードが掃引する面積、および風速に正比例します。

風力タービンの運転 パワーカーブが特徴です これは、それを操作できる風速の範囲と、それぞれの場合に必要な電力を示します。

どのタイプの風力タービンがより効率的ですか？

エネルギー効率の面では、水平風力タービンがゲームに勝ちます。 そして、それは彼らがより高い回転速度に達することができるということです、それで彼らはより低い回転倍率のギアボックスを必要とします。 さらに、これらの風力タービンの建設はかなり高く行われなければならないので 風速の増加は、より多く使用されます。 大気の上層部では、障害物がないため風速が高くなっています。

VAWT風力タービンの欠点は何ですか？

これらのタイプの風力タービンの欠点は次のとおりです。

• インストールの初期費用はかなり高いです。
• 常に風があまりない地域にいなければならないのなら、その可能性は エネルギー効率を取り除くことはできません.
• あなたはノイズのために隣人と問題を抱えている可能性があります。
• タービンは通常、約30％の容量でしか作動しません。

風力タービンの使用と歴史

風からの電気エネルギーの使用は、すでに位置する孤立した家のウィンドローターで使用されています XNUMX世紀半ばの農村地域で.

しかし、70年代にこの技術に本当に賭けたのはデンマークでした。 この事実により、この国は 大手メーカーのXNUMXつ ヴェスタスとシーメンス風力発電の場合のように、このタイプの風力タービンの。

すでに2013年、風力エネルギー 33％に相当する 総電力消費量の39年には2014％です。現在、デンマークの目標は50年までに2020％に到達し、2035年までに84％に到達することです。

この国が生み出した変化は CO2排出量が多いため 70年代後半になると、再生可能エネルギーがこの国の主な選択肢となりました。 これにより、他国へのエネルギー依存度が低下し、地球規模の汚染が減少しました。

歴史的なのはデンマークでのインスタレーションでした 2Mwに達した最初の風力タービン。 発電所には管状の塔とXNUMXつのブレードがありました。 Tvind学校の教師と生徒によって建てられました。 そして、この話の面白いところは、それらの「アマチュア」が就任前の日に嘲笑されたことです。 今日でも、そのタービンは機能しており、最新の風力タービンと非常によく似た設計になっています。

風力タービンの未来

今日まで、技術革新は次のように出現し続けています アプリケーションを改善する 風力エネルギーの。 2015年に設置された最大のタービンは、海岸近くで使用するためのVestasV164でした。

2014年には、 240.000の風力タービン それらは世界で稼働しており、世界の電力の4％を生産しています。 2014年には、中国、米国、ドイツ、スペイン、イタリアを設置のリーダーとして、総容量は336Gwを超えました。

そして、垂直軸または水平軸の風力タービンの人口を増やしているのはこれらの国だけでなく、他の多くの国でも 彼らはより持続可能な方法を探しています フランスで起こっているように、いくつかの新しく設置された風力タービンのおかげで独自のエネルギーを生成し、このようにクリーンで安価なエネルギーを促進するためにLEDライト、ソーラーパネル、雨水収集システムが追加されます。

また、次の形での新しい試みを忘れることはできません。 157つの新しい風力発電所用の3の風力タービン 南アフリカでは、シーメンスなど、このタイプのテクノロジーの最大のメーカーの3つが手がけています。 これらは140つの間に2016mWの容量を追加し、このアフリカの国の近隣住民に電力を供給するためにXNUMX年の初めまでに設置される予定です。

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浮体式風力タービンの技術

私たちが見ることができるように 風力エネルギーの歴史、洋上風力 2009年に拡大を開始 Hywind浮体式風力タービンが62万ドル近くの費用でノルウェーに設置されたとき。

日本は、福島原発事故後、 80のインストールを考案しました 2020年までに近くの海岸線にある船舶用風力タービン。

ボルテックスプロペラレス風力タービン

Deutecnoと呼ばれるスペインの会社は 可動部品のない風力タービンを作成しました サウスサミット2014でエネルギー部門で最優秀賞を受賞しました。

これらのプロペラレス風力タービンは 彼らはそれらの巨大な風力タービンを排除することを担当するでしょう インストールされている場所に関係なく、地平線を変更します。 その機能は似ていますが、メンテナンスとインストールが安価であるという事実を除けば、かなりのコスト削減があります。

