Вертикальный ветряк

Un вертикальная ветряная турбина и горизонтально, как электрический генератор, который работает преобразование кинетической энергии ветра в механической энергии и через ветряную турбину в электроэнергии.

Есть два основных типа ветряк с вертикальной и горизонтальной осью. Те, у кого вертикальная ось, выделяются тем, что не нуждаются в механизме ориентации, а электрический генератор может быть установлен на земле. С другой стороны, наиболее часто используются устройства с горизонтальной осью, которые позволяют охватить широкий спектр изолированных приложений малой мощности вплоть до установок в крупных ветряных электростанциях.

Мы собираемся углубиться в две основные из них, такие как вышеупомянутые ветряные турбины с вертикальной и горизонтальной осью, и что они будут. новые предложения, которые пытаются извлечь из этого максимальную пользу ветру для производства электроэнергии. Мы живем в течение нескольких лет, когда технологии развиваются, и мы каждый раз видим новые предложения, такие как безвинтовые ветряные турбины проекта Vortex или это ветровое дерево, своего рода механическое дерево, которое бесшумно генерирует энергию.

Что такое вертикальный ветряк?

Ветряная турбина с вертикальной осью - это, по сути, ветряная турбина, в которой вал ротора установлен в вертикальном положении и может вырабатывать электричество независимо от направления ветра. Преимущество этого типа вертикальной ветряной турбины заключается в том, что может вырабатывать электричество даже в местах с небольшим ветром и городские районы, где строительные нормы обычно запрещают установку горизонтальных ветряных турбин.

Как уже упоминалось, ветряные турбины с вертикальной или вертикальной осью нет необходимости в механизме ориентации а какой бы электрогенератор можно найти на земле. Его производство энергии ниже и у него есть некоторые небольшие недостатки, например, его нужно моторизовать, чтобы двигаться.

Там три типа вертикальных ветряных турбин как и Савониус, Гиромилль и Дарриус.

Тип Савониуса

Это характеризуется тем, что образованный двумя полукругами смещен по горизонтали на определенное расстояние, через которое проходит воздух, поэтому развивает небольшую мощность.

Гиромил

Он выделяется тем, что комплект прикрепленных вертикальных лопастей с двумя планками на вертикальной оси и предлагает диапазон энергоснабжения от 10 до 20 кВт.

Дарье

Сформирован двумя или тремя двояковыпуклыми лопастями, соединенными относительно вертикальной оси внизу и вверху, это позволяет использовать ветер в широком диапазоне скоростей. Недостаток в том, что они не включаются сами по себе и им нужен ротор Савониуса.

Как работает ветряная турбина с вертикальной осью?

В вертикальных ветряных турбинах лопасти вращаются с силой, которая движет ветром. Вертикальные ветряные турбины, в отличие от горизонтальных, всегда ориентированы по ветру. Независимо от того, в каком направлении они находятся, они могут работать, даже когда ветер дует с небольшой скоростью. Преимущество этих вертикальных ветряных турбин в том, что они меньше и легче, чем турбины с горизонтальным. Будучи меньше по размеру, они производят меньше энергии. Однако они способны обогревать дом, включать все внутреннее и внешнее освещение и заряжать аккумулятор электромобиля.

Горизонтально-осевые ветряные турбины

Те, у которых горизонтальная ось - Наиболее часто используемые и это те, которые мы можем найти на тех крупных ветряных электростанциях, где этот тип ветряных турбин может использоваться с мощностью более 1 МВт.

По сути, это ротационная машина. в котором движение создается кинетической энергией ветра, когда он воздействует на ротор, обычно имеющий три лопасти. Произведенное вращательное движение передается и умножается с помощью умножителя скорости на генератор, который отвечает за производство электроэнергии.

Все эти компоненты они стоят на гондоле Он размещен на опорной башне. Это обычные, которые можно найти в некоторых регионах нашей страны, которые рисуют другой горизонт и ландшафт, но предлагают чистую и дешевую энергию.

Каждая ветряная турбина имеет микропроцессор, отвечающий за управление и регулировать его параметры запуска, работы и останова. При этом вся эта информация и данные передаются в центр управления установкой. Каждая из этих ветряных турбин включает в себя в основании башни шкаф со всеми электрическими компонентами (автоматические выключатели, трансформаторы тока, устройства защиты от перенапряжения и т. Д.), Которые облегчают транспортировку генерируемой электроэнергии для подключения к сети или потребления. точки.

Энергия, получаемая от ветряной турбины зависит от силы ветра который проходит через ротор и прямо пропорционален плотности воздуха, площади, охватываемой его лопастями, и скорости ветра.

