Vertikali vėjo turbina

Un vertikali vėjo turbina u horizontalus yra kaip veikiantis elektros generatorius paverčiant kinetinę vėjo energiją mechaninėje energijoje ir per vėjo turbiną elektros energijoje.

Yra du pagrindiniai vertikalios ir horizontalios ašies vėjo turbina. Tie, kurie turi vertikalią ašį, išsiskiria tuo, kad jiems nereikia orientavimo mechanizmo, o kas yra elektros generatorius, galima išdėstyti ant žemės. Kita vertus, tie, kurie turi horizontalią ašį, yra dažniausiai naudojami ir leidžia apimti platų pavienių mažos galios pritaikymo spektrą iki įrenginių dideliuose vėjo jėgainėse.

Mes ketiname gilintis į du pagrindinius, tokius kaip minėtos vertikalios ir horizontalios ašies vėjo turbinos ir kokie jie būtų nauji pasiūlymai, kuriais stengiamasi išnaudoti kuo daugiau vėjui gaminti elektros energiją. Jau keleri metai, kai tobulėja technologijos, ir kiekvieną kartą matome naujus pasiūlymus, tokius kaip „Vortex“ projekto sraigtai be vėjo jėgainių arba tas „Wind Tree“ - tai mechaninis medis, tyliai generuojantis energiją.

Kas yra vertikali vėjo turbina?

Vertikalios ašies vėjo turbina iš esmės yra vėjo turbina, kurioje rotoriaus velenas sumontuotas vertikalioje padėtyje ir gali gaminti elektrą, nesvarbu, kuria kryptimi vėjas ateina. Šio tipo vertikalių vėjo jėgainių privalumas yra tas gali gaminti elektrą net tose vietose, kur mažai vėjo ir miestų teritorijose, kur statybos reglamentai paprastai draudžia montuoti horizontalias vėjo turbinas.

Kaip minėta, vertikalios arba vertikalios ašies vėjo turbinos nereikia orientacijos mechanizmo ir koks būtų elektros generatorius, galima rasti ant žemės. Jo energijos gamyba yra mažesnė ir jis turi keletą mažų kliūčių, pavyzdžiui, kad jį būtų galima motyvuoti, kad važiuotum.

ten trijų tipų vertikalios vėjo jėgainės kaip ir Savonius, Giromillas ir Darrrieusas.

Savoniaus tipas

Tam būdinga būtis suformuotas dviejų puslankių pasislinkęs horizontaliai tam tikru atstumu, per kurį oras keliauja, todėl jis išvysto mažai energijos.

Giromilas

Jis išsiskiria tuo, kad turi a pritvirtintų vertikalių ašmenų rinkinys su dviem juostomis vertikalioje ašyje ir energijos tiekimo diapazonas nuo 10 iki 20 Kw.

Darriejus

Susiformavo sujungti du ar trys abipus išgaubti peiliai iki vertikalios ašies apačioje ir viršuje, leidžia pasinaudoti vėjo pranašumais plačioje greičio juostoje. Trūkumas yra tas, kad jie patys neįsijungia ir jiems reikia „Savonius“ rotoriaus.

Kaip veikia vertikalios ašies vėjo turbina?

Vertikaliose vėjo turbinose mentės sukasi su jėga, kuri skatina vėją. Vertikalios vėjo jėgainės, skirtingai nei horizontalios, visada derinamos su vėju. Nesvarbu, kokia yra tos pačios krypties, nes jie gali veikti net ir tada, kai vėjas pučia mažą greitį. Šių vertikalių vėjo jėgainių privalumas yra tas jie yra mažesni ir lengvesni už horizontalias turbinas. Būdami mažesni, jie generuoja mažiau energijos. Tačiau jie sugeba šildyti namus, įjungti visus vidinius ir išorinius žibintus bei įkrauti elektromobilio akumuliatorių.

Horizontalios ašies vėjo turbinos

Tie, kurie turi horizontalią ašį, yra Labiausiai naudojami ir jų galime rasti tuose dideliuose vėjo jėgainėse, kur tokio tipo vėjo jėgaines galima naudoti virš 1 Mw galios.

Iš esmės tai sukimosi mašina kuriame judesį sukelia vėjo kinetinė energija, kai jis veikia rotorių, kuris paprastai turi tris ašmenis. Sukurtas judesys greičio daugikliu perduodamas ir padauginamas į generatorių, kuris yra atsakingas už elektros energijos gamybą.

