Vertical turbine ng hangin

Un patayong turbine ng hangin u pahalang ay tulad ng isang electric generator na gumagana pag-convert ng kinetic energy ng hangin sa mekanikal na enerhiya at sa pamamagitan ng isang turbine ng hangin sa elektrikal na enerhiya.

Mayroong dalawang pangunahing uri ng patayo at pahalang na axis turbine ng hangin. Ang mga may isang patayong axis ay tumayo para sa hindi nangangailangan ng mekanismo ng oryentasyon at kung ano ang maaaring maiayos sa lupa ang electric generator. Sa kabilang banda, ang mga may pahalang na axis ang pinaka ginagamit at pinapayagan ang pagtakip sa isang malawak na hanay ng mga nakahiwalay na application ng maliit na lakas hanggang sa mga pag-install sa malalaking mga bukid ng hangin.

Susubukan nating tuklasin ang dalawang pangunahing mga bagay, tulad ng nabanggit na patayo at pahalang na mga turbine ng hangin ng axis, at kung ano sila mga bagong panukala na subukang masulit ito sa hangin upang makabuo ng elektrikal na enerhiya. Kami ay nasa ilang taon kung saan sumusulong ang teknolohiya at nakakakita kami ng mga bagong panukala sa bawat oras tulad ng walang propeller na mga turbine ng proyekto ng Vortex o ang Wind Tree, isang uri ng mechanical tree na bumubuo ng enerhiya nang tahimik.

Ano ang isang patayong wind turbine?

Ang isang patayong axis ng turbine ng hangin ay mahalagang isang turbine ng hangin kung saan ang rotor shaft ay naka-install sa isang patayong posisyon at maaaring makabuo ng elektrisidad kahit na saang direksyon nagmumula ang hangin. Ang bentahe ng ganitong uri ng patayong wind turbine ay iyon maaaring makabuo ng kuryente kahit sa mga lugar na may kaunting hangin at mga lugar sa lunsod kung saan sa pangkalahatan ay ipinagbabawal ng mga regulasyon sa pagbuo ng pag-install ng mga pahalang na turbine ng hangin.

Tulad ng nabanggit, patayo o patayong axis wind turbines hindi na kailangan para sa mekanismo ng oryentasyon at kung ano ang maaaring maging electric generator ay matatagpuan matatagpuan sa lupa. Ang kanyang mas mababa ang produksyon ng enerhiya at mayroon itong ilang maliliit na handicap tulad ng kailangang ma-motor upang makapunta.

doon tatlong uri ng patayong mga turbine ng hangin tulad nina Savonius, Giromill at Darrrieus.

Tipong Savonius

Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging nabuo ng dalawang kalahating bilog namalagi nang pahalang sa isang tiyak na distansya, kung saan naglalakbay ang hangin, kaya't ito ay nagkakaroon ng kaunting lakas.

gyromil

Ito ay namumukod-tangi sa pagkakaroon ng isang hanay ng mga nakakabit na patayong blades na may dalawang bar sa patayong axis at nag-aalok ng saklaw ng supply ng enerhiya mula 10 hanggang 20 Kw.

darrieus

Nabuo ng dalawa o tatlong mga blangko ng biconvex na sumali sa patayong axis sa ilalim at itaas, pinapayagan na samantalahin ang hangin sa loob ng isang malawak na banda ng bilis. Ang sagabal ay hindi sila naka-on nang mag-isa at kailangan nila ng isang Savonius rotor.

Paano gumagana ang isang patayong axis wind turbine?

Sa patayong mga turbine ng hangin, ang mga talim ay umiikot sa lakas na nagtutulak ng hangin. Ang mga vertikal na turbine ng hangin, hindi katulad ng mga pahalang, ay laging nakahanay sa hangin. Hindi mahalaga kung alin ang direksyon ng pareho dahil maaari silang gumana kahit na mahinang bilis ng pagbuga ng hangin. Ang bentahe ng mga patayong wind turbines na iyon ang mga ito ay mas maliit at magaan kaysa sa mga turbine na may pahalang. Dahil mas maliit, nabubuo ang mas kaunting enerhiya. Gayunpaman, may kakayahang magpainit sila ng bahay, pagkakaroon ng lahat ng ilaw sa loob at labas ng ilaw at muling pag-recharging ng baterya ng isang de-kuryenteng kotse.

