Turbină eoliană verticală

Un turbină eoliană verticală u orizontal este ca un generator electric care funcționează convertind energia cinetică a vântului în energie mecanică și printr-o turbină eoliană în energie electrică.

Există două tipuri principale de turbină eoliană cu ax vertical și orizontal. Cei cu axa verticală se remarcă pentru că nu au nevoie de mecanismul de orientare, iar ceea ce este generatorul electric poate fi aranjat la sol. Pe de altă parte, cele cu axă orizontală sunt cele mai utilizate și permit acoperirea unei game largi de aplicații izolate de mică putere la instalațiile din parcurile eoliene mari.

Vom aprofunda cele două principale, cum ar fi turbinele eoliene cu axă verticală și orizontală menționate mai sus și care ar fi acestea noi propuneri care încearcă să profite la maximum la vânt pentru a produce energie electrică. Suntem în câțiva ani în care tehnologia avansează și vedem noi propuneri de fiecare dată, cum ar fi turbinele eoliene fără elice ale proiectului Vortex sau acel Copac eolian, un fel de copac mecanic care generează energie în tăcere.

Ce este o turbină eoliană verticală?

O turbină eoliană cu axă verticală este în esență o turbină eoliană în care arborele rotorului este instalat în poziție verticală și poate genera electricitate indiferent de ce direcție vine vântul. Avantajul acestui tip de turbină eoliană verticală este că poate genera electricitate chiar și în locuri cu vânt mic și zonele urbane în care reglementările privind construcțiile interzic în general instalarea de turbine eoliene orizontale.

După cum sa menționat, turbine eoliene cu axă verticală sau verticală nu este nevoie de mecanism de orientare și care ar fi generatorul electric se găsește situat la sol. A lui producția de energie este mai mică și are unele mici handicapuri, de parcă ar trebui să fie motorizate pentru a începe.

Acolo trei tipuri de turbine eoliene verticale la fel ca Savonius, Giromill și Darrrieus.

Tip Savonius

Aceasta se caracterizează prin a fi format din două semicercuri deplasat orizontal la o anumită distanță, prin care călătorește aerul, deci dezvoltă o putere mică.

giromil

Se remarcă prin faptul că are un set de lame verticale atașate cu două bare pe axa verticală și oferă o gamă de alimentare cu energie de la 10 la 20 Kw.

darrieus

Format prin două sau trei lame biconvexe unite spre axa verticală din partea de jos și de sus, permite să profitați de vânt într-o bandă largă de viteză. Dezavantajul este că nu se aprind singuri și au nevoie de un rotor Savonius.

Cum funcționează o turbină eoliană cu axă verticală?

În turbinele eoliene verticale, lamele se rotesc cu forța care conduce vântul. Turbinele eoliene verticale, spre deosebire de cele orizontale, sunt întotdeauna aliniate cu vântul. Nu contează care este direcția aceleiași, deoarece acestea pot funcționa chiar și atunci când vântul bate viteze mici. Avantajul acestor turbine eoliene verticale este că sunt mai mici și mai ușoare decât turbinele care au orizontală. Fiind mai mici, generează mai puțină energie. Cu toate acestea, sunt capabili să încălzească o casă, să aibă toate luminile interioare și exterioare aprinse și să reîncarce bateria unei mașini electrice.

Turbine eoliene cu ax orizontal

Cei cu axă orizontală sunt Cel mai folosit și acestea sunt cele pe care le putem găsi în acele ferme eoliene mari în care acest tip de turbine eoliene pot fi utilizate peste 1 Mw de putere.

Practic este o mașină de rotație în care mișcarea este produsă de energia cinetică a vântului atunci când acționează asupra unui rotor care are în mod normal trei pale. Mișcarea de rotație produsă este transmisă și înmulțită cu un multiplicator de viteză către un generator care este responsabil pentru producerea energiei electrice.

Toate aceste componente stau pe o telegondolă Este așezat deasupra unui turn de susținere. Acestea sunt cele convenționale care pot fi găsite în anumite regiuni ale țării noastre, trasând un orizont și un peisaj diferit, dar oferind energie curată și ieftină.

Fiecare turbină eoliană are un microprocesor care este responsabil pentru control și reglează variabilele sale de pornire, funcționare și oprire. Aceasta duce toate aceste informații și date la centrul de control al instalației. Fiecare dintre aceste turbine eoliene încorporează, la baza turnului, un dulap cu toate componentele electrice (întrerupătoare automate, transformatoare de curent, protecții la supratensiune etc.) care facilitează transportul energiei electrice generate până la conectarea la rețea sau consum puncte.

Energia obținută de la o turbină eoliană depinde de puterea vântului care trece prin rotor și este direct proporțională cu densitatea aerului, zona măturată de palele sale și viteza vântului.

Funcționarea unei turbine eoliene se caracterizează prin curba sa de putere care indică gama de viteze ale vântului în care poate fi acționat și puterea necesară pentru fiecare caz.

Ce tip de turbină eoliană este mai eficientă?