Visi šie komponentai jie stovi ant gondolos Jis dedamas ant atraminio bokšto. Tai yra įprasti regionai, kuriuos galima rasti tam tikruose mūsų šalies regionuose, piešiančiuose kitokį horizontą ir kraštovaizdį, tačiau siūlantys švarią ir pigią energiją.

Kiekviena vėjo turbina turi mikroprocesorius, kuris yra atsakingas už valdymą ir reguliuoti jo paleidimo, veikimo ir išjungimo kintamuosius. Visa ši informacija ir duomenys perduodami į įrenginio valdymo centrą. Kiekvienoje iš šių vėjo jėgainių bokšto apačioje yra spintelė su visais elektriniais komponentais (automatiniais jungikliais, srovės transformatoriais, viršįtampio apsaugomis ir kt.), Kurie palengvina generuojamos elektros energijos perdavimą iki tinklo prijungimo ar suvartojimo. taškų.

Energija, gaunama iš vėjo turbinos priklauso nuo vėjo jėgos kuris praeina pro rotorių ir yra tiesiogiai proporcingas oro tankiui, jo ašmenimis suplotam plotui ir vėjo greičiui.

Vėjo turbinos veikimas būdinga jo galios kreive tai nurodo vėjo greičių diapazoną, kuriuo jį galima valdyti, ir kiekvienam atvejui reikalingą galią.

Kokio tipo vėjo turbina yra efektyvesnė?

Kalbant apie energijos vartojimo efektyvumą, horizontalias vėjo jėgaines laimi žaidimas. Ir tai yra tai, kad jie sugeba pasiekti didesnį sukimosi greitį, todėl jiems reikia greičių dėžės su mažesniu sukimosi koeficientu. Be to, kadangi šių vėjo jėgainių statyba turi būti atliekama gana aukštai padidėjęs vėjo greitis naudojamas labiau. Viršutiniuose atmosferos sluoksniuose vėjo greitis yra didesnis, nes jis neturi jokių kliūčių.

Kokie yra VAWT vėjo turbinų trūkumai?

Šio tipo vėjo turbinų trūkumai yra šie:

• Pradinės įrengimo išlaidos yra gana didelės.
• Jei turite vietovėje, kur nuolat nėra per daug vėjo, tikėtina, kad taip yra energijos vartojimo efektyvumas negali būti pašalintas.
• Dėl triukšmo gali kilti problemų su kaimynais.
• Turbinos paprastai dirba tik maždaug 30% pajėgumu.

Vėjo jėgainių naudojimas ir istorija

Vėjo elektros energija jau buvo naudojama su vėjo rotoriais izoliuotuose namuose viduryje kaimo vietovėse.

Tačiau tas, kuris 70-aisiais iš tikrųjų lažinosi dėl šios technologijos, buvo Danija. Šis faktas leido šiai šaliai būti vienas iš pirmaujančių gamintojų tokio tipo vėjo turbinų, kaip yra „Vestas“ ir „Siemens Wind Power“.

Jau 2013 m. Vėjo energija pagamino 33% ekvivalentą visų suvartojamos elektros energijos, o 39 m. - 2014 proc. Dabar Danijos tikslas - iki 50 m. pasiekti 2020 proc., o iki 2035 m. - 84 proc.

Pokyčiai, kuriuos sukėlė ši šalis, buvo dėl didelio išmetamo CO2 kiekio 70-ųjų pabaigoje, todėl atsinaujinanti energija tapo pagrindiniu šios šalies pasirinkimu. Dėl to sumažėjo energetinė priklausomybė nuo kitų šalių ir sumažėjo pasaulinė tarša.

Istorinis buvo Danijos įrengimas Danijoje pirmoji vėjo turbina, pasiekusi 2 MW. Elektrinė turėjo vamzdinį bokštą ir tris ašmenis. Ją pastatė „Tvind“ mokyklos mokytojai ir mokiniai. Juokingiausia šioje istorijoje yra ta, kad iš tų „mėgėjų“ buvo pajuokauta dar prieš inauguraciją. Iki šiol ta turbina vis dar veikia ir yra labai panašios į moderniausių vėjo turbinų konstrukciją.