Pahalang na mga turbine ng hangin ng axis

Ang mga may isang pahalang na axis ay Ang pinaka ginagamit at sila ang mga mahahanap natin sa malalaking mga bukid ng hangin kung saan ang ganitong uri ng mga turbine ng hangin ay maaaring gamitin sa itaas ng 1 Mw ng lakas.

Karaniwan ito ay isang umiikot na makina kung saan ang kilusan ay ginawa ng lakas na lakas ng hangin kapag kumikilos ito sa isang rotor na karaniwang may tatlong talim. Ang kilusang paikot na ginawa ay nakukuha at pinarami ng paraan ng isang bilis ng multiplier sa isang generator na responsable sa paggawa ng elektrikal na enerhiya.

Ang lahat ng mga sangkap na ito tumayo sila sa isang gondola Ito ay inilalagay sa tuktok ng isang suporta tower. Ang mga ito ang maginoo na maaaring matagpuan sa ilang mga rehiyon ng ating bansa na gumuhit ng iba't ibang abot-tanaw at tanawin ngunit nag-aalok ng malinis at murang enerhiya.

Ang bawat turbine ng hangin ay mayroon isang microprocessor na responsable para sa pagkontrol at pangalagaan ang mga variable ng pagsisimula, pagpapatakbo at pag-shutdown. Dadalhin ang lahat ng impormasyong ito at data sa control center ng pag-install. Ang bawat isa sa mga turbine ng hangin na ito ay isinasama, sa base ng tower, isang gabinete na may lahat ng mga de-koryenteng sangkap (awtomatikong mga switch, kasalukuyang mga transformer, mga protektor ng overvoltage, atbp.) Na nagpapadali sa pagdala ng elektrikal na enerhiya na nabuo hanggang sa koneksyon ng network o pagkonsumo mga puntos

Ang enerhiya na nakuha mula sa isang turbine ng hangin nakasalalay sa lakas ng hangin na dumadaan sa rotor at direktang proporsyonal sa kakapalan ng hangin, ang lugar na tinangay ng mga talim nito at ang bilis ng hangin.

Ang pagpapatakbo ng isang turbine ng hangin ay nailalarawan sa pamamagitan ng kurba ng kuryente nito na nagpapahiwatig ng saklaw ng bilis ng hangin kung saan maaari itong mapatakbo at ang lakas na kinakailangan para sa bawat kaso.

Anong uri ng turbine ng hangin ang mas mahusay?

Sa mga tuntunin ng kahusayan ng enerhiya, ang pahalang na mga turbine ng hangin ang siyang nanalo sa laro. At ito ay ang kakayahang maabot ang isang mas mataas na bilis ng pag-ikot kaya kailangan nila ng isang gearbox na may mas mababang ratio ng multiplikasyon ng pag-ikot. Bilang karagdagan, dahil ang pagtatayo ng mga wind turbine na ito ay dapat gawin nang medyo mataas ang pagtaas sa bilis ng hangin ay ginagamit sa mas malawak na lawak. Sa itaas na mga layer ng himpapawid, ang bilis ng hangin ay mas mataas dahil wala itong anumang uri ng balakid.

Ano ang mga kawalan ng VAWT wind turbines?

Ang mga kawalan ng mga ganitong uri ng wind turbines ay kasama ang mga sumusunod:

• Ang paunang gastos ng pag-install ay medyo mataas.
• Kung kailangan mo sa isang lugar kung saan walang labis na hangin palagi, malamang na iyon hindi matanggal ang kahusayan ng enerhiya.
• Maaari kang magkaroon ng mga problema sa mga kapit-bahay dahil sa ingay.
• Ang mga turbine ay karaniwang gumana lamang sa isang kapasidad na humigit-kumulang na 30%.

