กังหันลมแนวตั้ง

Un กังหันลมแนวตั้ง u แนวนอนเป็นเหมือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำงาน การแปลงพลังงานจลน์ของลม ในพลังงานกลและผ่านกังหันลมในพลังงานไฟฟ้า

มีสองประเภทหลัก ๆ กังหันลมแนวตั้งและแนวนอน. ผู้ที่มีแกนแนวตั้งโดดเด่นเนื่องจากไม่ต้องการกลไกการวางแนวและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคืออะไรสามารถจัดวางบนพื้นดินได้ ในทางกลับกันผู้ที่มีแกนนอนจะถูกใช้มากที่สุดและอนุญาตให้ครอบคลุมการใช้งานที่แยกได้หลากหลายของพลังงานขนาดเล็กจนถึงการติดตั้งในฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่

เราจะมาเจาะลึกสองตัวหลัก ๆ เช่นกังหันลมแนวตั้งและแนวนอนข้างต้นและจะเป็นอย่างไร ข้อเสนอใหม่ที่พยายามใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ไปที่ลมเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า เราอยู่ในช่วงเวลาไม่กี่ปีที่เทคโนโลยีก้าวหน้าและได้เห็นข้อเสนอใหม่ ๆ ทุกครั้งเช่นกังหันลมไร้ใบพัดของโครงการ Vortex หรือ Wind Tree ซึ่งเป็นต้นไม้จักรกลชนิดหนึ่งที่สร้างพลังงานอย่างเงียบ ๆ

กังหันลมแนวตั้งคืออะไร?

กังหันลมแกนตั้งโดยพื้นฐานแล้วเป็นกังหันลมที่มีการติดตั้งเพลาโรเตอร์ในตำแหน่งแนวตั้งและสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ไม่ว่าลมจะมาจากทิศทางใด ข้อดีของกังหันลมแนวตั้งประเภทนี้คือ สามารถผลิตไฟฟ้าได้แม้ในที่ที่มีลมน้อย และพื้นที่เขตเมืองซึ่งโดยทั่วไปแล้วห้ามมิให้ติดตั้งกังหันลมแนวนอน

ดังกล่าวแล้วกังหันลมแกนแนวตั้งหรือแนวตั้ง ไม่จำเป็นต้องมีกลไกการวางแนว และสิ่งที่จะเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถพบได้บนพื้นดิน ของเขา การผลิตพลังงานต่ำลง และมีแต้มต่อเล็ก ๆ น้อย ๆ เช่นจำเป็นต้องใช้เครื่องยนต์เพื่อไปต่อ

ที่นั่น กังหันลมแนวตั้งสามประเภท เช่นเดียวกับ Savonius, Giromill และ Darrrieus

ประเภท Savonius

ซึ่งมีลักษณะเด่นคือ เกิดจากรูปครึ่งวงกลมสองวง เคลื่อนตัวในแนวนอนในระยะทางหนึ่งซึ่งอากาศเคลื่อนที่ได้ดังนั้นจึงมีการพัฒนาพลังงานเพียงเล็กน้อย

จิโรมิล

โดดเด่นในเรื่องการมีไฟล์ ชุดใบมีดแนวตั้งที่แนบมา มีแท่งสองแท่งบนแกนแนวตั้งและมีช่วงการจ่ายพลังงานตั้งแต่ 10 ถึง 20 Kw.

ดาร์เรียส

เกิดขึ้น โดยสองหรือสามใบมีด biconvex เข้าร่วม ไปยังแกนแนวตั้งที่ด้านล่างและด้านบนจะช่วยให้สามารถใช้ประโยชน์จากลมภายในแถบความเร็วกว้าง ข้อเสียเปรียบคือพวกเขาไม่ได้เปิดด้วยตัวเองและพวกเขาต้องการโรเตอร์ Savonius

กังหันลมแกนตั้งทำงานอย่างไร

ในกังหันลมแนวตั้ง ใบพัดจะหมุนตามแรงที่ขับเคลื่อนลม กังหันลมแนวตั้งไม่เหมือนกับกังหันลมในแนวราบ มักจะอยู่ในแนวเดียวกับลม ไม่ว่าทิศทางไหนจะเหมือนกันเพราะสามารถทำงานได้แม้ลมจะพัดด้วยความเร็วต่ำ ข้อดีของกังหันลมแนวตั้งคือ is มีขนาดเล็กและเบากว่ากังหันที่มีแนวนอน. เมื่อมีขนาดเล็กลงก็สร้างพลังงานน้อยลง อย่างไรก็ตาม พวกเขาสามารถให้ความร้อนแก่บ้าน โดยเปิดไฟภายในและภายนอกทั้งหมด และชาร์จแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า

