Hur fungerar en vindkraftverk eller väderkvarn?

Men när vinden blir el? Strömens direkta föregångare vindturbiner är de gamla kvarnar, som även idag fortfarande används för olika uppgifter som att extrahera vatten eller slipa spannmål. A väderkvarn Det är en maskin som har knivar eller knivar fästa vid en gemensam axel, som börjar rotera när vinden blåser.

Denna roterande axel är kopplad till olika typer av maskiner, till exempel maskiner för slipning av spannmål, pumpning av vatten eller generera elektricitet.

Att få el, knivarnas rörelse driver en elektrisk generator (en generator eller en dynamo) som omvandlar mekanisk energi av rotation i elkraft. El kan lagras i batterier eller skickas direkt till elnätet. Operationen är ganska enkel, det som blir komplicerat är utredning och konstruktion av vindturbiner allt effektivare.

Typer av vindkraftverk

En väderkvarn kan vara av horisontell axel, som är de vanligaste idag, eller det finns också vertikal axel.

Från Wikipedia är definitionen av vertikala vindkraftverk eller horisontellt som en elektrisk generator igång omvandlar vindens kinetiska energi i mekanisk energi och genom en vindkraftverk i elektrisk energi.

De med en vertikal axel sticker ut för att de inte behöver orienteringsmekanismen och vad som är den elektriska generatorn kan ordnas på marken. Å andra sidan, de med en horisontell axel, gör det möjligt att täcka ett brett utbud från isolerade tillämpningar av liten kraft till installationer i stora vindkraftsparker.

Vertikala vindkraftverk

Som nämnts, vindkraftverk med vertikal eller vertikal axel behöver inte en orienteringsmekanism, och vad skulle vara den elektriska generatorn finns på marken.

Su energiproduktionen är lägre och det har några små handikapp som det behöver motoriseras för att komma igång.

Det tre typer av vertikala vindkraftverk liksom Savonius, Giromill och Darrrieus.

nackdelar

Ett av de vanligaste problemen vindturbiner är dess enorma storlek, förutom de vibrationer och buller som de orsakar. Av denna anledning finns de vanligtvis i områden långt ifrån hem. Men företag och forskare runt om i världen fortsätter att arbeta för bygga mindre turbiner (Du kan läsa en artikel som tidigare gjorts om mini vindkraft), o tyst som kan lokaliseras i stadsområden.

Men ett av de problem som mest oroar sig för generationen av vindkraft Det är variationen i källan, det vill säga vinden. De turbiner i allmänhet är de beredda att fungera optimalt när vinden blåser inom en viss hastighetsområde. Å ena sidan krävs en viss minimihastighet för att flytta knivarna, å andra sidan finns det också en maximal gräns.

Till exempel är det vanligaste att dessa gränser är med Vindhastigheter mellan 3 och 24 meter per sekund. Det minsta kallas anslutningshastigheten, det vill säga det lägsta för att generera lite elektricitet, och det högsta kallas skärhastigheten, det vill säga när det redan är kontraproduktivt, eftersom det kan bryta mekanismen.

Un väderkvarn kan vara ensam eller i Vindkraftverk, på land som bildar vindkraftparker på land, vid havets kust eller de kan till och med installeras på vattnet på ett visst avstånd från kusten i det som kallas havs- eller havsbaserad vindkraftspark.

Konstitution av en vindkraftverk eller vindkraftverk

Det finns tusentals vindkraftsparker fulla av modeller TEEH (vindkraftverk med horisontell axel). Dessa maskiner består av följande segment.

Torn och fundament: Tornfundamenten kan vara plana eller djupa, vilket i båda fallen garanterar vindkraftens stabilitet, fästningen av nacellen och motorbladen. Fundamentet måste också absorbera de drag som orsakas av vindens variation och kraft.

Tornen kan vara av olika slag beroende på deras egenskaper:

• Rör av stål: De flesta vindkraftverk är byggda med rörformiga ståltorn.
• Betongtorn: De är byggda på samma plats, så att den nödvändiga höjden kan beräknas.
• Prefabricerade betongtorn: De är sammansatta av färdiga bitar och deras segment placeras på samma plats.
• Gitterstrukturer: De tillverkas med stålprofiler.
• Hybrider: De kan ha egenskaper och material av olika typer av torn.
• Spända masttorn med vindar: De kännetecknas av att de är vindkraftverk med mindre dimensioner.

