Vėjo energija yra viena svarbiausių atsinaujinančios energijos pasaulyje. Todėl turime gerai žinoti, kokia yra jo veikla. The Vėjo turbina Tai yra vienas iš pagrindinių šios rūšies energijos elementų. Jis veikia gana išsamiai ir yra įvairių tipų turbinų, priklausomai nuo vėjo jėgainių parko, kuriame esame.
Šiame straipsnyje mes jums pasakysime viską, ką reikia žinoti apie vėjo jėgainę, jos charakteristikas ir veikimą.
Kas yra vėjo turbina
Vėjo turbina yra mechaninis įtaisas, kuris vėjo energiją paverčia elektros energija. Suprojektuotos vėjo jėgainės vėjo kinetinę energiją paversti mechanine, kuris yra ašies judėjimas. Tada turbinos generatoriuje ši mechaninė energija paverčiama elektros energija. Elektros energiją galima laikyti akumuliatoriuje arba naudoti tiesiogiai.
Yra trys pagrindiniai fizikos dėsniai, reguliuojantys turimą vėjo energiją. Pirmasis įstatymas teigia, kad turbinos pagaminta energija yra proporcinga vėjo greičio kvadratui. Antrasis dėsnis nurodo, kad turima energija yra proporcinga peilio ploto plotui. Energija yra proporcinga ašmenų ilgio kvadratui. Trečiasis įstatymas nustato, kad didžiausias teorinis vėjo jėgainės efektyvumas yra 59%.
Skirtingai nuo senųjų Kastilijos La Mančos ar Nyderlandų vėjo malūnų, šiuose vėjo malūnuose vėjas verčia peiliukus suktis, o šiuolaikinės vėjo jėgainės naudoja sudėtingesnius aerodinaminius principus, kad efektyviau gautų vėjo energiją. Tiesą sakant, priežastis, kodėl vėjo jėgainė judina mentes, yra panaši į priežastį, kodėl lėktuvas lieka ore, ir tai yra dėl fizinio reiškinio.
Vėjo turbinose rotoriaus mentėse sukuriamos dviejų tipų aerodinaminės jėgos: viena vadinama traukos jėga, kuri yra statmena vėjo srauto krypčiai, o kita vadinama tempimu, lygiagrečiu vėjo srauto krypčiai. oras.
Turbinos mentės yra labai panašios į lėktuvo sparno konstrukciją ir elgiasi kaip pastarosios vėjuotomis sąlygomis. Lėktuvo sparno vienas paviršius yra labai apvalus, o kitas - gana plokščias. Kai oras cirkuliuoja per šios konstrukcijos malimo mentes, oro srautas per lygų paviršių yra lėtesnis nei oro srautas per apvalų paviršių. Šis greičio skirtumas savo ruožtu sukels slėgio skirtumą, kuris yra geresnis lygiu paviršiumi nei apvaliu paviršiumi.
Galutinis rezultatas yra jėga, veikianti lygų traukos sparno paviršių. Šis reiškinys vadinamas „Venturi efektu“, kuris yra „pakėlimo“ reiškinio priežasties dalis savo ruožtu paaiškina, kodėl orlaivis lieka ore.
Vėjo generatorių vidus
Vėjo turbinos mentės taip pat naudoja šiuos mechanizmus, sukeldamos sukimosi judesį aplink savo ašį. Ašmenų sekcijos konstrukcija palengvina sukimąsi efektyviausiu būdu. Generatoriaus viduje vyksta ašmenų sukimosi energijos pavertimo elektros energija procesas pagal Faradėjaus įstatymą. Jame turi būti rotorius, kuris sukasi veikiamas vėjo, prijungtas prie generatoriaus ir besisukančią mechaninę energiją paverčia elektros energija.
Vėjo jėgainės elementai
Kiekvieno elemento funkcijos yra šios:
- Rotorius: Jis surenka vėjo energiją ir paverčia ją besisukančia mechanine energija. Net labai mažo vėjo greičio sąlygomis jo konstrukcija yra labai svarbi posūkiui. Iš ankstesnio punkto matyti, kad ašmenų sekcijos konstrukcija yra raktas, užtikrinantis rotoriaus sukimąsi.
- Turbinos mova arba atraminė sistema: ašmenų sukimosi judesį pritaikyti generatoriaus rotoriaus, prie kurio jis prijungtas, sukimosi judesiui.
- Daugiklis arba pavarų dėžė: Esant normaliam vėjo greičiui (tarp 20–100 km / h), rotoriaus greitis yra mažas, apie 10–40 apsisukimų per minutę (aps./min.); Norint gaminti elektros energiją, generatoriaus rotorius turi veikti 1.500 aps./min., Todėl gaubte turi būti sistema, kuri greitį paverčia iš pradinės vertės į galutinę. Tai pasiekiama mechanizmu, panašiu į automobilio variklio pavarų dėžę, kuri naudoja kelių pavarų rinkinį, kad suktų judančią generatoriaus dalį tokiu greičiu, tinkamu elektros energijai gaminti. Jame taip pat yra stabdys, skirtas sustabdyti rotoriaus sukimąsi, kai vėjas yra labai stiprus (daugiau nei 80–90 km / h), o tai gali pažeisti bet kurią generatoriaus sudedamąją dalį.
- Generatorius: Tai rotoriaus-statoriaus agregatas, generuojantis elektros energiją, kuri perduodama į pastotę kabeliais, sumontuotais bokšte, palaikančiame gaubtelį, o po to tiekiama į tinklą. Generatoriaus galia svyruoja tarp 5 kW vidutinės turbinos ir 5 MW didžiausios turbinos, nors jau yra 10 MW turbinų.
- Orientacinis variklis: Leidžia komponentams suktis, kad padėtų gaubtelį vyraujančio vėjo kryptimi.
- Palaikymo stiebas: Tai yra generatoriaus konstrukcinė atrama. Kuo didesnė turbinos galia, tuo ilgesni ašmenys ir todėl didesnis aukštis, kuriame turi būti gaubtas. Tai papildo bokšto konstrukcijos sudėtingumą, kuris turi išlaikyti generatoriaus svorį. Ašmenys taip pat turi turėti didelį konstrukcinį standumą, kad jie nesulaužę atlaikytų didelius vėjus.
- Irkliukai ir anemometrai: įrenginiai, esantys gondolų gale, kuriuose yra generatoriai; jie nustato kryptį ir matuoja vėjo greitį bei veikia peiliukus, kad juos stabdytų, kai vėjo greitis viršija slenkstį. Viršijus šią ribą, kyla struktūrinė turbinos rizika. Paprastai tai yra „Savonious“ tipo turbinos.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galėsite daugiau sužinoti apie vėjo jėgainę ir jos charakteristikas.