수직 풍력 터빈

풍력 터빈은 바람을 에너지로 변환합니다.

Un 수직 풍력 터빈 u 수평은 작동하는 발전기와 같습니다 바람의 운동 에너지를 변환 기계 에너지에서 그리고 풍력 터빈을 통해 전기 에너지에서.

두 가지 주요 유형이 있습니다. 수직 및 수평 축 풍력 터빈. 수직축이있는 것은 오리엔테이션 메커니즘이 필요하지 않다는 점에서 두드러지며 발전기는 무엇인지지면에 배치 할 수 있습니다. 반면에 수평축이 가장 많이 사용되며 대규모 풍력 발전소의 설치에 이르기까지 소규모 전력의 광범위한 격리 응용 분야를 포괄 할 수 있습니다.

앞서 언급 한 수직 및 수평 축 풍력 터빈과 같은 두 가지 주요 풍력 터빈에 대해 살펴 보겠습니다. 최대한 활용하려는 새로운 제안 전기 에너지를 생산하기 위해 바람에. 우리는 기술이 발전하는 몇 년 동안 Vortex 프로젝트의 프로펠러없는 풍력 터빈이나 조용히 에너지를 생성하는 일종의 기계식 트리 인 Wind Tree와 같은 새로운 제안을 볼 수 있습니다.

수직 풍력 터빈이란 무엇입니까?

많은 종류의 풍력 터빈이 있습니다

수직축 풍력 터빈은 본질적으로 로터 샤프트가 수직 위치에 설치된 풍력 터빈으로, 바람이 어느 방향에서 나오는지에 관계없이 전기를 생성 할 수 있습니다. 이 유형의 수직 풍력 터빈의 장점은 바람이 거의없는 곳에서도 전기를 생산할 수 있습니다. 건물 규정이 일반적으로 수평 풍력 터빈의 설치를 금지하는 도시 지역.

언급했듯이 수직 또는 수직 축 풍력 터빈 방향 메커니즘이 필요 없음 전기 발전기가 무엇인지는 지상에서 찾을 수 있습니다. 그의 에너지 생산은 더 낮습니다 움직이기 위해 동력이 필요한 것처럼 약간의 핸디캡이 있습니다.

그곳에 세 가지 유형의 수직 풍력 터빈 Savonius, Giromill 및 Darrrieus도 마찬가지입니다.

Savonius 유형

이것은 두 개의 반원으로 구성 공기가 이동하는 일정한 거리에서 수평으로 변위되므로 힘이 거의 발생하지 않습니다.

지로밀

그것은 부착 된 수직 블레이드 세트 수직 축에 두 개의 막대가 있으며 10 ~ 20Kw의 에너지 공급 범위를 제공합니다.

다리우스

형성 XNUMX 개 또는 XNUMX 개의 양면 볼록 블레이드가 결합 됨 하단과 상단의 수직축으로 넓은 속도 대역 내에서 바람을 이용할 수 있습니다. 단점은 스스로 켜지지 않고 Savonius 로터가 필요하다는 것입니다.

수직축 풍력 터빈은 어떻게 작동합니까?

수직 풍력 터빈에서 블레이드는 바람을 움직이는 힘으로 회전합니다. 수평 풍력 터빈과 달리 수직 풍력 터빈은 항상 바람과 정렬됩니다. 바람이 저속으로 불어도 일할 수 있기 때문에 같은 방향이 어느 쪽인지는 중요하지 않습니다. 이 수직 풍력 터빈의 장점은 수평이있는 터빈보다 작고 가볍습니다.. 크기가 작을수록 더 적은 에너지를 생성합니다. 그러나 그들은 집을 난방 할 수 있으며 모든 실내 및 실외 조명을 켜고 전기 자동차의 배터리를 충전 할 수 있습니다.

수평축 풍력 터빈

수평축이있는 것은 가장 많이 사용되는 이러한 유형의 풍력 터빈을 1 Mw 이상의 전력으로 사용할 수있는 대형 풍력 발전소에서 찾을 수 있습니다.

기본적으로 회전 기계입니다 일반적으로 XNUMX 개의 블레이드가있는 로터에 작용할 때 바람의 운동 에너지에 의해 움직임이 생성됩니다. 생성 된 회전 운동은 전기 에너지 생성을 담당하는 발전기로 속도 배율에 의해 전달되고 곱해집니다.

