Ang enerhiya ng hangin ay isa sa pinakamahalaga sa mundo ng nababagong enerhiya. Samakatuwid, dapat nating malaman kung ano ang pagpapatakbo nito. Ang turbine ng hangin Ito ay isa sa mga pangunahing elemento ng ganitong uri ng enerhiya. Mayroon itong medyo kumpletong operasyon at mayroong iba't ibang mga uri ng turbine depende sa wind farm kung nasaan tayo.
Sa artikulong ito sasabihin namin sa iyo ang lahat ng kailangan mong malaman tungkol sa turbine ng hangin, mga katangian nito at kung paano ito gumagana.
Ano ang isang turbine ng hangin
Ang isang turbine ng hangin ay isang aparatong mekanikal na nagpapalit ng enerhiya ng hangin sa lakas na elektrikal. Ang mga turbine ng hangin ay dinisenyo upang gawing mekanikal na enerhiya ang lakas na gumagalaw ng hangin, na kung saan ay ang paggalaw ng axis. Pagkatapos, sa generator ng turbine, ang mekanikal na enerhiya na ito ay ginawang enerhiya sa elektrisidad. Ang elektrisidad na nabuo ay maaaring maiimbak sa isang baterya o direktang magamit.
Mayroong tatlong pangunahing mga batas ng pisika na namamahala sa magagamit na enerhiya ng hangin. Sinasabi ng unang batas na ang enerhiya na ginawa ng turbine ay proporsyonal sa parisukat ng bilis ng hangin. Ang ikalawang batas ay nagsasaad na ang magagamit na enerhiya ay proporsyonal sa naalis na lugar ng talim. Ang enerhiya ay proporsyonal sa parisukat ng haba ng talim. Itinakda ng pangatlong batas na ang maximum na mahusay na teoretikal na kahusayan ng isang turbine ng hangin ay 59%.
Hindi tulad ng mga lumang windmills ng Castilla La Mancha o Netherlands, sa mga windmills na ito ay tinutulak ng hangin ang mga talim upang paikutin, at ang mga modernong turbine ng hangin ay gumagamit ng mas kumplikadong mga alituntunin sa aerodynamic upang makuha nang mas mahusay ang lakas ng hangin. Sa katunayan, ang dahilan kung bakit igagalaw ng isang turbine ng hangin ang mga talim nito ay katulad ng dahilan kung bakit ang isang eroplano ay manatili sa hangin, at ito ay sanhi ng isang pisikal na kababalaghan.
Sa mga turbine ng hangin, dalawang uri ng pwersang aerodynamic ang nabuo sa mga blotor ng rotor: ang isa ay tinatawag na thrust, na patas sa direksyon ng daloy ng hangin, at ang isa ay tinatawag na drag, na kahilera ng direksyon ng daloy ng hangin . hangin
Ang disenyo ng mga turbine blades ay halos kapareho ng sa isang pakpak ng eroplano at kumikilos tulad ng huli sa mahangin na mga kondisyon. Sa isang pakpak ng eroplano, ang isang ibabaw ay napaka bilog, habang ang isa ay medyo patag. Kapag ang hangin ay umikot sa mga mill ng blades ng disenyo na ito, ang airflow sa pamamagitan ng makinis na ibabaw ay mas mabagal kaysa sa airflow sa pamamagitan ng bilog na ibabaw. Ang pagkakaiba-iba ng bilis na ito ay magbubunga ng pagkakaiba sa presyon, na mas mabuti sa isang makinis na ibabaw kaysa sa isang bilog na ibabaw.
Ang huling resulta ay isang puwersa na kumikilos sa makinis na ibabaw ng thruster wing. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinawag na "Venturi effect", na bahagi ng dahilan para sa "pag-angat" na hindi pangkaraniwang bagay, na siya namang nagpapaliwanag kung bakit ang sasakyang panghimpapawid ay nananatili sa hangin.