Rotor: Rotorn är "hjärtat" för varje väderkvarn, eftersom den stöder turbinbladen och förflyttar dem mekaniskt och roterande för att förvandla vindens dragkraft till energi.

nacelle: Det är vindkraftverkets mest synliga huvud, hjälmen som döljer och underhåller alla turbinmaskiner. Gondolen går med i tornet med lager för att kunna följa vindens riktning.

MultiplikatorboxFörutom att kunna motstå vindens variationer har växellådan uppgiften att koppla ihop rotorns låga rotationshastigheter och generatorns höga hastigheter. Som hans eget ord säger; lyckas multiplicera 18-50 varv per minut som genereras av rotorns naturliga rörelse i cirka 1.750 XNUMX varv / min när den lämnar generatorn.

generator: Den ansvarar för att omvandla mekanisk energi till elektrisk energi. För högeffektiva turbiner används dubbelmatade asynkrona generatorer, även om konventionella synkrona och asynkrona generatorer också är rikliga.

FRENOS: Mekaniska bromsar används i drivlinan, vilket är nödvändigt i dem med hög friktionskoefficient i statisk och stor motståndskraft mot kompression.

Elektrisk utrustning för en vindkraftverk eller väderkvarn

Dagens vindkraftverk består inte bara av blad och en generator som ger billig energi till hemmen. Vindkraftverk måste också ha en individuellt strömförsörjningssystem och många sensorer. De senare lyckas övervaka och mäta temperaturen, vindriktningen, dess hastighet och andra parametrar som kan förekomma i gondolen eller i omgivningen.

Fördelar med snabba vindkraftverk jämfört med långsamma

Den största fördelen med de så kallade "långsamma vindkraftverken" är att de har fler blad att forsar och deras material vanligtvis är billigare. Men vad är dina problem? Trots deras stora diametrar (från 40 till 90 m höga) och med rotorer vars huvuden når 100 m, vindkraftverk snabbare är lättare än de långsamma.

Detta uppnås tack vare kraftgeneratorer (0,5 till 3 MW) som utnyttjar vindens höjd-effektförhållande ännu mer.

Att vara lättare, knivarna rör sig snabbare, så storleken och multiplikatorbox kostnad som driver den elektriska generatorn är nedsatt.

Genom att ha färre blad kan dessa lättare justeras för att anpassa sin kraft efter vindens egenskaper. Snabba vindkraftverk är mer motståndskraftiga mot spänningar orsakade av vindbyar. Den axiella dragkraften på grund av vindens verkan på den stationära rotorn är mindre i snabba vindkraftverk än när den svänger; motsatsen händer i långsamma vindkraftverk.

Världens kraftfullaste väderkvarn

Vestas har presenterat uppdateringen av världens största vindkraftverk. Jag har inga adjektiv som beskriver hur stor denna turbin är. V164, en 220 meter väderkvarn med 38 ton, 80 meter långa blad, har just fokuserat all uppmärksamhet hos dem som är intresserade av förnybara energikällor i Danmark.

Den tidigare turbinen kunde leverera en effekt på 8 MW, och tack vare uppdateringarna kan den nu nå 9 MW produktion under specifika förhållanden. I sitt första test var V164 kapacitet att generera 216.000 24 kWh på bara XNUMX timmar.

Det är inte bara det absoluta rekordet för vindkraftproduktion med en enda väderkvarn, men det är den tydligaste demonstrationen som havsvindar kommer att ha en nyckelroll i den energiövergång som redan pågår.

Tillräckligt för att driva ett hem i 66 år

Enligt Torben Hvid larsen, Vestas CTO:

"Vår prototyp har satt ytterligare en generationsrekord, med 216.000 24 kWh producerad under en 9-timmarsperiod. Vi är övertygade om att denna XNUMX MW vindkraftverk har visat sig vara marknadsklar och vi tror att den kommer att spela en nyckelroll för att sänka priserna på vindkraft till havs. "

Vanligtvis är det lite svårt och abstrakt att prata om kilowatt. Men enligt officiella organ, den genomsnittliga elförbrukningen för ett spanskt hem är 3.250 XNUMX kWh per år. En kvantitet som är något högre än den genomsnittliga årliga förbrukningen av stadsbostäder i de största städerna i Sydamerika. Med hänsyn till detta kan den under en produktionsdag leverera el till ett genomsnittligt hus i över 66 år.

Större än Torres Kio i Madrid och liknande Torre borgmästare i Mexiko är deras omkrets större än metallhjulet i London Eye i London. Denna turbin det är evolution av V164-8.0 MW, en vindkraftverk som slog redan rekord 2014 och det kan driva 16.000 XNUMX brittiska hushåll.