Turbin angin menegak

Un turbin angin menegak u mendatar adalah seperti penjana elektrik yang berfungsi menukar tenaga kinetik angin dalam tenaga mekanikal dan melalui turbin angin dalam tenaga elektrik.

Terdapat dua jenis utama turbin angin paksi menegak dan mendatar. 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 adalah yang paling banyak digunakan dan memungkinkan untuk merangkumi pelbagai aplikasi terpencil dengan kuasa kecil hingga pemasangan di ladang angin besar.

Kami akan menyelidiki dua yang utama, seperti turbin angin paksi menegak dan mendatar yang disebutkan di atas, dan apa yang akan berlaku cadangan baru yang cuba memanfaatkannya sepenuhnya ke angin untuk menghasilkan tenaga elektrik. Kita berada dalam beberapa tahun di mana teknologi maju dan kita melihat cadangan baru setiap kali seperti turbin angin tanpa propeller dari projek Vortex atau Wind Tree, sejenis pokok mekanikal yang menghasilkan tenaga secara senyap.

Apakah turbin angin menegak?

Turbin angin paksi menegak pada dasarnya adalah turbin angin di mana poros pemutar dipasang pada kedudukan menegak dan dapat menjana elektrik tidak kira dari mana arah mana angin itu berasal. Kelebihan turbin angin menegak jenis ini ialah dapat menjana elektrik walaupun di tempat-tempat dengan sedikit angin dan kawasan bandar di mana peraturan bangunan secara amnya melarang pemasangan turbin angin mendatar.

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

Jenis Savonius

Ini dicirikan oleh makhluk dibentuk oleh dua separuh bulatan dipindahkan secara mendatar pada jarak tertentu, di mana udara bergerak, sehingga ia mengembangkan sedikit daya.

gyromil

Ia menonjol kerana mempunyai set bilah menegak yang terpasang dengan dua batang pada paksi menegak dan menawarkan bekalan tenaga antara 10 hingga 20 Kw.

darrieus

Terbentuk oleh dua atau tiga bilah biconvex bergabung ke paksi menegak di bahagian bawah dan atas, memungkinkan untuk memanfaatkan angin dalam jalur kelajuan lebar. Kelemahannya ialah mereka tidak menyala sendiri dan mereka memerlukan pemutar Savonius.

Bagaimana turbin angin paksi menegak berfungsi?

Dalam turbin angin menegak, bilah berputar dengan daya yang mendorong angin. Turbin angin menegak, tidak seperti yang mendatar, selalu sejajar dengan angin. Tidak peduli arah mana yang sama kerana mereka boleh berfungsi walaupun angin bertiup dengan kelajuan rendah. Kelebihan turbin angin menegak ini adalah mereka lebih kecil dan lebih ringan daripada turbin yang mempunyai garis mendatar. Menjadi lebih kecil, mereka menghasilkan lebih sedikit tenaga. Namun, mereka mampu memanaskan rumah, dengan menyalakan semua lampu dalaman dan luaran dan mengisi semula bateri kereta elektrik.

Turbin angin paksi mendatar

Mereka yang mempunyai paksi mendatar adalah Yang paling banyak digunakan dan inilah yang dapat kita temui di ladang angin besar di mana turbin angin jenis ini dapat digunakan dengan kuasa melebihi 1 Mw.

Pada dasarnya ia adalah mesin putaran di mana pergerakan dihasilkan oleh tenaga kinetik angin ketika ia bertindak pada pemutar yang biasanya mempunyai tiga bilah. Pergerakan putaran yang dihasilkan dihantar dan didarabkan dengan pengganda kelajuan ke penjana yang bertanggungjawab menghasilkan tenaga elektrik.

Semua komponen ini mereka berdiri di atas gondola Ia diletakkan di atas menara sokongan. Mereka adalah kawasan konvensional yang dapat dijumpai di wilayah tertentu di negara kita dengan melintang dan pemandangan yang berbeza tetapi menawarkan tenaga yang bersih dan murah.