Vėjo jėgainių ateitis

Iki šių dienų vis dar atsiranda technologinių naujovių tobulinti programas vėjo energijos. 2015 m. Didžiausia sumontuota turbina buvo „Vestas V164“, skirta naudoti netoli pakrantės.

2014 metais daugiau nei 240.000 XNUMX vėjo turbinų jie veikė pasaulyje, gamindami 4% viso pasaulio elektros. 2014 m. Bendras pajėgumas pralenkė 336 Gw, o Kinija, JAV, Vokietija, Ispanija ir Italija buvo įrengimų lyderės.

Vertikalios ar horizontalios ašies vėjo turbinų populiacija auga ne tik šiose šalyse, bet ir daugelyje kitų jie ieško būdų būti tvaresniems Kaip atsitinka Prancūzijoje su Eifelio bokštu, kuris dabar gamina savo energiją dėl kai kurių naujų įrengtų vėjo turbinų ir prie kurių bus pridėta LED lempos, saulės baterijos ir lietaus vandens surinkimo sistema, kad būtų skatinama švari ir pigi energija.

Taip pat negalima pamiršti naujų bandymų 157 vėjo turbinos 3 naujiems vėjo parkams Pietų Afrikoje, kurį gaus vienas didžiausių tokio tipo technologijų gamintojų, tokių kaip „Siemens“. Tarp trijų iš jų bus pridedama 3 mW galia ir tikimasi, kad jie bus įrengti iki 140 m. Pradžios, kad tiektų elektrą artimiausiems šios Afrikos šalies gyventojams.

Susijęs straipsnis:

Viskas, ką reikia žinoti apie vėjo jėgaines

Plaukiojančių vėjo jėgainių technologija

Kaip matėme vėjo energijos istorija, vėjas jūroje pradėjo plėstis 2009 m kai Norvegijoje buvo sumontuota plūduriuojanti „Hywind“ vėjo turbina, kurios kaina siekė beveik 62 milijonus dolerių.

Japonija po Fukušimos branduolinės katastrofos sugalvojo įrengti 80 jūrinių vėjo turbinų netoliese esančioje pakrantėje iki 2020 m.

Sūkurinės vėjo turbinos

Ispanijos įmonė „Deutecno“ turi sukūrė vėjo jėgainę be judančių dalių „The South Summit 2014“ laimėjo pirmąjį prizą energetikos kategorijoje.

Šios be sraigto vėjo turbinos yra jie būtų atsakingi už tų didžiulių vėjo jėgainių pašalinimą kurie modifikuoja horizontą, kad ir kur jie būtų įrengti. Jo funkcionalumas bus panašus, tačiau sutaupys nemažai išlaidų, išskyrus tai, kad jo priežiūra ir montavimas yra pigesni.

Taip pat turi būti a poveikio aplinkai mažinimas be to, jis pašalina tradicinių vėjo jėgainių keliamą triukšmą.

Jų technologija veikia taip, kad naudoja deformaciją, kurią sukelia vibracija kurį sukelia vėjas, įvesdamas į rezonansą pusiau standžiu vertikaliu cilindru ir įtvirtintas žemėje.

Pagrindinė „Vortex“ dalis, kuri yra cilindras, buvo pagaminti iš pjezoelektrinių medžiagų stiklo pluoštas arba anglis, o elektros energija susidaro dėl šių medžiagų deformacijos.

2016 metai bus metai kuriame paruoštas pirmasis beveidis vėjo malūnas.

Vėjo medis

Gana novatoriškas projektas yra „WindWind“, kurį kuria „NewWind“ ir tai yra susideda iš 72 dirbtinių lapų. Kiekviena iš jų yra vertikali kūginės formos turbina, turinti mažą masę, galinčią generuoti galią esant 2 metrų per sekundę lengvam vėjeliui.

Tai leidžia jums generuoti energiją 280 dienų per metus, o jo bendra produkcija yra 3.1 kW su 72 turbinomis. 11 metrų aukščio ir 8 metrų skersmens vėjo medis yra artimas tikro medžio dydžiui, todėl jis puikiai gali tilpti toje miesto erdvėje.

Un gana konkretus projektas ir tai mus pranoksta prieš tuos technologinius laimėjimus, kurie ieško būdų būti efektyvesniems ir sugebėti tiekti pakankamai energijos viešajam elektros tinklui arba kaip papildomą pastatą.