Работа ветряной турбины характеризуется кривой мощности который указывает диапазон скоростей ветра, в котором он может работать, и мощность, необходимую для каждого случая.

Какой тип ветряной турбины более эффективен?

Когда дело доходит до энергоэффективности, выигрывают горизонтальные ветряные турбины. И дело в том, что они способны достигать более высокой скорости вращения, поэтому им нужна коробка передач с более низким передаточным числом вращения. Кроме того, поскольку конструкция этих ветряных турбин должна быть достаточно высокой. в большей степени используется повышенная скорость ветра. В верхних слоях атмосферы скорость ветра выше, поскольку здесь нет никаких препятствий.

Каковы недостатки ветряных турбин VAWT?

К недостаткам этих типов ветряных турбин можно отнести следующее:

• Первоначальная стоимость установки довольно высока.
• Если вам необходимо в районе, где постоянно не слишком сильный ветер, скорее всего, нельзя добиться энергоэффективности.
• Из-за шума могут возникнуть проблемы с соседями.
• Турбины обычно работают только с мощностью около 30%.

Использование ветряных турбин и история

Электроэнергия ветра уже использовалась в ветряных роторах в изолированных домах. в сельской местности в середине XNUMX века.

Но действительно сделала ставку на эту технологию в 70-е годы Дания. Этот факт позволил этой стране быть один из ведущих производителей этого типа ветряных турбин, как в случае с Vestas и Siemens Wind Power.

Уже в 2013 году ветроэнергетика произведено в эквиваленте 33% от общего потребления электроэнергии, с 39% в 2014 году. В настоящее время цель Дании - достичь 50% к 2020 году, а к 2035 году - 84%.

Произошедшее в этой стране изменение было из-за высоких выбросов CO2 в конце 70-х годов, поэтому возобновляемая энергия стала основным выбором для этой страны. Это привело к снижению энергетической зависимости от других стран и снижению глобального загрязнения.

Исторической была установка в Дании первая ветряная турбина мощностью 2 МВт. Силовая установка имела трубчатую башню и три лопасти. Его построили учителя и ученики школы Твинд. И что любопытно в этой истории, так это то, что над этими «любителями» высмеивали в день, предшествующий инаугурации. Эта турбина до сих пор работает и имеет конструкцию, очень похожую на самые современные ветряные турбины.

Будущее ветряных турбин

По сей день технологические инновации продолжают появляться в улучшить приложения энергии ветра. В 2015 году самой крупной установленной турбиной была Vestas V164 для использования на побережье.

В 2014 году более 240.000 XNUMX ветряных турбин они работали в мире, производя 4% мировой электроэнергии. В 2014 году общая мощность превысила 336 ГВт, а лидерами по количеству установок были Китай, США, Германия, Испания и Италия.

И не только в этих странах растет количество ветряных турбин с вертикальной или горизонтальной осью, но и во многих других странах. они ищут способ быть более устойчивым Как и в случае с Эйфелевой башней во Франции, которая теперь вырабатывает собственную энергию за счет недавно установленных ветряных турбин и к которой будут добавлены светодиодные фонари, солнечные панели и система сбора дождевой воды для продвижения экологически чистой и дешевой энергии.

Нельзя забывать и о новых попытках в виде 157 ветряных турбин для 3 новых ветряных электростанций в Южной Африке это будет сделано одним из крупнейших производителей этого типа технологий, таким как Siemens. Они добавят к этим трем источникам мощность 3 мВт, и ожидается, что они будут установлены к началу 140 года для обеспечения электроэнергией близлежащего населения этой африканской страны.

Теме статьи:

Все, что вам нужно знать о ветряных турбинах

Технология плавающих ветряных турбин

Как мы могли видеть в история ветроэнергетики, оффшорная ветроэнергетика начал расширяться в 2009 году когда в Норвегии была установлена ​​плавучая ветряная турбина Hywind, стоимость которой составила около 62 миллионов долларов.

Япония после ядерной катастрофы на Фукусиме разработал установку 80 морские ветряки на ближайшем берегу к 2020 году.

Вихревые безвинтовые ветряные турбины

Испанская компания Deutecno имеет создал ветряк без движущихся частей который занял первое место в категории «Энергетика» на The South Summit 2014.

Эти безвинтовые ветряные турбины они будут отвечать за ликвидацию этих огромных ветряных турбин которые изменяют горизонт, где бы они ни были установлены. Его функциональность будет аналогичной, но с довольно значительной экономией средств, не считая того факта, что его обслуживание и установка дешевле.

Также должен быть снижение воздействия на окружающую среду Кроме того, он устраняет шум, который создают традиционные ветряные турбины.

Их технология работает таким образом, что использует деформацию, вызванную вибрацией который вызывается ветром при входе в резонанс в полужестком вертикальном цилиндре, закрепленном в земле.