Paggamit ng mga turbine ng hangin at kasaysayan

Ang paggamit ng elektrikal na enerhiya mula sa hangin ay nagamit na sa mga rotors ng hangin sa mga nakahiwalay na bahay na matatagpuan sa mga lugar sa kanayunan noong kalagitnaan ng ika-XNUMX siglo.

Ngunit ang talagang pumusta sa teknolohiyang ito noong dekada 70 ay ang Denmark. Ang katotohanang ito ay pinayagan ang bansang ito na maging isa sa mga nangungunang tagagawa ng ganitong uri ng turbine ng hangin tulad ng kaso sa Vestas at Siemens Wind Power.

Nasa 2013 na, lakas ng hangin ginawa ang katumbas ng 33% ng kabuuang pagkonsumo ng kuryente, na may 39% noong 2014. Ngayon ang layunin ng Denmark na maabot ang 50% sa pamamagitan ng 2020 at sa pamamagitan ng 2035 84%.

Ang pagbabago na ginawa ng bansang ito ay dahil sa mataas na emissions ng CO2 noong huling bahagi ng dekada 70, kaya't ang nababagong enerhiya ay naging pangunahing pagpipilian para sa bansang ito. Humantong ito sa pagbawas ng pagpapakandili ng enerhiya sa ibang mga bansa at pagbawas sa polusyon sa buong mundo.

Makasaysayan ang pag-install sa Denmark ng unang wind turbine na umabot sa 2 MW. Ang planta ng kuryente ay mayroong tubular tower at tatlong talim. Itinayo ito ng mga guro at mag-aaral mula sa paaralan ng Tvind. At ang nakakatawa sa kwentong ito ay ang mga "amateurs" na ito ay pinagtawanan sa kanilang araw bago ang pagpapasinaya. Hanggang ngayon gumagana pa rin ang turbine na iyon at may disenyo na katulad sa pinaka-modernong mga turbine ng hangin.

Ang hinaharap ng mga turbine ng hangin

Hanggang ngayon, patuloy na lumilitaw ang mga makabagong teknolohikal pagbutihin ang mga aplikasyon ng lakas ng hangin. Noong 2015, ang pinakamalaking naka-install na turbine ay ang Vestas V164 para magamit malapit sa baybayin.

Noong 2014, higit sa 240.000 mga turbine ng hangin ang mga ito ay pagpapatakbo sa mundo, na gumagawa ng 4% ng elektrisidad sa buong mundo. Noong 2014, ang kabuuang kapasidad ay naipasa ang 336 Gw kasama ang Tsina, Estados Unidos, Alemanya, Espanya at Italya bilang mga pinuno sa mga pag-install.

At hindi lamang ang mga bansang ito ang lumalaki sa kanilang populasyon ng patayo o pahalang na mga turbine ng axis ng hangin, ngunit marami pang iba naghanap sila ng paraan para mas maging sustainable Tulad ng kaso sa France sa Eiffel Tower, na ngayon ay bumubuo ng sarili nitong enerhiya salamat sa bagong naka-install na mga turbine ng hangin at kung saan ang mga ilaw ng LED, mga solar panel at isang sistema ng pangongolekta ng tubig-ulan ay idaragdag upang itaguyod ang malinis at murang enerhiya.

Hindi rin natin makakalimutan ang mga bagong pagtatangka sa anyo ng 157 mga turbine ng hangin para sa 3 bagong mga bukid sa hangin sa Timog Africa na magmumula sa kamay ng isa sa pinakamalaking tagagawa ng ganitong uri ng teknolohiya tulad ng Siemens. Magdaragdag sila sa pagitan ng 3 ng kapasidad na 140 mW at inaasahan na mai-install sila sa simula ng 2016 upang magbigay ng elektrisidad sa mga kalapit na populasyon ng bansang Africa.