Setiap turbin angin mempunyai mikropemproses yang bertanggungjawab untuk mengawal dan mengatur pemboleh ubah permulaan, operasi dan penutupannya. Ini membawa semua maklumat dan data ini ke pusat kawalan pemasangan. Setiap turbin angin ini menggabungkan, di dasar menara, kabinet dengan semua komponen elektrik (suis automatik, pengubah arus, pelindung voltan, dll.) Yang memudahkan pengangkutan tenaga elektrik yang dihasilkan ke sambungan rangkaian atau penggunaan mata.

Tenaga yang diperoleh daripada turbin angin bergantung pada kekuatan angin yang melalui pemutar dan berkadar terus dengan ketumpatan udara, kawasan yang disapu oleh bilahnya dan kelajuan angin.

Pengoperasian turbin angin dicirikan oleh keluk kuasanya yang menunjukkan julat kelajuan angin di mana ia dapat dikendalikan dan kekuatan yang diperlukan untuk setiap kes.

Jenis turbin angin apa yang lebih cekap?

Dari segi kecekapan tenaga, turbin angin mendatar adalah yang memenangi permainan. Dan mereka mampu mencapai kelajuan putaran yang lebih tinggi sehingga mereka memerlukan kotak gear dengan nisbah pendaraban putaran yang lebih rendah. Selain itu, kerana pembinaan turbin angin ini mesti dilakukan dengan cukup tinggi peningkatan kelajuan angin digunakan pada tahap yang lebih besar. Di lapisan atas atmosfera, kelajuan angin lebih tinggi kerana tidak mempunyai jenis halangan.

Apakah kelemahan turbin angin VAWT?

Kelemahan turbin angin jenis ini termasuk yang berikut:

• Kos awal pemasangannya cukup tinggi.
• Sekiranya anda mesti berada di kawasan yang tidak terlalu banyak angin selalu, kemungkinannya adalah demikian anda tidak dapat memperoleh kecekapan tenaga.
• Anda boleh menghadapi masalah dengan jiran kerana masalah kebisingan.
• Turbin biasanya hanya beroperasi pada kapasiti sekitar 30%.

Penggunaan turbin angin dan sejarah

Penggunaan tenaga elektrik dari angin telah digunakan dengan rotor angin di rumah terpencil yang terletak di kawasan luar bandar pada pertengahan abad ke-XNUMX.

Tetapi yang benar-benar bertaruh pada teknologi ini pada tahun 70-an adalah Denmark. Fakta ini membenarkan negara ini menjadi salah satu pengeluar terkemuka turbin angin jenis ini seperti yang berlaku dengan Vestas dan Siemens Wind Power.

Sudah pada tahun 2013, tenaga angin menghasilkan setara dengan 33% dari jumlah penggunaan elektrik, dengan 39% pada tahun 2014. Kini matlamat Denmark adalah untuk mencapai 50% pada tahun 2020 dan pada tahun 2035 84%.

Perubahan yang dihasilkan oleh negara ini adalah kerana pelepasan CO2 yang tinggi pada akhir 70-an, jadi tenaga boleh diperbaharui menjadi pilihan utama negara ini. Ini menyebabkan penurunan pergantungan tenaga pada negara lain dan pengurangan pencemaran global.

Bersejarah adalah pemasangan di Denmark turbin angin pertama yang mencapai 2 MW. Loji janakuasa itu mempunyai menara tiub dan tiga bilah. Ia dibina oleh guru dan pelajar dari sekolah Tvind. Dan yang ingin tahu mengenai kisah ini ialah "amatur" itu diejek pada hari sebelum perasmian. Sehingga hari ini turbin masih berfungsi dan mempunyai reka bentuk yang hampir sama dengan turbin angin paling moden.

Masa depan turbin angin

Sehingga hari ini, inovasi teknologi terus muncul memperbaiki aplikasi tenaga angin. Pada tahun 2015, turbin terpasang terbesar adalah Vestas V164 untuk digunakan berhampiran pantai.

Pada tahun 2014, lebih daripada 240.000 turbin angin mereka beroperasi di dunia, menghasilkan 4% elektrik dunia. Pada tahun 2014, jumlah kapasiti melebihi 336 Gw dengan China, Amerika Syarikat, Jerman, Sepanyol dan Itali sebagai peneraju pemasangan.