이 모든 구성 요소 그들은 곤돌라에 서있다 지지 타워 위에 배치됩니다. 그들은 우리나라의 특정 지역에서 볼 수있는 기존의 것들로 다른 지평선과 풍경을 그리면서도 깨끗하고 저렴한 에너지를 제공합니다.

각 풍력 터빈에는 제어를 담당하는 마이크로 프로세서 시작, 작동 및 종료 변수를 조절합니다. 이것은이 모든 정보와 데이터를 설비의 제어 센터로 가져갑니다. 이러한 각 풍력 터빈은 네트워크 연결 또는 소비로 생성 된 전기 에너지의 전송을 용이하게하는 모든 전기 구성 요소 (자동 스위치, 변류기, 과전압 보호기 등)가있는 캐비닛을 타워 바닥에 통합합니다. 포인트들.

풍력 터빈에서 얻은 에너지 바람의 힘에 따라 로터를 통과하며 공기의 밀도, 블레이드에 의해 휩쓸린 면적 및 바람의 속도에 정비례합니다.

풍력 터빈의 작동 전력 곡선이 특징입니다. 작동 할 수있는 풍속의 범위와 각 경우에 필요한 전력을 나타냅니다.

어떤 유형의 풍력 터빈이 더 효율적입니까?

풍력 터빈은 미래입니다

에너지 효율 측면에서 볼 때 수평 풍력 터빈이 게임에서 승리합니다. 그리고 더 높은 회전 속도에 도달 할 수 있기 때문에 회전 배율이 낮은 기어 박스가 필요합니다. 또한 이러한 풍력 터빈의 건설은 상당히 높게 이루어져야하기 때문에 증가 된 풍속이 더 많이 사용됩니다. 대기의 상층에서는 장애물이 없기 때문에 풍속이 더 빠릅니다.

VAWT 풍력 터빈의 단점은 무엇입니까?

이러한 유형의 풍력 터빈의 단점은 다음과 같습니다.

  • 초기 설치 비용은 상당히 높습니다.
  • 지속적으로 바람이 너무 많이 내리지 않는 지역에 있어야한다면 에너지 효율은 제거 할 수 없습니다.
  • 소음으로 인해 이웃과 문제가 생길 수 있습니다.
  • 터빈은 일반적으로 약 30 %의 용량으로 만 작동합니다.

풍력 터빈의 사용과 역사

바람으로부터의 전기 에너지의 사용은 이미 위치한 고립 된 주택의 윈드 로터와 함께 사용되었습니다. XNUMX 세기 중반 농촌 지역에서.

그러나 70 년대에이 기술에 정말로 내기 한 것은 덴마크였습니다. 이 사실은이 나라가 주요 제조업체 중 하나 Vestas와 Siemens Wind Power의 경우처럼 이러한 유형의 풍력 터빈의

이미 2013 년에 풍력 에너지 33 %에 해당하는 생산량 39 년에는 2014 %로 총 전력 소비량의 일부입니다. 이제 덴마크의 목표는 50 년까지 2020 %, 2035 년까지 84 %에 도달하는 것입니다.

이 나라가 만들어 낸 변화는 높은 CO2 배출로 인해 70 년대 후반에는 재생 가능 에너지가이 나라의 주요 선택이되었습니다. 이로 인해 다른 국가에 대한 에너지 의존도가 감소하고 지구 오염이 감소했습니다.

역사는 덴마크의 설치였습니다 2MW에 도달 한 최초의 풍력 터빈. 발전소에는 관형 타워와 XNUMX 개의 블레이드가 있습니다. Tvind 학교의 교사와 학생들이 지어졌습니다. 그리고이 이야기의 흥미로운 점은 취임식 전날 그 "아마추어"가 조롱 당했다는 것입니다. 오늘날까지 그 터빈은 여전히 ​​작동하며 가장 현대적인 풍력 터빈과 매우 유사한 디자인을 가지고 있습니다.

풍력 터빈의 미래

오늘날까지 기술 혁신은 응용 프로그램 개선 풍력 에너지의. 2015 년에 설치된 가장 큰 터빈은 해안 근처에서 사용하기위한 Vestas V164였습니다.