Kaugnay na artikulo:

Lahat ng kailangan mong malaman tungkol sa mga turbine ng hangin

Ang teknolohiya ng lumulutang na mga turbine ng hangin

Tulad ng nakikita natin sa kasaysayan ng lakas ng hangin, hangin sa pampang nagsimulang lumawak noong 2009 nang ang Hywind floating wind turbine ay na-install sa Norway sa halagang halos 62 milyong dolyar.

Ang Japan, pagkatapos ng Fukushima nukleyar na sakuna, ay nagkaroon nilalang ang pag-install ng 80 mga turbine ng hangin ng dagat sa kalapit na baybayin sa pamamagitan ng 2020.

Vortex Propellerless Wind Turbines

Ang isang kumpanyang Espanyol na tinawag na Deutecno ay mayroon lumikha ng isang turbine ng hangin nang walang gumagalaw na mga bahagi na nanalo ng unang gantimpala sa kategorya ng Enerhiya sa The South Summit 2014.

Ang mga propellerless wind turbines na ito ay sila ang magiging singil ng pag-aalis ng mga malalaking turbine ng hangin na binabago ang abot-tanaw saan man sila naka-install. Ang pagpapaandar nito ay magkatulad ngunit may lubos na makabuluhang pagtipid sa gastos, bukod sa ang katunayan na ang pagpapanatili at pag-install nito ay mas mura.

Dapat meron din a pagbawas sa epekto sa kapaligiran bukod sa naalis nito ang ingay na nabuo ng tradisyonal na mga turbina ng hangin.

Ang kanilang teknolohiya ay gumagana sa isang paraan na gumagamit ng pagpapapangit sanhi ng panginginig ng boses na sanhi ng hangin kapag pumapasok sa resonance sa isang semi-matigas na patayong silindro at nakaangkla sa lupa.

Ang pangunahing bahagi ng Vortex, na siyang silindro, ay naging gawa sa mga materyal na piezoelectric at fiberglass o carbon, at elektrikal na enerhiya ay nabuo sa pamamagitan ng pagpapapangit ng mga materyal na ito.

2016 ang magiging taon kung saan ang unang bladeless windmill unit ay handa na.

Puno ng hangin

Ang isang medyo makabagong proyekto ay ang Wind Tree na binuo ng NewWind at iyon ay binubuo ng 72 artipisyal na dahon. Ang bawat isa sa kanila ay isang patayong turbine na may isang korteng hugis at may isang maliit na masa na maaaring makabuo ng lakas na may isang banayad na simoy ng 2 metro bawat segundo.

Pinapayagan ka nitong bumuo ng lakas sa loob ng 280 araw sa taon at ang kabuuang produksyon nito ay 3.1 kW na may 72 turbines na tumatakbo. 11 metro ang taas at 8 metro ang lapad, ang Wind Tree ay malapit sa laki ng isang totoong puno kaya't perpektong magkakasya sa urban space na iyon.

Un partikular na proyekto at inilalagay sa amin bago ang mga teknolohikal na pagsulong na naghahanap ng paraan upang maging mas mahusay at makapagbigay ng sapat na enerhiya sa public grid ng elektrisidad o bilang dagdag para sa isang gusali.

Mga bahagi ng isang turbine ng hangin

Wind turbines bilang isang buo masusukat nila hanggang sa 200 metro ang taas at 20 tonelada ng bigat Ang istraktura at mga bahagi nito ay kumplikado at ginawa upang ma-optimize ang pagbuo ng kuryente mula sa bilis ng XNUMX hanggang sa maximum.

Sa pagitan ng mga bahagi at mga bahagi ng isang turbine ng hanginmayroon kaming:

Base

Ang mga pangunahing kaalaman para sa isang turbine ng hangin ay dapat mahusay na nakakabit sa isang malakas na base. Para sa mga ito, ang mga pahalang na axis ng hangin turbine ay binuo na may isang underground reinforced kongkretong pundasyon na umaangkop sa lupain kung saan ito matatagpuan at tumutulong na makatiis ng pag-load ng hangin.