Vėjo turbinos dalys

Vėjo jėgainės kaip visuma jie gali išmatuoti iki 200 metrų aukščio ir 20 tonų svorio. Jo struktūra ir komponentai yra sudėtingi ir gaminami siekiant optimizuoti energijos gamybą nuo maksimalaus XNUMX greičio.

Tarp komponentų ir vėjo turbinos dalysr mes turime:

La bazė

Vėjo turbinos pagrindai turi būti gerai pritvirtintas prie tvirto pagrindo. Tam horizontalios ašies vėjo turbinos statomos su požeminiu gelžbetoniniu pamatu, kuris prisitaiko prie reljefo, kuriame jis yra, ir padeda atlaikyti vėjo apkrovas.

Bokštas

Bokštas yra vėjo turbinos dalis palaiko visą svorį ir yra tai, kas apsaugo peilius nuo žemės. Jis pastatytas iš gelžbetonio apačioje ir plieno viršuje. Paprastai jis yra tuščiaviduris, leidžiantis patekti į gondolą. Bokštas yra atsakingas už vėjo jėgainės pakėlimą tiek, kad galėtų pasinaudoti maksimaliu įmanomu vėjo greičiu. Bokšto gale pritvirtinta besisukanti plieninė arba stiklo pluošto apyrankė.

Ašmenys ir rotorius

Šiandienos turbinos yra sudarytos iš trys ašmenys, nes tai suteikia didesnį posūkio lygumą. Ašmenys pagaminti iš kompozicinės poliesterio medžiagos, sustiprintos stiklo arba anglies pluoštu. Šie junginiai suteikia ašmenims didesnį atsparumą. Ašmenys gali būti iki 100 metrų ilgio ir prijungti prie rotoriaus stebulės. Šio stebulės dėka peiliai gali pakeisti peilių kritimo kampą, kad pasinaudotų vėju.

Kalbant apie rotorius, šiuo metu yra horizontalūs ir gali turėti sąnarius. Paprastai tai yra prieš vėją nukreipta bokšto pusė. Tai daroma siekiant sumažinti ašmenims tenkančias ciklines apkrovas, atsirandančias pavėjui, nes jei peilis bus pastatytas už bokšto, įvykio greitis labai pasikeis.

Gondola

Tai kabina, kurią galėtumėte taip pasakyti Tai vėjo turbinos mašinų skyrius. Nacelė sukasi aplink bokštą, kad turbina būtų nukreipta į vėją. „Nacelle“ yra pavarų dėžė, pagrindinis velenas, valdymo sistemos, generatorius, stabdžiai ir posūkio mechanizmai.

Pavarų dėžė

Pavarų dėžės funkcija yra sureguliuokite posūkio greitį nuo pagrindinio veleno iki generatoriui reikalingo.

Generatorius

Šiandienos vėjo jėgainėse yra trijų tipų turbinos kurie skiriasi tik pagal generatoriaus elgseną esant per dideliam vėjo greičiui ir bandoma išvengti perkrovos.

Beveik visose turbinose naudojama viena iš šių 3 sistemų:

• Voverės narvo indukcinis generatorius
• Dvifazis indukcijos generatorius
• Sinchroninis generatorius

Pertraukimo sistema

Stabdžių sistema tai apsaugos sistema Jame yra diskai, kurie padeda avarinėms ar techninės priežiūros situacijoms sustabdyti malūną ir užkirsti kelią konstrukcijų pažeidimams.

Valdymo sistema

Vėjo malūnas yra visiškai valdoma ir automatizuojama valdymo sistemos. Ši sistema susideda iš kompiuterių, kurie valdo vėjo mentės ir anemometro, esančio ant perlinės, pateiktą informaciją. Tokiu būdu, žinant oro sąlygas, malūną ir peilius galima geriau orientuoti, kad būtų optimizuota elektros gamyba pučiant vėjui. Visa jų gaunama informacija apie turbinos būseną gali būti siunčiama nuotoliniu būdu į centrinį serverį ir viskas gali būti kontroliuojama. Tuo atveju, jei vėjo greitis ar oro sąlygos gali pakenkti vėjo turbinos konstrukcijai, naudodamiesi valdymo sistema galite greitai sužinoti situaciją ir suaktyvinti stabdžių sistemą, taip išvengdami žalos.

Dėl visų šių vėjo jėgainių dalių galite generuoti elektros energiją iš vėjo atsinaujinančiu ir neteršiančiu aplinkos.