2014 년에는 240.000 개의 풍력 터빈 그들은 전 세계에서 작동하여 전 세계 전기의 4 %를 생산했습니다. 2014 년에 총 용량은 중국, 미국, 독일, 스페인 및 이탈리아가 설비의 선두 주자로 336Gw를 초과했습니다.

그리고 수직 또는 수평 축 풍력 터빈의 인구를 늘리는 것은 이러한 국가들뿐만 아니라 더 지속 가능한 방법을 찾습니다. 프랑스의 경우 새로 설치된 풍력 터빈 덕분에 자체 에너지를 생성하고 LED 조명, 태양열 패널 및 빗물 수집 시스템을 추가하여 깨끗하고 저렴한 에너지를 장려하는 에펠 탑이있는 경우도 마찬가지입니다.

새로운 시도를 잊을 수도 없습니다. 157 개의 신규 풍력 발전 단지를위한 3 개의 풍력 터빈 Siemens와 같은 이러한 유형의 기술의 가장 큰 제조업체 중 하나의 손에서 나올 것입니다. 그들은 3 개 사이에 140mW의 용량을 추가 할 것이며 2016 년 초까지 아프리카 국가의 인근 인구에 전기를 공급하기 위해 설치 될 것으로 예상됩니다.

바람 농장에서 풍력 터빈
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부유 식 풍력 터빈 기술

우리가 볼 수 있듯이 풍력 에너지의 역사, 해상 풍력 에너지 2009 년에 확장 시작 Hywind 부유 식 풍력 터빈이 62 만 달러에 가까운 비용으로 노르웨이에 설치되었을 때.

후쿠시마 원전 재해 이후 일본은 80의 설치를 고안 2020 년까지 인근 해안선에 해양 풍력 터빈이 설치됩니다.

Vortex Propellerless 풍력 터빈

Deutecno라는 스페인 회사는 움직이는 부품없이 풍력 터빈을 만들었습니다. The South Summit 2014에서 에너지 부문 XNUMX 위를 차지했습니다.

프로펠러가없는 풍력 터빈은 그들은 거대한 풍력 터빈을 제거 할 책임이 있습니다. 어디에 설치 되든 수평선을 수정합니다. 그 기능은 비슷하지만 유지 보수 및 설치가 저렴하다는 사실을 제외하고는 상당한 비용 절감 효과가 있습니다.

또한 있어야합니다 환경 영향 감소 그 외에도 기존 풍력 터빈에서 발생하는 소음을 제거합니다.

그들의 기술은 다음과 같은 방식으로 작동합니다. 진동으로 인한 변형 사용 이것은 반 강체 수직 실린더에서 공명으로 들어가 지상에 고정 될 때 바람에 의해 발생합니다.

실린더 인 Vortex의 주요 부분은 압전 재료로 만든 그리고 유리 섬유 또는 탄소, 그리고 전기 에너지는 이러한 재료의 변형에 의해 생성됩니다.

2016 년은 올해가 될 것입니다 첫 번째 날이없는 풍차 장치가 준비되었습니다.

바람 나무

상당히 혁신적인 프로젝트는 NewWind에서 개발하고있는 Wind Tree입니다. 72 개의 인공 잎으로 구성. 각각은 원추형의 수직 터빈이며, 초당 2 미터의 가벼운 바람으로 에너지를 생성 할 수있는 작은 질량을 가지고 있습니다.

이것은 당신을 허용합니다 280 일 동안 발전 올해 총 생산량은 3.1kW이며 터빈 72 개가 가동됩니다. 높이 11m, 지름 8m의 바람 나무는 실제 나무 크기에 가깝기 때문에 도시 공간에 완벽하게 맞출 수 있습니다.

Un 아주 특별한 프로젝트 그리고 그것은 우리를보다 효율적이고 공공 전력망에 또는 건물을위한 추가로 충분한 에너지를 제공 할 수있는 방법을 찾는 기술 발전보다 앞서게합니다.

