Dikey rüzgar türbini

Un dikey rüzgar türbini u yatay çalışan bir elektrik jeneratörü gibidir rüzgarın kinetik enerjisini dönüştürmek mekanik enerjide ve elektrik enerjisinde bir rüzgar türbini aracılığıyla.

İki ana tür vardır dikey ve yatay eksenli rüzgar türbini. Dikey eksenli olanlar yönlendirme mekanizmasına ihtiyaç duymaması ile öne çıkmakta ve elektrik jeneratörünün ne olduğu yerde düzenlenebilmektedir. Öte yandan, yatay eksenli olanlar en çok kullanılanlardır ve büyük rüzgar santrallerindeki kurulumlara kadar küçük güçlerin çok çeşitli izole uygulamalarını kapsamaya izin verir.

Yukarıda bahsedilen dikey ve yatay eksenli rüzgar türbinleri gibi iki ana konuya ve bunların neler olacağına değineceğiz. bundan en iyi şekilde yararlanmaya çalışan yeni teklifler rüzgara elektrik enerjisi üretmek için. Teknolojinin ilerlediği birkaç yıldayız ve Vortex projesinin pervanesiz rüzgar türbinleri veya sessizce enerji üreten bir tür mekanik ağaç olan Rüzgar Ağacı gibi her seferinde yeni teklifler görüyoruz.

Dikey rüzgar türbini nedir?

Dikey eksenli bir rüzgar türbini, esas olarak, rotor şaftının dikey bir konumda monte edildiği ve rüzgarın hangi yönden geldiğine bakılmaksızın elektrik üretebilen bir rüzgar türbinidir. Bu tip dikey rüzgar türbininin avantajı, az rüzgarlı yerlerde bile elektrik üretebilir ve bina yönetmeliklerinin genellikle yatay rüzgar türbinlerinin kurulumunu yasakladığı kentsel alanlar.

Belirtildiği gibi dikey veya dikey eksenli rüzgar türbinleri yönlendirme mekanizmasına gerek yok ve elektrik jeneratörü ne olurdu yerde bulunabilir. onun enerji üretimi daha düşük ve hareket etmesi için motorize edilmesi gerektiği gibi bazı küçük engelleri var.

Orada üç tip dikey rüzgar türbini Savonius, Giromill ve Darrrieus gibi.

Savonius türü

Bu, olma ile karakterizedir iki yarım daireden oluşur Havanın içinden geçtiği belirli bir mesafede yatay olarak yer değiştirdiğinden, çok az güç geliştirir.

jiromil

Sahip olduğu için öne çıkıyor ekli dikey bıçak seti Dikey eksende iki çubukludur ve 10 ila 20 Kw enerji besleme aralığı sunar.

darrieus

Oluşturulan iki veya üç bikonveks bıçak birleştirilerek alt ve üstteki dikey eksene, geniş bir hız bandı içerisinde rüzgardan yararlanılmasına olanak sağlar. Dezavantajı, kendi kendilerine açılmamaları ve bir Savonius rotoruna ihtiyaç duymalarıdır.

Dikey eksenli rüzgar türbini nasıl çalışır?

Dikey rüzgar türbinlerinde kanatlar rüzgarı hareket ettiren kuvvetle döner. Dikey rüzgar türbinleri, yatay olanlardan farklı olarak, her zaman rüzgarla aynı hizadadır. Rüzgar düşük hızlarda estiğinde bile çalışabildikleri için aynı yönün hangisi olduğu önemli değildir. Bu dikey rüzgar türbinlerinin avantajı, yatay türbinlere göre daha küçük ve hafiftirler.. Daha küçük oldukları için daha az enerji üretirler. Bununla birlikte, bir elektrikli otomobilin tüm iç ve dış ışıklarını açarak ve pilini yeniden şarj ederek bir evi ısıtabilirler.

Yatay eksenli rüzgar türbinleri

Yatay ekseni olanlar En çok kullanılan ve bu tür rüzgar türbinlerinin 1 Mw'nin üzerinde güçte kullanılabildiği büyük rüzgar santrallerinde bulabileceğimiz türdendir.

Temelde rotasyonel bir makinedir Normalde üç kanatlı bir rotor üzerinde hareket ettiğinde, hareketin rüzgarın kinetik enerjisi tarafından üretildiği. Üretilen dönme hareketi, elektrik enerjisi üretiminden sorumlu bir jeneratöre bir hız çarpanı vasıtasıyla iletilir ve çarpılır.

