Шамал турбинасы

Шамал энергиясы калыбына келүүчү энергия дүйнөсүндөгү эң маанилүү энергиялардын бири. Ошондуктан, биз анын кандай иштээрин жакшы билишибиз керек. The шамал турбинасы Бул энергиянын бул түрүнүн негизги элементтеринин бири. Бул абдан толук иштейт жана биз турган шамал станциясына жараша турбиналардын ар кандай түрлөрү бар.

Бул макалада биз сизге шамал турбинасы, анын өзгөчөлүктөрү жана кантип иштээри жөнүндө билишиңиз керек болгон нерселердин бардыгын айтып бермекчибиз.

Шамал турбинасы деген эмне

Шамал турбинасы - шамал энергиясын электр энергиясына айландыруучу механикалык түзүлүш. Шамал турбиналары иштелип чыккан шамалдын кинетикалык энергиясын механикалык энергияга айландыруу, бул огунун кыймылы. Андан кийин турбиналык генератордо бул механикалык энергия электр энергиясына айланат. Өндүрүлгөн электр энергиясын батареяда сактоого же түз колдонууга болот.

Шамалдын жеткиликтүү энергиясын башкаруучу физиканын үч негизги мыйзамы бар. Биринчи мыйзамда турбинанын өндүргөн энергиясы шамалдын ылдамдыгынын квадратына пропорционалдуу экени айтылат. Экинчи мыйзамда колдо болгон энергия бычактын шыпырылган жерине пропорционалдуу экени айтылат. Энергия бычактын узундугунун квадратына пропорционалдуу. Үчүнчү мыйзам шамал турбинасынын максималдуу теориялык эффективдүүлүгү 59%экенин аныктайт.

Кастилья Ла Манчанын же Нидерландиянын эски жел тегирмендеринен айырмаланып, бул шамал тегирмендеринде шамал пышактарды айланууга түртөт, ал эми заманбап шамал турбиналары шамал энергиясын үнөмдүү кармоо үчүн татаал аэродинамикалык принциптерди колдонушат. Чындыгында, шамал турбинасынын пышактарын кыймылдатуу себеби учактын абада калышынын себебине окшош жана ал физикалык кубулушка байланыштуу.

Шамал турбиналарында ротордун пышактарында аэродинамикалык күчтөрдүн эки түрү пайда болот: бири шамалдын агымынын багытына перпендикуляр, ал эми экинчиси шамалдын агымынын багытына параллель болгон сүйрөө деп аталат. аба.

Турбиналык канаттардын дизайны учактын канатына абдан окшош жана шамал шартында экинчисине окшош. Учактын канатында бир бети абдан тегерек, экинчиси салыштырмалуу жалпак. Бул конструкциянын тегирмен пышактары аркылуу аба айланганда, тегиз бет аркылуу өткөн аба тегерек бетиндеги аба агымына караганда жайыраак болот. Бул ылдамдыктын айырмасы басымдын айырмасын пайда кылат, бул тегерек бетке караганда жылмакай жерде жакшы.

Түпкү натыйжа - кыймылдаткыч канатынын жылмакай бетине таасир этүүчү күч. Бул көрүнүш "вентури эффекти" деп аталат, ал "көтөрүү" кубулушунун себебинин бир бөлүгү болуп саналат өз кезегинде, бул учак эмне үчүн абада калаарын түшүндүрөт.

Шамал генераторлорунун ички жасалгасы

Шамал турбинасынын пышактары да бул механизмдерди өз огунун айланасында айлануу кыймылын жасоо үчүн колдонушат. Бычак бөлүмүнүн дизайны эң натыйжалуу түрдө айланууну жеңилдетет. Генератордун ичинде бычактын айлануу энергиясын электр энергиясына айландыруу процесси жүрөт Фарадей мыйзамы боюнча. Ал шамалдын таасири астында айлануучу, генераторго кошулган жана айлануучу механикалык энергияны электр энергиясына айландыруучу роторду камтышы керек.

Шамал турбинасынын элементтери

Ар бир элемент тарабынан аткарылган функциялар төмөнкүлөр:

• Ротор: Ал шамал энергиясын чогултуп, аны айлануучу механикалык энергияга айландырат. Шамалдын ылдамдыгы өтө төмөн шарттарда да, анын дизайны бурулуш үчүн өтө маанилүү. Мурунку чекиттен көрүнүп тургандай, бычак бөлүмүнүн дизайны ротордун айлануусун камсыздоонун ачкычы болуп саналат.
• Турбина кошуу же колдоо системасы: пышактын айлануу кыймылын ал туташтырылган генератордун роторунун айлануу кыймылына ылайыкташтырыңыз.
• Мультипликатор же редуктор: Шамалдын ылдамдыгында (20-100 км / сааттын ортосунда), ротордун ылдамдыгы аз, мүнөтүнө 10-40 айлануунун тегерегинде (rpm); Электр энергиясын өндүрүү үчүн генератордун ротору 1.500 айлануу ылдамдыгында иштеши керек, андыктан nacelle ылдамдыкты баштапкы мааниден акыркы мааниге которуучу системаны камтышы керек. Бул автомобилдин кыймылдаткычынын редукторуна окшош механизм аркылуу ишке ашат, ал генератордун кыймылдуу бөлүгүн электр энергиясын өндүрүү үчүн ылайыктуу ылдамдыкта айлантуу үчүн бир нече тиштүү топтомду колдонот. Ал ошондой эле шамал абдан катуу болгондо (80-90 км / сааттан ашык) ротордун айлануусун токтотуу үчүн тормозду камтыйт, ал генератордун каалаган компонентине зыян келтириши мүмкүн.
• Генератор: Бул электр энергиясын иштеп чыгаруучу ротор-статордук түзүлүш, ал көмөкчордонго колдонгон мунарага орнотулган кабелдер аркылуу подстанцияга берилет, андан кийин тармакка берилет. Генератордун күчү орто турбина үчүн 5 кВт менен эң чоң турбинасы үчүн 5 МВтка чейин өзгөрөт, бирок буга чейин 10 МВт турбиналар бар.
• Багыттоочу мотор: Насселди басымдуу шамалдын багытына жайгаштыруу үчүн компоненттердин айлануусуна мүмкүндүк берет.
• Колдоо мачтасы: Бул генератордун структуралык таянычы. Турбинанын күчү канчалык чоң болсо, пышактардын узундугу ошончолук чоң болот, ошондуктан насельдин бийиктиги ошончолук чоңураак болот. Бул мунаранын конструкциясына кошумча татаалдыкты кошот, ал генератордун салмагын көтөрүшү керек. Бычак ошондой эле катуу шамалга сынбай туруп туруш үчүн жогорку структуралык катуулукка ээ болушу керек.
• Калактар ​​жана анемометрлер: генераторлору бар гондолордун артында жайгашкан түзүлүштөр; алар багытын аныкташат жана шамалдын ылдамдыгын өлчөшөт, жана шамалдын ылдамдыгы босогодон ашканда аларды тормоздоо үчүн пышактарга аракет кылышат. Бул босогодон жогору турбинанын структуралык коркунучу бар. Бул адатта Savonious турбина тибиндеги дизайн.

Мен бул маалымат менен шамал турбинасы жана анын өзгөчөлүктөрү жөнүндө көбүрөөк биле аласыз деп үмүттөнөм.