Dan bukan hanya negara-negara ini yang meningkatkan populasi turbin angin paksi menegak atau mendatar mereka, tetapi banyak negara lain juga mereka mencari jalan untuk menjadi lebih lestari Seperti yang berlaku di Perancis dengan Menara Eiffel, yang kini menghasilkan tenaga sendiri berkat turbin angin yang baru dipasang dan lampu LED, panel solar dan sistem pengumpulan air hujan akan ditambahkan untuk mempromosikan tenaga bersih dan murah.

Kita juga tidak boleh melupakan percubaan baru dalam bentuk 157 turbin angin untuk 3 ladang angin baru di Afrika Selatan yang akan datang dari tangan salah satu pengeluar terbesar teknologi jenis ini seperti Siemens. Mereka akan menambah antara 3 kapasiti 140 mW dan dijangkakan ia akan dipasang pada awal 2016 untuk membekalkan elektrik kepada penduduk berdekatan negara Afrika ini.

artikel berkaitan:

Semua yang anda perlu tahu mengenai turbin angin

Teknologi turbin angin terapung

Seperti yang kita lihat di sejarah tenaga angin, angin luar pesisir mula berkembang pada tahun 2009 ketika turbin angin terapung Hywind dipasang di Norway dengan kos hampir 62 juta dolar.

Jepun, setelah bencana nuklear Fukushima, telah merancang pemasangan 80 turbin angin laut di pantai berdekatan pada tahun 2020.

Turbin Angin Vortex Propellerless

Sebuah syarikat Sepanyol bernama Deutecno mempunyai mencipta turbin angin tanpa bahagian bergerak yang memenangi hadiah pertama dalam kategori Tenaga di The South Summit 2014.

Turbin angin tanpa propeller ini adalah mereka akan bertanggungjawab untuk menghilangkan turbin angin besar itu yang mengubah cakrawala di mana sahaja mereka dipasang. Fungsinya akan serupa tetapi dengan penjimatan kos yang cukup besar, selain dari penyelenggaraan dan pemasangannya lebih murah.

Juga mesti ada pengurangan kesan terhadap alam sekitar selain daripada itu, ia dapat mengurangkan kebisingan yang dihasilkan oleh turbin angin tradisional.

Teknologi mereka berfungsi sedemikian rupa menggunakan ubah bentuk yang disebabkan oleh getaran yang disebabkan oleh angin ketika memasuki resonans dalam silinder menegak separa kaku dan berlabuh di tanah.

Bahagian utama Vortex, yang merupakan silinder, telah diperbuat daripada bahan piezoelektrik dan kaca gentian atau karbon, dan tenaga elektrik dihasilkan oleh ubah bentuk bahan-bahan ini.

2016 akan menjadi tahun di mana unit kincir angin tanpa blad pertama siap.

Pokok angin

Projek yang cukup inovatif adalah Wind Tree yang sedang dibangunkan oleh NewWind dan itulah terdiri daripada 72 daun tiruan. Masing-masing adalah turbin menegak dengan bentuk kerucut dan mempunyai jisim kecil yang dapat menghasilkan tenaga dengan angin sepoi-sepoi 2 meter sesaat.

Ini membolehkan anda menjana kuasa selama 280 hari pada tahun dan jumlah pengeluarannya ialah 3.1 kW dengan 72 turbin berjalan. Tinggi 11 meter dan diameter 8 meter, Pokok Angin hampir dengan ukuran pokok yang sebenar sehingga boleh muat dengan sempurna di ruang bandar itu.

Un projek yang cukup khusus dan itu meletakkan kita sebelum kemajuan teknologi yang mencari jalan untuk menjadi lebih cekap dan dapat memberikan tenaga yang cukup untuk grid elektrik awam atau sebagai tambahan untuk bangunan.

Bahagian turbin angin

Turbin angin secara keseluruhan mereka boleh mengukur ketinggian hingga 200 meter dan 20 tan berat. Struktur dan komponennya kompleks dan dihasilkan untuk mengoptimumkan penjanaan kuasa dari kelajuan XNUMX hingga maksimum.