Tüm bu bileşenler bir gondol üzerinde duruyorlar Bir destek kulesinin üstüne yerleştirilir. Ülkemizin belli bölgelerinde farklı bir ufuk ve manzara çizen ancak temiz ve ucuz enerji sunan geleneksel olanlardır.

Her rüzgar türbini, kontrol etmekten sorumlu bir mikroişlemci ve başlatma, çalıştırma ve kapatma değişkenlerini düzenler. Bu, tüm bu bilgileri ve verileri kurulumun kontrol merkezine götürür. Bu rüzgar türbinlerinin her biri, kulenin tabanında, üretilen elektrik enerjisinin ağ bağlantısına veya tüketime kadar taşınmasını kolaylaştıran tüm elektrik bileşenlerine (otomatik anahtarlar, akım transformatörleri, aşırı gerilim koruyucuları vb.) Sahip bir kabin içerir. puan.

Bir rüzgar türbininden elde edilen enerji rüzgarın gücüne bağlıdır rotordan geçen ve havanın yoğunluğu, kanatlarının taradığı alan ve rüzgarın hızı ile doğru orantılıdır.

Bir rüzgar türbininin çalışması güç eğrisi ile karakterizedir bu, çalıştırılabileceği rüzgar hızları aralığını ve her durum için gereken gücü gösterir.

Hangi tür rüzgar türbini daha verimlidir?

Enerji verimliliği açısından ise yatay rüzgar türbinleri oyunu kazanıyor. Ve daha yüksek bir dönüş hızına ulaşma yeteneğine sahip olduklarından, daha düşük dönüş çarpma oranına sahip bir dişli kutusuna ihtiyaç duyarlar. Ayrıca bu rüzgar türbinlerinin yapımının oldukça yüksek olması gerektiği için artan rüzgar hızı daha fazla kullanılır. Atmosferin üst katmanlarında herhangi bir engel bulunmadığı için rüzgar hızı daha yüksektir.

VAWT rüzgar türbinlerinin dezavantajları nelerdir?

Bu tip rüzgar türbinlerinin dezavantajları şunlardır:

• Kurulumun ilk maliyeti oldukça yüksektir.
• Sürekli olarak çok fazla rüzgar olmayan bir bölgede bulunmanız gerekiyorsa, enerji verimliliği kaldırılamaz.
• Gürültü nedeniyle komşularla sorun yaşayabilirsiniz.
• Türbinler genellikle sadece yaklaşık %30 kapasitede çalışır.

Rüzgar türbinlerinin kullanımı ve tarihçesi

Rüzgârdan elde edilen elektrik enerjisinin kullanımı, izole edilmiş evlerde rüzgar rotorları ile zaten kullanılmıştır. XNUMX. yüzyılın ortalarında kırsal alanlarda.

Ancak 70'lerde bu teknolojiye gerçekten bahse giren Danimarka'ydı. Bu gerçek, bu ülkenin olmasına izin verdi önde gelen üreticilerden biri Vestas ve Siemens Wind Power'da olduğu gibi bu tür bir rüzgar türbini.

Zaten 2013'te rüzgar enerjisi % 33 eşdeğeri üretti 39 yılında% 2014 olan toplam elektrik tüketimi. Şimdi Danimarka'nın hedefi 50'ye kadar% 2020'ye ve 2035'e kadar% 84'e ulaşmak.

Bu ülkenin ürettiği değişiklik yüksek CO2 emisyonları nedeniyle 70'lerin sonlarında, bu nedenle yenilenebilir enerji bu ülke için ana seçenek haline geldi. Bu, diğer ülkelere olan enerji bağımlılığında bir azalmaya ve küresel kirlilikte bir azalmaya yol açtı.

Tarihi, Danimarka'daki enstalasyondu. 2 Mw'a ulaşan ilk rüzgar türbini. Santralin boru şeklinde bir kulesi ve üç kanadı vardı. Tvind okulundan öğretmenler ve öğrenciler tarafından inşa edildi. Ve bu hikayenin komik yanı, bu "amatörlerin" açılış töreninden önceki gün alay edilmesidir. Bugüne kadar bu türbin hala çalışıyor ve en modern rüzgar türbinlerine çok benzer bir tasarıma sahip.

Rüzgar türbinlerinin geleceği

Bugüne kadar teknolojik yenilikler ortaya çıkmaya devam ediyor. uygulamaları iyileştirmek rüzgar enerjisi. 2015 yılında kurulu en büyük türbin, sahil yakınında kullanım için Vestas V164'tür.