Panloob na mga generator ng hangin
Ang mga talim ng isang turbine ng hangin ay gumagamit din ng mga mekanismong ito upang maging sanhi ng isang paikot na paggalaw sa paligid ng kanilang axis. Ang disenyo ng seksyon ng talim ay nagpapadali sa pag-ikot sa pinaka mahusay na paraan. Sa loob ng generator, nagaganap ang proseso ng pag-convert ng paikot na enerhiya ng talim sa elektrikal na enerhiya ayon sa batas ni Faraday. Dapat itong magsama ng isang rotor na umiikot sa ilalim ng impluwensya ng hangin, isinama sa isang alternator, at binabago ang umiikot na mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya.
Mga elemento ng isang turbine ng hangin
Ang mga pagpapaandar na ipinatupad ng bawat elemento ay ang mga sumusunod:
- rotor: Kinokolekta nito ang enerhiya ng hangin at ginawang ito sa umiikot na enerhiya na mekanikal. Kahit na sa napakababang kondisyon ng bilis ng hangin, ang disenyo nito ay mahalaga para sa pagliko. Maaari itong makita mula sa nakaraang punto na ang disenyo ng seksyon ng talim ay ang susi upang matiyak ang pag-ikot ng rotor.
- Ang sistema ng pagkabit o turbine ng turbine: iakma ang paggalaw ng pag-ikot ng talim sa paikot na paggalaw ng generator rotor kung saan ito ay isinama.
- Multiplier o gearbox: Sa normal na bilis ng hangin (sa pagitan ng 20-100 km / h), ang bilis ng rotor ay mababa, sa paligid ng 10-40 rebolusyon bawat minuto (rpm); Upang makabuo ng kuryente, ang rotor ng generator ay dapat na tumatakbo sa 1.500 rpm, kaya dapat maglaman ang nacelle ng isang system na nagko-convert ng bilis mula sa paunang halaga hanggang sa huling halaga. Ginagawa ito ng isang mekanismo na katulad ng gearbox sa isang makina ng kotse, na gumagamit ng isang hanay ng maraming mga gears upang paikutin ang gumagalaw na bahagi ng generator sa isang bilis na angkop para sa pagbuo ng elektrisidad. Naglalaman din ito ng isang preno upang ihinto ang pag-ikot ng rotor kapag ang hangin ay napakalakas (higit sa 80-90 km / h), na maaaring makapinsala sa anumang bahagi ng generator.
- Tagabuo: Ito ay isang pagpupulong ng rotor-stator na bumubuo ng enerhiya sa kuryente, na inililipat sa substation sa pamamagitan ng mga kable na naka-install sa tore na sumusuporta sa nacelle, at pagkatapos ay pinakain sa grid. Ang lakas ng generator ay nag-iiba sa pagitan ng 5 kW para sa medium turbine at 5 MW para sa pinakamalaking turbine, bagaman mayroon nang 10 MW turbines.
- Oryentasyong motor: Pinapayagan ang mga sangkap na paikutin upang iposisyon ang nacelle sa direksyon ng umiiral na hangin.
- Suporta ng palo: Ito ang suporta sa istruktura ng generator. Ang mas malaki ang lakas ng turbine, mas malaki ang haba ng mga talim at, samakatuwid, mas malaki ang taas kung saan dapat matatagpuan ang nacelle. Nagdaragdag ito ng karagdagang pagiging kumplikado sa disenyo ng tower, na dapat suportahan ang bigat ng hanay ng generator. Ang talim ay dapat ding magkaroon ng mataas na higpit ng istruktura upang mapaglabanan ang matinding hangin nang hindi masira.
- Mga sagwan at anemometro- mga aparato na matatagpuan sa likuran ng gondola na naglalaman ng mga generator; natutukoy nila ang direksyon at sinusukat ang bilis ng hangin, at kumilos sa mga talim upang preno ang mga ito kapag ang bilis ng hangin ay lumampas sa isang threshold. Sa itaas ng threshold na ito, mayroong peligro sa istruktura ng turbine. Kadalasan ito ay isang Savonious na disenyo ng uri ng turbine.
Inaasahan ko na sa impormasyong ito maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa wind turbine at mga katangian nito.