Основная часть Vortex - цилиндр - была из пьезоэлектрических материалов и стекловолокно или углерод, а электрическая энергия генерируется при деформации этих материалов.

2016 будет годом в котором готов первый безлопастный ветряк.

Дерево Ветра

Довольно новаторский проект - Wind Tree, разрабатываемый NewWind. состоит из 72 искусственных листьев. Каждая из них представляет собой вертикальную турбину конической формы и имеет небольшую массу, которая может генерировать энергию при легком ветре 2 метра в секунду.

Это позволяет вам генерировать электроэнергию за 280 дней в год, а его общая выработка составляет 3.1 кВт при 72 работающих турбинах. Дерево Ветра высотой 11 метров и диаметром 8 метров близко к размеру настоящего дерева, поэтому прекрасно вписывается в это городское пространство.

Un довольно специфический проект и это ставит нас перед теми технологическими достижениями, которые стремятся стать более эффективными и иметь возможность обеспечивать достаточное количество энергии для коммунальной электросети или в качестве дополнительной энергии для здания.

Части ветряной турбины

Ветряные турбины в целом они могут измерять высоту до 200 метров и вес до 20 тонн веса. Его структура и компоненты сложны и изготовлены для оптимизации выработки электроэнергии от XNUMX до максимальной.

Между компонентами и части ветряной турбиныг у нас есть:

Основание

Основы ветряной турбины должны быть хорошо прикреплен к прочному основанию. Для этого горизонтальные ветряные турбины построены на подземном железобетонном фундаменте, который адаптируется к местности, на которой они расположены, и помогает выдерживать ветровые нагрузки.

Башня

Башня является частью ветряной турбины, которая выдерживает весь вес и удерживает лезвия от земли. Он построен из железобетона внизу и стали вверху. Обычно он полый, чтобы обеспечить доступ к гондоле. Башня отвечает за подъем ветряной турбины настолько, чтобы она могла использовать максимально возможные скорости ветра. К концу башни прикреплена вращающаяся гондола из стали или стекловолокна.

Лопасти и ротор

Сегодняшние турбины состоят из три лезвия, так как это обеспечивает большую плавность при повороте. Лезвия изготовлены из полиэфирного композитного материала, армированного стекловолокном или углеродным волокном. Эти составы придают лезвиям большее сопротивление. Лопасти могут иметь длину до 100 метров и соединены со ступицей ротора. Благодаря этой ступице лопасти могут изменять угол падения лопастей, чтобы использовать преимущество ветра.

Что касается роторов, в настоящее время горизонтальны и могут иметь стыки. Обычно он расположен с наветренной стороны башни. Это делается для того, чтобы уменьшить циклические нагрузки на лопасти, которые возникают, если они расположены с подветренной стороны от нее, поскольку, если лопасть размещается за кильватерным следом башни, скорость падения будет значительно изменена.

Гондола

Это кабинка, о которой можно сказать, что Это машинное отделение ветряной турбины.. Гондола вращается вокруг башни, чтобы турбина была обращена к ветру. Гондола содержит редуктор, главный вал, системы управления, генератор, тормоза и механизмы поворота.

Коробка передач

Коробка передач предназначена для отрегулируйте скорость поворота от главного вала к необходимому генератору.

Generador

В сегодняшних ветряных турбинах есть три типа турбин которые зависят только от поведения генератора, когда он находится в условиях чрезмерной скорости ветра и когда предпринимаются попытки избежать перегрузок.

Почти все турбины используют одну из этих 3 систем:

• Индукционный генератор с короткозамкнутым ротором
• Двухфазный индукционный генератор
• Синхронный генератор

Система разрыва

Система торможения это система безопасности У него есть диски, которые помогают в аварийных ситуациях или в ситуациях технического обслуживания останавливать мельницу и предотвращать повреждение конструкций.

система управления

Мельница полностью контролируется и автоматизируется системой управления. Эта система состоит из компьютеров, которые управляют информацией, поступающей от флюгера и анемометра, расположенного наверху гондолы. Таким образом, зная погодные условия, вы можете лучше ориентировать мельницу и лопасти, чтобы оптимизировать выработку электроэнергии при дующем ветре. Всю информацию, которую они получают о состоянии турбины, можно удаленно отправить на центральный сервер, и все будет под контролем. В случае, если скорость ветра или погодные условия могут повредить конструкцию ветряной турбины, с помощью системы управления вы можете быстро узнать ситуацию и активировать тормозную систему, избегая таким образом повреждений.

Благодаря всем этим частям ветряной турбины вы можете генерировать электрическую энергию из ветра возобновляемым и экологически чистым способом.