2014 yılında 240.000 rüzgar türbini dünya elektriğinin% 4'ünü üretiyorlardı. 2014 yılında toplam kapasite, kurulumlarda lider olarak Çin, Amerika Birleşik Devletleri, Almanya, İspanya ve İtalya ile 336 Gw'yi geçti.

Ve dikey veya yatay eksenli rüzgar türbinlerinin nüfusunu artıranlar yalnızca bu ülkeler değil, aynı zamanda daha sürdürülebilir olmanın bir yolunu arıyorlar Fransa'da olduğu gibi, yeni kurulan rüzgar türbinleri sayesinde artık kendi enerjisini üreten ve temiz ve ucuz enerjiyi teşvik etmek için LED ışıklar, güneş panelleri ve yağmur suyu toplama sistemi eklenecek.

Şeklindeki yeni girişimleri de unutamayız. 157 yeni rüzgar çiftliği için 3 rüzgar türbini Güney Afrika'da Siemens gibi bu tür teknolojinin en büyük üreticilerinden birinin elinden gelecek. 3 arasına 140 mW kapasite ekleyecekler ve bu Afrika ülkesinin yakın nüfusuna elektrik sağlamak için 2016 yılının başında kurulmaları bekleniyor.

İlgili makale:

Rüzgar türbinleri hakkında bilmeniz gereken her şey

Yüzer rüzgar türbinlerinin teknolojisi

Görebildiğimiz gibi rüzgar enerjisi tarihi, kıyıdan esen rüzgar 2009'da genişlemeye başladı Hywind yüzer rüzgar türbini 62 milyon dolara yakın bir maliyetle Norveç'te kurulduğunda.

Japonya, Fukuşima nükleer felaketinden sonra, 80'in kurulumunu tasarladı 2020 yılına kadar yakın kıyı şeridindeki deniz rüzgar türbinleri.

Vortex Pervanesiz Rüzgar Türbinleri

Deutecno adlı bir İspanyol şirketi, hareketli parçaları olmayan bir rüzgar türbini yarattı Güney Zirvesi 2014'te Enerji kategorisinde birincilik ödülünü kazandı.

Bu pervanesiz rüzgar türbinleri, o devasa rüzgar türbinlerini ortadan kaldırmakla sorumlu olacaklardı kuruldukları her yerde ufku değiştiren. İşlevselliği benzer olacaktır, ancak bakım ve kurulumunun daha ucuz olmasının yanı sıra oldukça önemli maliyet tasarrufu sağlayacaktır.

Ayrıca bir çevresel etkide azalma bunun dışında geleneksel rüzgar türbinlerinin ürettiği gürültüyü ortadan kaldırır.

Teknolojileri öyle çalışıyor ki titreşimden kaynaklanan deformasyonu kullanır bu, yarı sert dikey bir silindirde rezonansa girerken ve zemine demirlenirken rüzgarın neden olduğu.

Vortex'in silindir olan ana kısmı, piezoelektrik malzemelerden yapılmıştır ve fiberglas veya karbon ve bu malzemelerin deformasyonu ile elektrik enerjisi üretilir.

2016 yılı olacak ilk kanatsız yel değirmeni ünitesinin hazır olduğu.

Rüzgar ağacı

Oldukça yenilikçi bir proje, NewWind tarafından geliştirilen Rüzgar Ağacı'dır ve 72 yapay yapraktan oluşur. Her biri konik şekle sahip dikey bir türbin ve saniyede 2 metre hafif bir esinti ile güç üretebilen küçük bir kütleye sahip.

Bu sana izin verir 280 gün boyunca güç üret yıl içinde ve 3.1 türbin çalışır durumda toplam üretimi 72 kW'dır. 11 metre yüksekliğinde ve 8 metre çapında olan Rüzgar Ağacı, gerçek bir ağacın boyutuna yakın olduğundan, o kentsel alana mükemmel bir şekilde sığabilir.

Un oldukça özel proje ve bu da bizi daha verimli olmanın ve kamusal elektrik şebekesine yeterli enerjiyi veya bir bina için fazladan enerji sağlayabilmenin yolunu arayan teknolojik gelişmelerin önüne koyuyor.