また、ある必要があります 環境への影響の低減 それとは別に、従来の風力タービンが生成する騒音を排除します。

彼らの技術は次のように機能します 振動による変形を利用 これは、半剛性の垂直シリンダーで共振に入って地面に固定されたときに風によって引き起こされます。

シリンダーであるVortexの主要部分は 圧電材料製 ガラス繊維または炭素、および電気エネルギーはこれらの材料の変形によって生成されます。

2016年は 最初のブレードレス風車ユニットの準備が整いました。

風の木

かなり革新的なプロジェクトは、NewWindによって開発されているWindTreeです。 72枚の人工葉で構成。 それぞれが円錐形の縦型タービンで、質量が小さく、毎秒2メートルの微風でエネルギーを発生させることができます。

これにより、 280日間発電する 年間の総生産量は3.1kWで、72基のタービンが稼働しています。 高さ11メートル、直径8メートルのウインドツリーは、実際の木のサイズに近いため、その都市空間に完全にフィットします。

Un 非常に特定のプロジェクト そしてそれは、より効率的で、公共の電力網に、または建物の追加として十分なエネルギーを提供できる方法を模索する技術的進歩の前に私たちを置きます。

風力タービンの部品

風力タービン全体 高さ200メートル、20トンまで測定できます 重量の。 その構造とコンポーネントは複雑で、XNUMXの速度から最大速度まで発電を最適化するように製造されています。

コンポーネントと 風力タービンの部品r私たちが持っている：

ラベース

風力タービンの基本は 強塩基にしっかりと付着。 このため、水平軸風力タービンは、それが配置されている地形に適応し、風荷重に耐えるのに役立つ地下の鉄筋コンクリート基礎で構築されています。

タワー

タワーは風力タービンの一部であり、 すべての重量を支え、ブレードを地面から離しておくものです。 下部が鉄筋コンクリート、上部が鋼でできています。 ゴンドラにアクセスできるように、通常は中空です。 タワーは、可能な最大風速を利用できるように、風力タービンを十分に上げる役割を果たします。 鋼またはガラス繊維の回転ナセルが塔の端に取り付けられています。

ブレードとローター

今日のタービンはで構成されています それはターンでより大きな滑らかさを提供するのでXNUMXつのブレード。 ブレードは、ガラスまたは炭素繊維で補強されたポリエステル複合材料で作られています。 これらの化合物は、ブレードに大きな抵抗を与えます。 ブレードの長さは最大100メートルで、ローターハブに接続されます。 このハブのおかげで、ブレードは風を利用するためにブレードの入射角を変えることができます。

ローターについては、現在 水平であり、ジョイントがある場合があります。 通常、これはタワーの風上側にあります。 これは、ブレードがタワーの後流の後ろに配置されると、入射速度が大幅に変化するため、ブレードが風下にある場合に発生するブレードへの周期的な負荷を軽減するために行われます。

ゴンドラ

それはあなたが言うことができるキュービクルです 風力タービンの機関室です。 ナセルはタワーの周りを回転して、タービンを風に向けて配置します。 ナセルには、ギアボックス、メインシャフト、制御システム、発電機、ブレーキ、および回転機構が含まれています。

ギアボックス

ギアボックスの機能は 回転速度を調整する メインシャフトから発電機に必要なシャフトまで。

発電機

今日の風力タービンでは タービンにはXNUMXつのタイプがあります これは、発電機が過度の風速の状態にあり、過負荷を回避するように試みられたときの発電機の動作によってのみ変化します。

ほとんどすべてのタービンは、次の3つのシステムのいずれかを使用します。

• かご形誘導発電機
• 二相誘導発電機
• 同期発電機

ブレークシステム

ブレーキシステム それはセキュリティシステムです 緊急時やメンテナンス時に工場を停止し、構造物の損傷を防ぐのに役立つディスクがあります。

制御システム

風車は完全に 制御システムによって制御および自動化。 このシステムは、風見鶏とナセルの上に配置された風速計によって提供される情報を管理するコンピューターで構成されています。 このようにして、気象条件を知ることで、風が吹くと発電を最適化するようにミルとブレードをより適切に方向付けることができます。 タービンのステータスに関して彼らが受け取るすべての情報は、中央サーバーにリモートで送信され、すべてを制御することができます。 風速や気象条件によって風力タービンの構造が損傷する可能性がある場合は、制御システムを使用して状況をすばやく把握し、ブレーキシステムをアクティブにして、損傷を回避できます。

風力タービンのこれらすべての部分のおかげで、あなたはできる 風から電気エネルギーを生成する 環境のために再生可能で汚染のない方法で。