Ang tore

Ang tore ay ang bahagi ng turbine ng hangin na Sinusuportahan ang lahat ng bigat at ito ang pinipigilan ang mga talim sa lupa. Ito ay binuo ng reinforced concrete sa ilalim at bakal sa itaas. Karaniwan itong guwang upang payagan ang pag-access sa gondola. Ang tore ay nangangasiwa sa pagtaas ng sapat na turbine ng hangin upang masulit nito ang maximum na posibleng mga bilis ng hangin. Ang isang umiikot na bakal o fiberglass nacelle ay nakakabit sa dulo ng tower.

Mga talim at rotor

Ang mga turbine ngayon ay binubuo ng tatlong talim habang nagbibigay ito ng higit na kinis sa pagliko. Ang mga blades ay gawa sa isang polyester na pinaghalong materyal na may isang pampalakas ng salamin o carbon fibers. Ang mga compound na ito ay nagbibigay sa mga talim ng higit na paglaban. Ang mga talim ay maaaring hanggang sa 100 metro ang haba at konektado sa rotor hub. Salamat sa hub na ito, maaaring baguhin ng mga blades ang anggulo ng saklaw ng mga blades upang samantalahin ang hangin.

Tungkol sa mga rotors, sa kasalukuyan ay pahalang at maaaring may mga kasukasuan. Karaniwan, matatagpuan ito sa mahangin na bahagi ng tower. Ginagawa ito upang mabawasan ang mga pag-ikot ng paikot sa mga blades na lilitaw kung matatagpuan ito sa leeward nito, dahil kung ang isang talim ay inilalagay sa likod ng paggising ng tower, ang bilis ng insidente ay mababago nang malaki.

Ang gondola

Ito ay isang cubicle na masasabi mo iyan Ito ang silid ng makina ng turbine ng hangin. Ang nacelle ay umiikot sa paligid ng tower upang maiposisyon ang turbine na nakaharap sa hangin. Naglalaman ang nacelle ng gearbox, pangunahing shaft, control system, generator, preno, at mekanismo ng pag-on.

Gearbox

Ang pagpapaandar ng gearbox ay upang ayusin ang bilis ng pagliko mula sa pangunahing baras hanggang sa isang kailangan ng generator.

Tagabuo

Sa mga turbine ng hangin ngayon mayroong tatlong uri ng turbine na nag-iiba lamang sa pag-uugali ng generator kapag nasa mga kundisyon ng labis na bilis ng hangin at mga pagtatangka upang maiwasan ang mga labis na karga.

Halos lahat ng mga turbina ay gumagamit ng isa sa 3 mga sistemang ito:

• Tagabuo ng Induction ng Ardilya
• Biphasic induction generator
• Kasabay na generator

Break system

Sistema ng pagpepreno ito ay isang sistema ng seguridad Mayroon itong mga disc na makakatulong sa mga sitwasyong pang-emergency o pagpapanatili na titigil ang galingan at maiwasang masira ang mga istraktura.

Kontrol ng system

Buong buo ang windmill kontrolado at awtomatiko ng control system. Ang sistemang ito ay binubuo ng mga computer na namamahala ng impormasyong ibinigay ng wind vane at ng anemometer na nakalagay sa tuktok ng nacelle. Sa ganitong paraan, pag-alam sa mga kundisyon ng panahon, maaari mong mas mahusay na i-orient ang mill at blades upang ma-optimize ang pagbuo ng kuryente gamit ang paghihip ng hangin. Ang lahat ng impormasyong natatanggap nila tungkol sa katayuan ng turbine ay maaaring maipadala nang malayuan sa isang gitnang server at kontrolado ang lahat. Kung sakaling ang bilis ng hangin o kundisyon ng panahon ay maaaring makapinsala sa istraktura ng turbine ng hangin, sa control system maaari mong mabilis na malaman ang sitwasyon at buhayin ang braking system, sa gayon maiiwasan ang pinsala.

Salamat sa lahat ng mga bahaging ito ng wind turbine na maaari mo bumuo ng elektrikal na enerhiya mula sa hangin sa isang nababagong at hindi maruming paraan para sa kapaligiran.