Rüzgar türbininin parçaları

Bir bütün olarak rüzgar türbinleri 200 metre yüksekliğe ve 20 tona kadar ölçüm yapabilirler ağırlık. Yapısı ve bileşenleri karmaşıktır ve XNUMX hızdan maksimuma güç üretimini optimize etmek için üretilmiştir.

Bileşenler arasında ve rüzgar türbininin parçalarır bizde:

Baz

Bir rüzgar türbininin temelleri, güçlü bir tabana iyi bağlanmış. Bunun için yatay eksenli rüzgar türbinleri, bulunduğu araziye uyum sağlayan ve rüzgar yüklerine dayanmaya yardımcı olan bir yeraltı betonarme temel ile inşa edilir.

Kule

Kule, rüzgar türbininin tüm ağırlığı destekler ve bıçakları yerden uzak tutan şeydir. Altta betonarme, üstte çelikten yapılmıştır. Gondola erişim sağlamak için normalde içi boştur. Kule, rüzgar türbinini mümkün olan maksimum rüzgar hızlarından yararlanabilecek şekilde yükseltmekten sorumludur. Kulenin ucuna dönen bir çelik veya fiberglas nasel eklenir.

Bıçaklar ve rotor

Bugünün türbinleri, sırayla daha fazla pürüzsüzlük sağladığı için üç bıçak. Bıçaklar, cam veya karbon elyaf takviyeli polyester kompozit malzemeden yapılmıştır. Bu bileşikler bıçaklara daha fazla direnç verir. Kanatlar 100 metreye kadar uzunlukta olabilir ve rotor göbeğine bağlıdır. Bu göbek sayesinde kanatlar, rüzgardan yararlanmak için kanatların geliş açısını değiştirebilir.

Rotorlarla ilgili olarak, şu anda yataydır ve eklemlere sahip olabilir. Normalde bu, kulenin rüzgar yönünde yer alır. Bu, eğer kulenin dümen suyunun arkasına bir bıçak yerleştirilirse, olayın hızı büyük ölçüde değişeceğinden, kanatların arkasına yerleştirilmişse ortaya çıkan kanatlar üzerindeki döngüsel yükleri azaltmak için yapılır.

Gondol

Bunu söyleyebileceğin bir oda Rüzgar türbininin makine dairesi. Motor bölümü, türbini rüzgara bakacak şekilde konumlandırmak için kulenin etrafında döner. Motor bölümü dişli kutusunu, ana mili, kontrol sistemlerini, jeneratörü, frenleri ve döndürme mekanizmalarını içerir.

Vites kutusu

Şanzımanın işlevi şudur: dönüş hızını ayarlayın ana şafttan jeneratörün ihtiyaç duyduğu şafta.

jeneratör

Bugünün rüzgar türbinlerinde üç tür türbin vardır Bu sadece jeneratörün aşırı rüzgar hızı koşullarında davranışına göre değişir ve aşırı yüklenmeleri önlemek için girişimlerde bulunulur.

Hemen hemen tüm türbinler bu 3 sistemden birini kullanır:

• Sincap Kafesli İndüksiyon Jeneratörü
• Bifazik indüksiyon jeneratörü
• Senkron jeneratör

Fren sistemi

Fren sistemi bu bir güvenlik sistemidir Acil durumlarda veya bakım durumlarında değirmeni durdurmaya ve yapıların zarar görmesini engellemeye yardımcı olan disklere sahiptir.

Kontrol sistemi

Yel değirmeni tamamen kontrol sistemi tarafından kontrol edilir ve otomatikleştirilir. Bu sistem, rüzgar gülü ve motor bölümü üzerine yerleştirilen anemometre tarafından sağlanan bilgileri yöneten bilgisayarlardan oluşur. Bu şekilde, hava koşullarını bilerek, esen rüzgarla güç üretimini optimize etmek için değirmeni ve bıçakları daha iyi yönlendirebilirsiniz. Türbinin durumu hakkında aldıkları tüm bilgiler uzaktan merkezi bir sunucuya gönderilebilir ve her şeyi kontrol altına alabilir. Rüzgar hızlarının veya hava koşullarının rüzgar türbininin yapısına zarar vermesi durumunda, kontrol sistemi ile durumu hızlı bir şekilde öğrenebilir ve fren sistemini etkinleştirebilir, böylelikle hasardan kaçınabilirsiniz.

Rüzgar türbininin tüm bu parçaları sayesinde rüzgardan elektrik enerjisi üretmek yenilenebilir ve çevreyi kirletmeyen bir şekilde.