Antara komponen dan bahagian turbin anginkita ada:

Pangkalan

Asas untuk turbin angin adalah melekat dengan baik pada pangkalan yang kuat. Untuk ini, turbin angin paksi mendatar dibina dengan landasan konkrit bertetulang bawah tanah yang menyesuaikan diri dengan medan di mana ia berada dan membantu menahan beban angin.

Menara

Menara adalah bahagian turbin angin yang menyokong semua berat dan adalah yang menjaga bilah dari tanah. Ia dibina dari konkrit bertetulang di bahagian bawah dan keluli di bahagian atas. Biasanya berongga untuk membenarkan akses ke gondola. Menara ini bertanggungjawab untuk menaikkan turbin angin dengan cukup sehingga dapat memanfaatkan kecepatan angin maksimum yang mungkin. Nacelle berputar keluli atau gentian kaca dipasang di hujung menara.

Bilah dan pemutar

Turbin masa kini terdiri daripada tiga bilah kerana memberikan kelancaran yang lebih besar pada giliran. Bilahnya diperbuat daripada bahan komposit poliester dengan tetulang gentian kaca atau karbon. Sebatian ini memberikan ketahanan yang lebih besar kepada bilah. Bilahnya boleh mencapai panjang 100 meter dan disambungkan ke hab pemutar. Terima kasih kepada hab ini, bilah dapat mengubah sudut kemasukan bilah untuk memanfaatkan angin.

Mengenai pemutar, pada masa ini mendatar dan mungkin mempunyai sendi. Biasanya, ini terletak di sisi menara yang berangin. Ini dilakukan untuk mengurangkan beban kitaran pada bilah yang muncul jika terletak di bawahnya, kerana jika pisau diletakkan di belakang bangun menara, kelajuan kejadian akan sangat berubah.

Gondola

Ini adalah bilik yang boleh anda katakan Ia adalah ruang mesin turbin angin. Nacelle berputar di sekitar menara untuk meletakkan turbin menghadap angin. Nacelle mengandungi kotak gear, poros utama, sistem kawalan, penjana, brek, dan mekanisme putar.

Kotak gear

Fungsi kotak gear adalah untuk sesuaikan kelajuan putaran dari batang utama ke yang diperlukan oleh penjana.

Penjana

Dalam turbin angin hari ini terdapat tiga jenis turbin yang berbeza hanya dengan tingkah laku penjana ketika berada dalam keadaan kelajuan angin yang berlebihan dan usaha dilakukan untuk mengelakkan beban berlebihan.

Hampir semua turbin menggunakan salah satu daripada 3 sistem ini:

• Penjana Induksi Sangkar Tupai
• Penjana aruhan biphasic
• Penjana segerak

Sistem rehat

Sistem brek ia adalah sistem keselamatan Ia mempunyai cakera yang membantu dalam keadaan kecemasan atau penyelenggaraan untuk menghentikan kilang dan mencegah kerosakan pada struktur.

Sistem kawalan

Kincir angin sepenuhnya dikawal dan automatik oleh sistem kawalan. Sistem ini terdiri daripada komputer yang menguruskan maklumat yang diberikan oleh baling-baling angin dan anemometer yang diletakkan di atas nacelle. Dengan cara ini, mengetahui keadaan cuaca, kilang dan bilah dapat berorientasi lebih baik untuk mengoptimumkan penjanaan kuasa dengan angin yang bertiup. Semua maklumat yang mereka terima mengenai status turbin dapat dihantar dari jauh ke pelayan pusat dan semuanya terkawal. Sekiranya kelajuan angin atau keadaan cuaca dapat merosakkan struktur turbin angin, dengan sistem kawalan anda dapat mengetahui keadaan dengan cepat dan mengaktifkan sistem pengereman, sehingga dapat mengelakkan kerosakan.

Terima kasih kepada semua bahagian turbin angin yang anda dapat menjana tenaga elektrik dari angin dengan cara yang boleh diperbaharui dan tidak mencemarkan alam sekitar.