กังหันลมแนวนอน

ผู้ที่มีแกนนอนคือ ใช้มากที่สุด และเป็นสิ่งที่เราสามารถพบได้ในฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่ที่กังหันลมประเภทนี้สามารถใช้พลังงานได้มากกว่า 1 Mw

มันเป็นเครื่องหมุน ซึ่งการเคลื่อนที่เกิดจากพลังงานจลน์ของลมเมื่อมันกระทำกับโรเตอร์ที่ปกติจะมีใบพัดสามใบ การเคลื่อนที่แบบหมุนที่เกิดขึ้นจะถูกส่งและคูณด้วยตัวคูณความเร็วไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่รับผิดชอบในการผลิตพลังงานไฟฟ้า

ส่วนประกอบทั้งหมดนี้ พวกเขายืนอยู่บนเรือกอนโดลา วางอยู่ด้านบนของหอคอยรองรับ เป็นแบบธรรมดาที่สามารถพบได้ในบางภูมิภาคของประเทศของเราซึ่งมีขอบฟ้าและภูมิทัศน์ที่แตกต่างกัน แต่ให้พลังงานที่สะอาดและราคาถูก

กังหันลมแต่ละตัวมี ไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีหน้าที่ควบคุม และควบคุมตัวแปรการเริ่มต้นการทำงานและการปิดระบบ ซึ่งจะนำข้อมูลและข้อมูลทั้งหมดนี้ไปที่ศูนย์ควบคุมของการติดตั้ง กังหันลมแต่ละตัวเหล่านี้ประกอบด้วยที่ฐานของหอคอยตู้ที่มีส่วนประกอบไฟฟ้าทั้งหมด (สวิตช์อัตโนมัติหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าตัวป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน ฯลฯ ) ที่อำนวยความสะดวกในการขนส่งพลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจนกว่าจะมีการเชื่อมต่อเครือข่ายหรือการบริโภค คะแนน

พลังงานที่ได้จากกังหันลม ขึ้นอยู่กับพลังของลม ที่ไหลผ่านโรเตอร์และเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความหนาแน่นของอากาศพื้นที่ที่พัดผ่านใบพัดและความเร็วของลม

การทำงานของกังหันลม มีลักษณะเป็นเส้นโค้งกำลัง ที่ระบุช่วงความเร็วลมที่สามารถใช้งานได้และกำลังไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับแต่ละกรณี

กังหันลมชนิดใดมีประสิทธิภาพมากกว่ากัน?

ในแง่ของประสิทธิภาพการใช้พลังงาน กังหันลมแนวนอนเป็นกังหันลมที่ชนะเกม และด้วยความเร็วรอบการหมุนที่สูงขึ้น จึงจำเป็นต้องใช้กระปุกเกียร์ที่มีอัตราส่วนการคูณการหมุนที่ต่ำกว่า นอกจากนี้เนื่องจากการก่อสร้างกังหันลมเหล่านี้จะต้องทำค่อนข้างสูง ความเร็วลมที่เพิ่มขึ้นถูกนำมาใช้ในระดับที่มากขึ้น ในชั้นบรรยากาศชั้นบน ความเร็วลมจะสูงขึ้นเนื่องจากไม่มีสิ่งกีดขวางใดๆ

ข้อเสียของกังหันลม VAWT คืออะไร?

ข้อเสียของกังหันลมประเภทนี้ ได้แก่ :

• ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งเริ่มต้นค่อนข้างสูง
• ถ้าต้องอยู่ในบริเวณที่ลมไม่แรงมากต่อเนื่องก็มีโอกาสครับ ไม่สามารถลบประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้.
• คุณสามารถมีปัญหากับเพื่อนบ้านเนื่องจากเสียงรบกวน
• โดยปกติกังหันจะทำงานที่ความจุประมาณ 30% เท่านั้น

การใช้กังหันลมและประวัติศาสตร์

การใช้พลังงานไฟฟ้าจากลมได้ถูกนำมาใช้กับใบพัดลมในบ้านที่ตั้งอยู่โดดเดี่ยวแล้ว ในพื้นที่ชนบทกลางศตวรรษที่ XNUMX.

