Bagaimana turbin angin atau kincir angin berfungsi?

Tetapi ketika angin menjadi elektrik? Anteseden langsung semasa turbin angin adalah yang lama kilang, yang hingga kini masih digunakan, untuk pelbagai tugas seperti mengekstrak air atau mengisar gandum. A kincir angin Ia adalah mesin yang mempunyai bilah atau bilah yang melekat pada poros biasa, yang mula berputar ketika angin bertiup.

Poros berputar ini dihubungkan dengan pelbagai jenis mesin, contohnya mesin untuk mengisar gandum, mengepam air atau menjana elektrik.

Untuk mendapatkan elektrik, pergerakan bilah menggerakkan penjana elektrik (alternator atau dynamo) yang menukar tenaga mekanikal putaran di kuasa elektrik. Elektrik boleh disimpan dalam bateri atau dihantar terus ke grid. Operasinya agak mudah, yang menjadi rumit adalah penyiasatan dan pembinaan turbin angin semakin cekap.

Jenis-jenis Turbin Angin

Kincir angin boleh dari paksi mendatar, yang paling biasa hari ini, atau ada juga paksi menegak.

Dari Wikipedia definisi turbin angin menegak atau mendatar seperti penjana elektrik berjalan menukar tenaga kinetik angin dalam tenaga mekanikal dan melalui turbin angin dalam tenaga elektrik.

Mereka yang mempunyai paksi menegak menonjol kerana tidak memerlukan mekanisme orientasi dan apakah penjana elektrik yang boleh disusun di atas tanah. Sebaliknya, mereka yang mempunyai paksi mendatar, biarkan merangkumi pelbagai jenis dari aplikasi terpencil tenaga kecil hingga pemasangan di ladang angin besar.

Turbin angin menegak

Seperti yang disebutkan, turbin angin paksi menegak atau menegak tidak memerlukan mekanisme orientasi, dan apakah penjana elektrik yang terdapat di tanah.

Su pengeluaran tenaga lebih rendah dan ia mempunyai beberapa kekurangan kecil seperti perlu dikendalikan oleh motor untuk meneruskannya.

Terdapat tiga jenis turbin angin menegak seperti Savonius, Giromill dan Darrrieus.

Kelemahan

Salah satu masalah yang paling biasa turbin angin ukurannya sangat besar, selain getaran dan kebisingan yang ditimbulkannya. Atas sebab ini, mereka biasanya terletak di kawasan yang jauh dari rumah. Walau bagaimanapun, syarikat dan saintis di seluruh dunia terus berusaha membina turbin yang lebih kecil (Anda boleh melihat artikel yang sebelumnya dibuat mengenai tenaga angin mini), o senyap yang boleh terletak di kawasan bandar.

Tetapi salah satu masalah yang paling membimbangkan dalam bidang generasi generasi tenaga angin Ini adalah kebolehubahan sumber, iaitu angin. The turbin secara amnya, mereka siap berfungsi dengan optimum ketika angin bertiup dalam keadaan tertentu julat kelajuan. Di satu pihak, kelajuan minimum tertentu diperlukan untuk menggerakkan bilah, di sisi lain juga ada had maksimum.

Sebagai contoh, yang paling umum adalah had ini ada Kelajuan angin antara 3 hingga 24 meter sesaat. Minimum disebut kecepatan sambungan, yaitu minimum untuk menghasilkan sedikit listrik, dan maksimum disebut kecepatan putus, yaitu, ketika sudah kontraproduktif, kerana dapat mematahkan mekanisme.

Un kincir angin boleh bersendirian atau di ladang angin, di tanah yang membentuk ladang angin darat, di pantai laut atau mereka bahkan boleh dipasang di perairan pada jarak tertentu dari pantai dalam apa yang disebut ladang angin luar pesisir atau luar pesisir.

Perlembagaan turbin angin atau turbin angin

Terdapat ribuan ladang angin yang penuh dengan model TEEH (turbin angin paksi mendatar). Mesin ini terdiri daripada segmen berikut.

Menara dan asas: Asas menara boleh rata atau dalam, menjamin pada kedua-dua keadaan kestabilan turbin angin, pengancing nacelle dan bilah motor. Asasnya juga mesti menyerap tujahan yang disebabkan oleh variasi dan kekuatan angin.

Menara boleh terdiri dari pelbagai jenis bergantung pada ciri-cirinya:

• Tiub keluli: Sebilangan besar turbin angin dibina dengan menara keluli tiub.
• Menara konkrit: Mereka dibina di tempat yang sama, yang memungkinkan pengiraan ketinggian yang diperlukan.
• Menara konkrit pracetak: Mereka dipasang dengan potongan siap pakai dan segmennya diletakkan di tempat yang sama.
• Struktur kisi: Mereka dihasilkan menggunakan profil keluli.
• Hibrida: Mereka boleh mempunyai ciri dan bahan dari pelbagai jenis menara.
• Menara tiang tegang dengan angin: Mereka dicirikan oleh turbin angin dengan dimensi yang lebih kecil.

Rotor: Rotor adalah "jantung" setiap kincir angin, kerana ia menyokong bilah turbin, menggerakkannya secara mekanik dan putaran untuk mengubah daya tuju angin menjadi tenaga.