풍력 터빈의 부품

풍력 터빈의 부품

이미지-Wikimedia / Enrique Dans

풍력 터빈 전체 높이 200 미터, 20 톤까지 측정 할 수 있습니다. 무게. 그것의 구조와 구성은 복잡하고 XNUMX의 속도에서 최대까지 발전을 최적화하기 위해 제조됩니다.

구성 요소와 풍력 터빈의 일부r 우리는 :

라베이스

풍력 터빈의 기본은 강한 기초에 잘 붙어. 이를 위해 수평축 풍력 터빈은 그것이 위치한 지형에 적응하고 풍하중을 견디는 데 도움이되는 지하 철근 콘크리트 기초로 건설됩니다.

타워는 풍력 터빈의 일부입니다. 모든 무게를 지탱하며 블레이드가 땅에서 떨어지지 않도록합니다.. 바닥은 철근 콘크리트로, 상단은 강철로 지어졌습니다. 일반적으로 곤돌라에 접근 할 수 있도록 비어 있습니다. 타워는 가능한 최대 풍속을 활용할 수 있도록 풍력 터빈을 높이는 역할을합니다. 강철 또는 유리 섬유 회전 나셀이 타워 끝에 부착되어 있습니다.

블레이드 및 로터

오늘날의 터빈은 XNUMX 개의 블레이드로 회전시 더 부드러움을 제공합니다.. 블레이드는 유리 또는 탄소 섬유로 강화 된 폴리 에스테르 복합 재료로 만들어집니다. 이러한 화합물은 블레이드에 더 큰 저항을 제공합니다. 블레이드의 길이는 최대 100m이며 로터 허브에 연결됩니다. 이 허브 덕분에 블레이드는 바람을 활용하기 위해 블레이드의 입사각을 변경할 수 있습니다.

로터에 관해서는 현재 수평이며 관절이있을 수 있습니다.. 일반적으로 이것은 타워의 바람이 불어 오는쪽에 있습니다. 이것은 블레이드가 타워의 후류 뒤에 배치되면 입사 속도가 크게 변경되기 때문에 바람을 피우는 위치에있을 때 나타나는 블레이드의 주기적 부하를 줄이기 위해 수행됩니다.

곤돌라

당신이 말할 수있는 칸막이입니다 풍력 터빈의 엔진 룸입니다. 나셀은 타워 주위를 회전하여 터빈이 바람을 향하도록 배치합니다. 나셀에는 기어 박스, 메인 샤프트, 제어 시스템, 발전기, 브레이크 및 회전 메커니즘이 포함됩니다.

변속 장치

기어 박스의 기능은 회전 속도를 조정하십시오 메인 샤프트에서 발전기에 필요한 샤프트까지.

발전기

오늘날의 풍력 터빈에서 터빈에는 세 가지 유형이 있습니다 과도한 풍속 조건에서 발전기의 동작에 의해서만 달라지며 과부하를 피하기 위해 시도됩니다.

거의 모든 터빈은 다음 3 가지 시스템 중 하나를 사용합니다.

  • 다람쥐 케이지 유도 생성기
  • XNUMX 상 유도 발생기
  • 동기식 발전기

브레이크 시스템

제동 시스템 그것은 보안 시스템입니다 비상 또는 유지 보수 상황에서 밀을 중지하고 구조물 손상을 방지하는 데 도움이되는 디스크가 있습니다.

제어 시스템

풍차는 완전히 제어 시스템에 의해 제어 및 자동화. 이 시스템은 풍향계가 제공하는 정보를 관리하는 컴퓨터와 나셀 위에 배치 된 풍속계로 구성됩니다. 이러한 방식으로 기상 조건을 알면 바람이 불어 오는 상황에서 발전을 최적화하기 위해 밀과 블레이드의 방향을 더 잘 조정할 수 있습니다. 터빈 상태에 대해받은 모든 정보는 원격으로 중앙 서버로 전송되어 모든 것을 제어 할 수 있습니다. 풍속이나 기상 조건이 풍력 터빈의 구조를 손상시킬 수있는 경우 제어 시스템을 통해 상황을 신속하게 파악하고 제동 시스템을 활성화하여 손상을 방지 할 수 있습니다.

풍력 터빈의 이러한 모든 부분 덕분에 바람에서 전기 에너지를 생성 환경을 위해 재생 가능하고 오염되지 않는 방식으로.


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