แต่สิ่งที่เดิมพันกับเทคโนโลยีนี้ในยุค 70 คือเดนมาร์ก ความจริงนี้อนุญาตให้ประเทศนี้เป็น หนึ่งในผู้ผลิตชั้นนำ กังหันลมประเภทนี้เช่นเดียวกับ Vestas และ Siemens Wind Power

แล้วในปี 2013 พลังงานลม ผลิตเทียบเท่า 33% ของการใช้ไฟฟ้าทั้งหมด 39% ในปี 2014 ขณะนี้เป้าหมายของเดนมาร์กคือถึง 50% ภายในปี 2020 และในปี 2035 84%

การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในประเทศนี้คือ เนื่องจากการปล่อย CO2 สูง ในช่วงปลายทศวรรษที่ 70 พลังงานหมุนเวียนจึงกลายเป็นทางเลือกหลักของประเทศนี้ สิ่งนี้นำไปสู่การลดการพึ่งพาพลังงานของประเทศอื่น ๆ และการลดมลพิษของโลก

ประวัติศาสตร์คือการติดตั้งในเดนมาร์กของ กังหันลมตัวแรกที่สูงถึง 2 Mw. โรงไฟฟ้ามีหอคอยท่อและใบพัดสามใบ สร้างขึ้นโดยครูและนักเรียนจากโรงเรียน Tvind และสิ่งที่น่าตลกเกี่ยวกับเรื่องนี้ก็คือ "มือสมัครเล่น" เหล่านั้นถูกเยาะเย้ยในวันก่อนการเข้ารับตำแหน่ง จนถึงทุกวันนี้กังหันยังคงใช้งานได้และมีการออกแบบคล้ายกับกังหันลมที่ทันสมัยที่สุด

อนาคตของกังหันลม

จนถึงทุกวันนี้นวัตกรรมทางเทคโนโลยียังคงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ปรับปรุงแอปพลิเคชัน ของพลังงานลม ในปี 2015 กังหันที่ติดตั้งที่ใหญ่ที่สุดคือ Vestas V164 สำหรับใช้ใกล้ชายฝั่ง

ในปี 2014 มากกว่า กังหันลม 240.000 ตัว มีการดำเนินงานในโลกโดยผลิตไฟฟ้าได้ 4% ของโลก ในปี 2014 กำลังการผลิตรวมทะลุ 336 Gw โดยมีจีนสหรัฐอเมริกาเยอรมนีสเปนและอิตาลีเป็นผู้นำในการติดตั้ง

และไม่เพียง แต่ประเทศเหล่านี้เท่านั้นที่เพิ่มจำนวนประชากรของกังหันลมในแนวตั้งหรือแนวนอน แต่ยังมีอีกหลายประเทศที่ พวกเขามองหาหนทางที่จะยั่งยืนมากขึ้น เช่นเดียวกับในฝรั่งเศสที่มีหอไอเฟลซึ่งตอนนี้สร้างพลังงานได้เองเนื่องจากกังหันลมที่เพิ่งติดตั้งใหม่และจะมีการเพิ่มไฟ LED แผงโซลาร์เซลล์และระบบรวบรวมน้ำฝนเพื่อส่งเสริมพลังงานที่สะอาดและราคาถูก

เราไม่สามารถลืมเกี่ยวกับความพยายามใหม่ ๆ ในรูปแบบของ กังหันลม 157 แห่งสำหรับฟาร์มกังหันลมใหม่ 3 แห่ง ในแอฟริกาใต้ซึ่งจะมาจากมือของหนึ่งในผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดของเทคโนโลยีประเภทนี้เช่นซีเมนส์ พวกเขาจะเพิ่มระหว่าง 3 ความจุ 140 mW และคาดว่าจะติดตั้งได้ภายในต้นปี 2016 เพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับประชากรใกล้เคียงของประเทศในแอฟริกานี้

บทความที่เกี่ยวข้อง:

ทุกสิ่งที่คุณต้องการรู้เกี่ยวกับกังหันลม

เทคโนโลยีกังหันลมลอยน้ำ

อย่างที่เราเห็นในไฟล์ ประวัติพลังงานลมพลังงานลมนอกชายฝั่ง เริ่มขยายตัวในปี 2009 เมื่อกังหันลมลอยน้ำ Hywind ถูกติดตั้งในนอร์เวย์ด้วยราคาเกือบ 62 ล้านดอลลาร์