Gondola: Ini adalah kepala turbin angin yang paling kelihatan, topi keledar yang menyembunyikan dan menyelenggara semua mesin turbin. Gondola bergabung dengan menara menggunakan galas untuk dapat mengikut arah angin.

Kotak pengganda: Selain dapat menahan variasi angin, kotak gear memiliki tugas untuk menghubungkan kecepatan putaran rendah rotor dan kecepatan tinggi generator. Seperti kata sendiri; berjaya melipatgandakan 18-50 rpm yang dihasilkan oleh pergerakan semula jadi pemutar dalam kira-kira 1.750 rpm ketika meninggalkan generator.

Penjana: Bertanggungjawab mengubah tenaga mekanikal menjadi tenaga elektrik. Untuk turbin berkuasa tinggi, penjana tak segerak dua kali digunakan, walaupun penjana segerak dan tak segerak konvensional juga banyak.

Brek: Brek mekanikal digunakan dalam power train, kerana perlu ada pekali geseran yang tinggi dalam keadaan statik dan daya tahan yang tinggi terhadap pemampatan.

Peralatan elektrik turbin angin atau kincir angin

Turbin angin hari ini tidak hanya terdiri daripada bilah dan penjana untuk membawa tenaga murah ke rumah. Turbin angin juga mesti mempunyai sistem bekalan kuasa individu dan banyak sensor. Yang terakhir ini dapat memantau dan mengukur suhu, arah angin, kelajuannya dan parameter lain yang mungkin muncul di dalam gondola atau di sekitarnya.

Kelebihan turbin angin cepat berbanding yang perlahan

Kelebihan terbesar yang disebut "turbin angin perlahan" adalah yang mereka miliki lebih banyak bilah bahawa jeram dan bahannya biasanya lebih murah. Tetapi apa masalah anda? Walaupun diameternya besar (dari ketinggian 40 hingga 90 m) dan mempunyai rotor yang kepalanya mencapai 100 m, turbin angin cepat lebih ringan daripada yang lambat.

Ini dicapai berkat penjana kuasa tinggi (0,5 hingga 3 MW) yang memanfaatkan kelebihan nisbah tinggi-kuasa angin.

Menjadi lebih ringan, bilah bergerak lebih cepat, jadi ukuran dan kos kotak pengganda yang menggerakkan penjana elektrik dikurangkan.

Dengan mempunyai bilah yang lebih sedikit, alat ini dapat disesuaikan dengan lebih mudah untuk menyesuaikan kekuatannya mengikut ciri-ciri angin. Turbin angin pantas lebih tahan terhadapnya tekanan yang disebabkan oleh tiupan angin. Dorong paksi disebabkan oleh tindakan angin pada rotor pegun kurang pada turbin angin cepat daripada ketika berpusing; sebaliknya berlaku di turbin angin perlahan.

Kincir angin paling kuat di dunia

Vestas telah menyampaikan kemas kini turbin angin terbesar di dunia. Saya tidak mempunyai kata sifat untuk menggambarkan betapa besarnya turbin ini. V164, kincir angin 220 meter dengan Bilah panjang 38 tan, 80 meter, baru saja memusatkan perhatian semua pihak yang berminat dengan pembaharuan di Denmark.

Turbin sebelumnya mampu memberikan kuasa 8 MW, dan berkat kemas kini kini mampu mencapai hingga 9 MW output dalam keadaan tertentu. Dalam ujian pertama, V164 adalah mampu menghasilkan 216.000 kWh hanya dalam 24 jam.

Bukan hanya rekod mutlak untuk penjanaan tenaga angin oleh kincir angin tunggal, tetapi ia adalah demonstrasi paling jelas bahawa angin laut akan mengalami peranan utama dalam peralihan tenaga yang sedang dijalankan.

Cukup untuk menghidupkan rumah selama 66 tahun

Menurut Torben Hvid larsen, CTO Vestas:

"Kami prototaip telah menetapkan rekod generasi lain, dengan 216.000 kWh dihasilkan dalam tempoh 24 jam. Kami yakin bahawa turbin angin 9 MW ini terbukti siap di pasaran, dan kami yakin ia akan memainkan peranan penting dalam menurunkan harga tenaga angin luar pesisir. "

Biasanya bercakap mengenai kilowatt agak sukar dan abstrak. Tetapi menurut badan rasmi, the penggunaan elektrik purata rumah Sepanyol ialah 3.250 kWh setahun. Jumlahnya sedikit lebih tinggi daripada purata penggunaan tahunan kediaman bandar di bandar-bandar utama di Amerika Selatan. Dengan mengambil kira ini, dalam satu hari pengeluaran, ia dapat membekalkan elektrik ke rumah rata-rata selama lebih 66 tahun.

Dengan ukuran yang lebih besar daripada Torres Kio di Madrid dan serupa dengan Torre Mayor di Mexico, lilitan yang mereka lalui lebih besar daripada roda logam London Eye di London. Turbin ini itu evolusi V164-8.0 MW, turbin angin yang sudah memecahkan rekod pada tahun 2014 dan dapat memberi kuasa kepada 16.000 isi rumah Inggeris.