În ceea ce privește eficiența energetică, turbinele eoliene orizontale sunt cele care câștigă jocul. Și este că sunt capabili să atingă o viteză de rotație mai mare, deci au nevoie de o cutie de viteze cu un raport de multiplicare a rotației mai mic. În plus, deoarece construcția acestor turbine eoliene trebuie făcută destul de ridicat viteza crescută a vântului este utilizată într-o măsură mai mare. În straturile superioare ale atmosferei, viteza vântului este mai mare, deoarece nu are niciun fel de obstacol.

Care sunt dezavantajele turbinelor eoliene VAWT?

Dezavantajele acestor tipuri de turbine eoliene includ următoarele:

• Costul inițial al instalării este destul de ridicat.
• Dacă trebuie să vă aflați într-o zonă în care nu este prea mult vânt în mod constant, sunt șanse eficiența energetică nu poate fi eliminată.
• Puteți avea probleme cu vecinii din cauza zgomotului.
• Turbinele operează de obicei doar la o capacitate de aproximativ 30%.

Utilizarea turbinelor eoliene și istorie

Utilizarea energiei electrice din vânt a fost deja utilizată cu rotoarele eoliene în case izolate situate în mediul rural la mijlocul secolului al XX-lea.

Dar cea care a pariat cu adevărat pe această tehnologie în anii 70 a fost Danemarca. Acest fapt a permis acestei țări să fie unul dintre cei mai importanti producatori a acestui tip de turbină eoliană, cum este cazul Vestas și Siemens Wind Power.

Deja în 2013, energia eoliană a produs echivalentul a 33% din consumul total de energie electrică, cu 39% în 2014. Acum, obiectivul Danemarcei este de a ajunge la 50% până în 2020 și până în 2035 84%.

Schimbarea pe care a produs-o această țară a fost datorită emisiilor mari de CO2 la sfârșitul anilor '70, deci energia regenerabilă a devenit principala alegere pentru această țară. Acest lucru a dus la o scădere a dependenței energetice de alte țări și la o reducere a poluării globale.

Istoric a fost instalarea în Danemarca a prima turbină eoliană care a atins 2 Mw. Centrala electrică avea un turn tubular și trei pale. A fost construit de profesori și elevi de la școala Tvind. Și lucrul amuzant din această poveste este că acei „amatori” au fost ridiculizați în ziua lor dinaintea inaugurării. Până în prezent acea turbină funcționează și are un design foarte asemănător cu cele mai moderne turbine eoliene.

Viitorul turbinelor eoliene

Până în prezent, inovațiile tehnologice continuă să apară îmbunătăți aplicațiile a energiei eoliene. În 2015, cea mai mare turbină instalată a fost Vestas V164 pentru utilizare lângă coastă.

În 2014, mai mult de 240.000 de turbine eoliene erau operaționale în lume, producând 4% din electricitatea lumii. În 2014, capacitatea totală a depășit 336 Gw, China, Statele Unite, Germania, Spania și Italia fiind liderii în instalații.

Și nu numai aceste țări își cresc populația de turbine eoliene cu axă verticală sau orizontală, ci multe altele ei caută o modalitate de a fi mai durabili așa cum se întâmplă în Franța cu Turnul Eiffel care acum își generează propria energie datorită unor noi turbine eoliene instalate și la care vor fi adăugate lumini LED, panouri solare și un sistem de colectare a apei de ploaie pentru a promova în acest fel energie curată și ieftină.

Nici nu putem uita de noi încercări sub formă de 157 turbine eoliene pentru 3 noi parcuri eoliene în Africa de Sud, care va veni din mâna unuia dintre cei mai mari producători de acest tip de tehnologie precum Siemens. Vor adăuga între cele trei o capacitate de 3 mW și se așteaptă ca acestea să fie instalate până la începutul anului 140 pentru a furniza energie electrică populațiilor din apropiere ale acestei țări africane.

Articol asociat:

Tot ce trebuie să știți despre turbine eoliene

Tehnologia turbinelor eoliene plutitoare

După cum am putut vedea în istoria energiei eoliene, vânt offshore a început să se extindă în 2009 când turbina eoliană plutitoare Hywind a fost instalată în Norvegia la un cost de aproape 62 de milioane de dolari.

Japonia, după dezastrul nuclear de la Fukushima, a făcut-o a conceput instalarea a 80 turbine eoliene marine pe țărmul din apropiere până în 2020.

Turbine eoliene fără elice Vortex

O companie spaniolă numită Deutecno are a creat o turbină eoliană fără piese în mișcare care a câștigat premiul I la categoria Energie la Summitul de Sud 2014.

Aceste turbine eoliene fără elice sunt ei ar fi însărcinați cu eliminarea acelor imense turbine eoliene care modifică orizontul oriunde sunt instalate. Funcționalitatea sa va fi similară, dar cu economii de costuri destul de semnificative, în afară de faptul că întreținerea și instalarea sa sunt mai ieftine.

Trebuie să existe și un reducerea impactului asupra mediului în afară de aceasta, elimină zgomotul generat de turbinele eoliene tradiționale.

Tehnologia lor funcționează în așa fel încât folosește deformarea cauzată de vibrații care este cauzat de vânt la intrarea în rezonanță într-un cilindru vertical semi-rigid și ancorat în sol.

Partea principală a Vortex, care este cilindrul, a fost realizate din materiale piezoelectrice și fibra de sticlă sau carbon, iar energia electrică este generată de deformarea acestor materiale.

2016 va fi anul pe care este gata prima unitate de moră de vânt fără lamă.

Pom de vânt

Un proiect destul de inovator este Arborele Vântului care este dezvoltat de NewWind și care este compus din 72 de frunze artificiale. Fiecare dintre ele este o turbină verticală cu o formă conică și are o masă mică care poate genera energie cu o briză ușoară de 2 metri pe secundă.

Acest lucru vă permite generează energie pentru 280 de zile în anul și producția sa totală este de 3.1 kW cu 72 de turbine în funcțiune. Cu 11 metri înălțime și 8 metri în diametru, Arborele Vântului este aproape de dimensiunea unui copac adevărat, astfel încât să se potrivească perfect în acel spațiu urban.

Un un proiect destul de particular și asta ne pune în fața acestor progrese tehnologice care caută calea de a fi mai eficienți și de a putea furniza suficientă energie rețelei electrice publice sau ca un plus pentru o clădire.

Părți ale unei turbine eoliene

Turbinele eoliene în ansamblu pot măsura până la 200 de metri înălțime și 20 de tone de greutate. Structura și componentele sale sunt complexe și sunt fabricate pentru a optimiza generarea de energie de la viteza de XNUMX la maxim.

Între componente și părți ale unei turbine eolieneavem:

La baza

Noțiunile de bază pentru o turbină eoliană trebuie să fie bine atașat de o bază puternică. Pentru aceasta, turbinele eoliene cu axă orizontală sunt construite cu o fundație subterană din beton armat care se adaptează la terenul în care se află și ajută la rezistența la sarcinile vântului.

Turn

Turnul este partea turbinei eoliene care suportă toată greutatea și este ceea ce ține lamele de la sol. Este construit din beton armat în partea de jos și oțel în partea de sus. În mod normal, este gol pentru a permite accesul la gondolă. Turnul este însărcinat cu ridicarea suficientă a turbinei eoliene, astfel încât să poată profita de viteza maximă posibilă a vântului. La capătul turnului este atașată o nacelă rotativă din oțel sau fibră de sticlă.

Lame și rotor

Turbinele de astăzi sunt formate din trei lame, deoarece oferă o netezime mai mare în viraj. Lamele sunt fabricate dintr-un material compozit din poliester cu o armătură din sticlă sau fibre de carbon. Acești compuși conferă lamelor o rezistență mai mare. Lamele pot avea o lungime de până la 100 de metri și sunt conectate la butucul rotorului. Datorită acestui butuc, lamele pot modifica unghiul de incidență al lamelor pentru a profita de vânt.

În ceea ce privește rotoarele, în prezent sunt orizontale și pot avea articulații. În mod normal, acesta este situat în partea de vânt a turnului. Acest lucru se face pentru a reduce încărcăturile ciclice de pe palele care apar dacă este amplasată sub portiunea acestuia, deoarece dacă o lamă este plasată în spatele turnului, viteza incidentă va fi foarte mult modificată.

Telegondola

Este o cabină pe care ai putea spune asta Este sala de mașini a turbinei eoliene. Nacela se rotește în jurul turnului pentru a poziționa turbina cu fața către vânt. Nacela conține cutia de viteze, arborele principal, sistemele de comandă, generatorul, frânele și mecanismele de rotire.

Cutie de viteze

Funcția cutiei de viteze este de a reglați viteza de rotire de la arborele principal la cel necesar generatorului.

generator

În turbinele eoliene de astăzi există trei tipuri de turbine care variază numai în funcție de comportamentul generatorului atunci când acesta se află în condiții de viteză excesivă a vântului și se încearcă evitarea supraîncărcărilor.

Aproape toate turbinele utilizează unul dintre aceste 3 sisteme:

• Generator de inducție cușcă veveriță
• Generator de inducție bifazică
• Generator sincron

Sistem de rupere

Sistem de frânare este un sistem de securitate Are discuri care ajută în situații de urgență sau întreținere să oprească moara și să prevină deteriorarea structurilor.

Sistem de control

Moara de vânt este pe deplin controlat și automatizat de sistemul de control. Acest sistem este format din computere care gestionează informațiile furnizate de paleta de vânt și de anemometrul plasat deasupra nacelei. În acest fel, cunoscând condițiile meteorologice, puteți orienta mai bine moara și lamele pentru a optimiza generarea de energie cu vântul care suflă. Toate informațiile pe care le primesc despre starea turbinei pot fi trimise de la distanță către un server central și au totul sub control. În cazul în care viteza vântului sau condițiile meteorologice pot deteriora structura turbinei eoliene, cu sistemul de control puteți cunoaște rapid situația și puteți activa sistemul de frânare, evitând astfel deteriorarea.

Mulțumită tuturor acestor părți ale turbinei eoliene, puteți generează energie electrică din vânt într-un mod regenerabil și nepoluant pentru mediu.