ญี่ปุ่นหลังจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะได้ วางแผนการติดตั้ง 80 กังหันลมทางทะเลบนชายฝั่งใกล้เคียงภายในปี 2020

กังหันลมไร้ใบพัด Vortex

บริษัท สัญชาติสเปนชื่อ Deutecno มี สร้างกังหันลมโดยไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ซึ่งได้รับรางวัลชนะเลิศประเภทพลังงานในงาน The South Summit 2014

กังหันลมไร้ใบพัดเหล่านี้คือ พวกเขาจะทำหน้าที่กำจัดกังหันลมขนาดใหญ่เหล่านั้น ที่ปรับเปลี่ยนขอบฟ้าทุกที่ที่ติดตั้ง ฟังก์ชันการทำงานจะคล้ายกัน แต่ประหยัดค่าใช้จ่ายได้ค่อนข้างมากนอกเหนือจากการบำรุงรักษาและการติดตั้งที่ถูกกว่า

นอกจากนี้ยังต้องมีไฟล์ การลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม นอกเหนือจากนั้นจะช่วยขจัดเสียงรบกวนที่กังหันลมแบบเดิมสร้างขึ้น

เทคโนโลยีของพวกเขาทำงานในลักษณะที่ ใช้การเสียรูปที่เกิดจากการสั่นสะเทือน ซึ่งเกิดจากลมเมื่อเข้าสู่การสั่นพ้องในทรงกระบอกแนวตั้งกึ่งแข็งและทอดสมออยู่ในพื้นดิน

ส่วนหลักของ Vortex ซึ่งเป็นกระบอกสูบได้รับการ ทำจากวัสดุเพียโซอิเล็กทริก และไฟเบอร์กลาสหรือคาร์บอนและพลังงานไฟฟ้าเกิดจากการเปลี่ยนรูปของวัสดุเหล่านี้

ปี 2016 จะเป็นปี ซึ่งเครื่องกังหันลมไร้ใบพัดเครื่องแรกพร้อมแล้ว

ต้นไม้ลม

โครงการที่เป็นนวัตกรรมใหม่คือ Wind Tree ที่กำลังพัฒนาโดย NewWind และนั่นคือ ประกอบด้วยใบไม้ประดิษฐ์ 72 ใบ. แต่ละตัวเป็นกังหันแนวตั้งที่มีรูปทรงกรวยและมีมวลขนาดเล็กที่สามารถสร้างพลังงานด้วยสายลมเบา ๆ 2 เมตรต่อวินาที

สิ่งนี้ช่วยให้คุณ สร้างพลังได้ 280 วัน ในปีและการผลิตรวมคือ 3.1 กิโลวัตต์โดยมีกังหัน 72 ตัว Wind Tree สูง 11 เมตรและเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 เมตรมีขนาดใกล้เคียงกับขนาดของต้นไม้จริงดังนั้นจึงสามารถเข้ากับพื้นที่ในเมืองได้อย่างสมบูรณ์แบบ

Un โครงการที่ค่อนข้างเฉพาะ และนั่นทำให้เราอยู่ก่อนความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่แสวงหาหนทางที่จะมีประสิทธิภาพมากขึ้นและสามารถจัดหาพลังงานให้เพียงพอกับโครงข่ายไฟฟ้าสาธารณะหรือเป็นส่วนเสริมสำหรับอาคาร

ชิ้นส่วนของกังหันลม

กังหันลมโดยรวม สามารถวัดความสูงได้ถึง 200 เมตรและ 20 ตัน ของน้ำหนัก โครงสร้างและส่วนประกอบมีความซับซ้อนและผลิตขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าตั้งแต่ความเร็ว XNUMX ถึงสูงสุด

ระหว่างส่วนประกอบและ ส่วนของกังหันลมเรามี:

ฐาน

พื้นฐานสำหรับกังหันลมคือ ยึดติดกับฐานที่แข็งแรง. สำหรับสิ่งนี้กังหันลมแกนนอนถูกสร้างขึ้นด้วยฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็กใต้ดินที่ปรับให้เข้ากับภูมิประเทศที่ตั้งอยู่และช่วยให้ทนต่อแรงลมได้

หอคอย

หอคอยเป็นส่วนของกังหันลมนั่นเอง รองรับน้ำหนักทั้งหมดและเป็นสิ่งที่ช่วยให้ใบมีดลอยจากพื้น. สร้างด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กที่ด้านล่างและเหล็กที่ด้านบน โดยปกติจะเป็นโพรงเพื่อให้สามารถเข้าถึงเรือกอนโดลาได้ หอคอยมีหน้าที่ในการเพิ่มกังหันลมให้เพียงพอเพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์จากความเร็วลมสูงสุดที่เป็นไปได้ เหล็กหรือไฟเบอร์กลาสหมุน nacelle ติดอยู่ที่ส่วนท้ายของหอคอย

ใบมีดและใบพัด

กังหันในปัจจุบันประกอบด้วย ใบมีดสามใบให้ความนุ่มนวลมากขึ้นในการเลี้ยว. ใบมีดทำจากวัสดุคอมโพสิตโพลีเอสเตอร์เสริมใยแก้วหรือคาร์บอน สารประกอบเหล่านี้ทำให้ใบมีดมีความต้านทานมากขึ้น ใบพัดมีความยาวได้ถึง 100 เมตรและเชื่อมต่อกับดุมโรเตอร์ ด้วยดุมนี้ทำให้ใบพัดสามารถเปลี่ยนมุมตกกระทบของใบพัดเพื่อใช้ประโยชน์จากลม

เกี่ยวกับใบพัดในปัจจุบัน อยู่ในแนวนอนและอาจมีรอยต่อ. โดยปกติจะตั้งอยู่ทางด้านลมของหอคอย สิ่งนี้ทำเพื่อลดภาระที่เป็นวัฏจักรบนใบมีดที่ปรากฏขึ้นหากตั้งอยู่ห่างจากใบพัดเนื่องจากหากวางใบมีดไว้ด้านหลังหอคอยความเร็วในการตกกระทบจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก

เรือแจว

เป็นกุฏิที่คุณสามารถพูดได้ว่า มันคือห้องเครื่องของกังหันลม. Nacelle หมุนรอบหอคอยเพื่อจัดตำแหน่งกังหันหันหน้าไปทางลม nacelle ประกอบด้วยกระปุกเกียร์เพลาหลักระบบควบคุมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเบรกและกลไกการเลี้ยว

กระปุกเกียร์

หน้าที่ของกระปุกเกียร์คือการ ปรับความเร็วในการเลี้ยว จากเพลาหลักไปยังเพลาที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องการ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ในปัจจุบันกังหันลม กังหันมีสามประเภท ที่แตกต่างกันไปตามลักษณะการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเมื่ออยู่ในสภาวะที่มีความเร็วลมมากเกินไปและพยายามหลีกเลี่ยงการใช้งานเกิน

กังหันเกือบทั้งหมดใช้ระบบใดระบบหนึ่งใน 3 ระบบต่อไปนี้:

• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำกรงกระรอก
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำแบบสองเฟส
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส

ทำลายระบบ

ระบบเบรก มันคือระบบรักษาความปลอดภัย มีแผ่นดิสก์ที่ช่วยในสถานการณ์ฉุกเฉินหรือการบำรุงรักษาหยุดโรงสีและป้องกันความเสียหายต่อโครงสร้าง

ระบบควบคุม

กังหันลมได้อย่างเต็มที่ ควบคุมและอัตโนมัติโดยระบบควบคุม. ระบบนี้ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ที่จัดการข้อมูลที่ได้รับจากกังหันลมและเครื่องวัดความเร็วลมที่วางอยู่ด้านบนของ nacelle ด้วยวิธีนี้เมื่อทราบถึงสภาพอากาศคุณจึงสามารถปรับทิศทางของโรงสีและใบมีดได้ดีขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าด้วยลมที่พัด ข้อมูลทั้งหมดที่ได้รับเกี่ยวกับสถานะของกังหันสามารถส่งจากระยะไกลไปยังเซิร์ฟเวอร์ส่วนกลางและควบคุมทุกอย่างได้ ในกรณีที่ความเร็วลมหรือสภาพอากาศสามารถทำลายโครงสร้างของกังหันลมได้ด้วยระบบควบคุมคุณสามารถทราบสถานการณ์และเปิดใช้งานระบบเบรกได้อย่างรวดเร็วจึงหลีกเลี่ยงความเสียหายได้

ขอบคุณทุกส่วนของกังหันลมที่คุณสามารถทำได้ สร้างพลังงานไฟฟ้าจากลม ด้วยวิธีการหมุนเวียนและไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม