Вертикальна вітрогенератор

Un вертикальна вітрогенератор u горизонтальний - це як електричний генератор, який працює перетворення кінетичної енергії вітру в механічній енергії та через вітрогенератор в електричній енергії.

Існує два основних типи вітряк з вертикальною та горизонтальною віссю. Ті, хто має вертикальну вісь, виділяються тим, що не потребують механізму орієнтації, і що таке електричний генератор, можна розташувати на землі. З іншого боку, ті, що мають горизонтальну вісь, є найбільш використовуваними і дозволяють охоплювати широкий спектр ізольованих застосувань невеликої потужності аж до установок у великих вітряних електростанціях.

Ми збираємось заглибитися у дві основні, такі як згадані вище вітрові турбіни з вертикальною та горизонтальною віссю, і якими вони будуть нові пропозиції, які намагаються отримати від цього максимум користі до вітру для виробництва електричної енергії. Ми перебуваємо за кілька років, коли технологія розвивається, і ми щоразу бачимо нові пропозиції, такі як безгвинтові вітряні турбіни проекту Vortex або те Вітрове дерево, своєрідне механічне дерево, яке безшумно генерує енергію.

Що таке вертикальна вітрогенератор?

Вітряна турбіна з вертикальною віссю - це, по суті, вітрогенератор, в якому вал ротора встановлений у вертикальному положенні і може виробляти електроенергію незалежно від того, з якого напрямку вітер йде. Перевага цього типу вертикальних вітрогенераторів полягає в тому може виробляти електроенергію навіть у місцях з невеликим вітром та міських районах, де будівельні норми зазвичай забороняють встановлювати горизонтальні вітрогенератори.

Як уже згадувалося, вітрові турбіни з вертикальною або вертикальною віссю відсутність необхідності в механізмі орієнтації і яким би був електричний генератор, можна знайти на землі. Його виробництво енергії нижче і у нього є деякі невеликі вади, наче його потрібно моторизувати, щоб розпочати.

Там три типи вертикальних вітрогенераторів як і Савоній, Жиромілл і Дарріус.

Тип Савонія

Для цього характерне буття утворені двома півколами зміщений горизонтально на певну відстань, через яку рухається повітря, тому він розвиває невелику потужність.

Жироміл

Це виділяється тим, що має набір прикріплених вертикальних лопатей з двома стовпчиками на вертикальній осі і пропонує діапазон енергопостачання від 10 до 20 кВт.

Дарріє

Сформований двома-трьома двоопуклими лопатками, з’єднаними до вертикальної осі знизу та зверху, дозволяє скористатися перевагами вітру в широкому діапазоні швидкостей. Недоліком є ​​те, що вони не вмикаються самі по собі, і їм потрібен ротор Savonius.

Як працює вітрогенератор з вертикальною віссю?

У вертикальних вітрогенераторах лопаті обертаються із силою, яка рухає вітер. Вертикальні вітрогенератори, на відміну від горизонтальних, завжди суміщені з вітром. Не має значення, в якому напрямку це саме, оскільки вони можуть працювати навіть тоді, коли вітер дме на низьких швидкостях. Перевага цих вертикальних вітрогенераторів полягає в тому вони менші та легші за турбіни, що мають горизонталь. Будучи меншими, вони виробляють менше енергії. Однак вони здатні обігрівати будинок, включаючи все внутрішнє та зовнішнє освітлення та підзаряджаючи акумулятор електромобіля.

Вітряні турбіни з горизонтальною віссю

Ті з горизонтальною віссю є Найбільш вживані і саме їх ми можемо знайти у тих великих вітрових електростанціях, де цей тип вітрогенераторів може використовуватися потужністю понад 1 МВт.

В основному це обертальна машина при якому рух виробляється кінетичною енергією вітру, коли він діє на ротор, який зазвичай має три лопаті. Вироблений обертальний рух передається і множиться за допомогою множника швидкості до генератора, який відповідає за виробництво електричної енергії.

Всі ці компоненти вони стоять на гондолі Він розміщений на верхній частині опорної вежі. Вони є звичайними, які можна знайти в певних регіонах нашої країни, малюючи інший горизонт та ландшафт, але пропонуючи чисту та дешеву енергію.

Кожна вітрогенератор має мікропроцесор, який відповідає за управління та регулювати його змінні запуску, роботи та вимкнення. Це передає всю цю інформацію та дані до центру управління установки. Кожна з цих вітрогенераторів має біля основи вежі шафу з усіма електричними компонентами (автоматичними вимикачами, трансформаторами струму, захистами від перенапруги тощо), які полегшують транспортування електричної енергії, що утворюється до підключення до мережі або споживання. балів.

Енергія, отримана від вітрогенератора залежить від потужності вітру який проходить через ротор і прямо пропорційний щільності повітря, площі, охопленій його лопатями, і швидкості вітру.

Робота вітрогенератора характеризується своєю кривою потужності це вказує на діапазон швидкостей вітру, в яких він може експлуатуватися, і потужність, необхідну для кожного випадку.

Який тип вітрогенератора є більш ефективним?

Що стосується енергоефективності, горизонтальні вітрогенератори виграють гру. І це те, що вони здатні досягти вищої швидкості обертання, тому їм потрібна коробка передач з меншим коефіцієнтом множення обертів. Крім того, оскільки будівництво цих вітрогенераторів повинно виконуватися досить високо збільшена швидкість вітру використовується в більшій мірі. У верхніх шарах атмосфери швидкість вітру вища, оскільки вона не має жодних перешкод.

Які недоліки вітрогенераторів VAWT?

До недоліків цих типів вітрогенераторів можна віднести наступне:

• Початкова вартість установки досить висока.
• Якщо вам потрібно в районі, де постійно не надто багато вітру, швидше за все енергоефективність не може бути знята.
• Через шум можуть виникати проблеми з сусідами.
• Турбіни зазвичай працюють лише з потужністю приблизно 30%.

Використання вітряних турбін та історія

Використання електричної енергії вітру вже застосовувалося з вітряними роторами в ізольованих будинках у сільській місцевості в середині XNUMX століття.

Але той, хто справді зробив ставку на цю технологію в 70-х роках, була Данія. Цей факт дозволив цій країні бути один з провідних виробників цього типу вітрогенераторів, як у випадку з Vestas та Siemens Wind Power.

Вже в 2013 році енергія вітру вироблено еквівалент 33% загального споживання електроенергії, з 39% у 2014 році. Зараз метою Данії є досягнення 50% до 2020 року та до 2035 року 84%.

Зміни, які спричинила ця країна завдяки великим викидам CO2 наприкінці 70-х років, тому відновлювані джерела енергії стали головним вибором для цієї країни. Це призвело до зменшення енергетичної залежності від інших країн та зменшення глобального забруднення.

Історичною була установка в Данії перша вітряна турбіна, яка досягла 2 МВт. Електростанція мала трубчасту вежу і три лопаті. Його побудували вчителі та учні школи Твінд. І найцікавіше в цій історії полягає в тому, що тих "аматорів" висміювали у свій день до інавгурації. Донині ця турбіна все ще працює і має конструкцію, дуже схожу на найсучасніші вітрогенератори.

Майбутнє вітрових турбін

Донині технологічні інновації продовжують з'являтися вдосконалити програми енергії вітру. У 2015 році найбільшою встановленою турбіною була Vestas V164 для використання поблизу узбережжя.

У 2014 році більше 240.000 XNUMX вітрогенераторів вони працювали у світі, виробляючи 4% світової електроенергії. У 2014 році загальна потужність перевищила 336 ГВт, а Китай, США, Німеччина, Іспанія та Італія стали лідерами в установках.

І не лише в цих країнах зростає населення вітрових турбін з вертикальною або горизонтальною віссю, а й у багатьох інших вони шукають спосіб бути більш стійким як це трапляється у Франції з Ейфелевою вежею, яка тепер виробляє власну енергію завдяки деяким новим встановленим вітрогенераторам і до яких додаються світлодіодні ліхтарі, сонячні батареї та система збору дощової води, щоб таким чином просувати чисту та дешеву енергію.

Також ми не можемо забути нові спроби у формі 157 вітрогенераторів для 3 нових ВЕС в Південній Африці, що відбуватиметься під рукою одного з найбільших виробників такого типу технологій, як Siemens. Вони додадуть між 3 потужність 140 мВт, і очікується, що вони будуть встановлені до початку 2016 року для забезпечення електроенергією сусіднього населення цієї африканської країни.

Пов'язана стаття:

Все, що потрібно знати про вітрогенератори

Технологія плавучих вітрогенераторів

Як ми могли бачити в історія енергії вітру, офшорний вітер почав розширюватися в 2009 році коли плавуча вітряна турбіна Hywind була встановлена ​​в Норвегії вартістю близько 62 мільйонів доларів.

Японія після ядерної катастрофи на Фукусімі має придумав установку 80 морські вітрові турбіни на сусідній береговій лінії до 2020 року.

Вихрові безгвинтові вітряні турбіни

Іспанська компанія Deutecno має створив вітрогенератор без рухомих частин який виграв першу нагороду в категорії «Енергетика» на Південному саміті 2014 року.

Ці безгвинтові вітрогенератори є вони б відповідали за ліквідацію цих величезних вітряних турбін які змінюють горизонт, де б вони не були встановлені. Його функціональність буде схожою, але з досить значною економією витрат, крім того, що її обслуговування та монтаж дешевші.

Також має бути зменшення впливу на навколишнє середовище крім того, він усуває шум, який створюють традиційні вітрогенератори.

Їх технологія працює таким чином, що використовує деформацію, спричинену вібрацією що спричинене вітром при вступі в резонанс у напівжорсткому вертикальному циліндрі та закріпленому в землі.

Основною частиною Вихру, яка є циліндром, була виготовлені з п'єзоелектричних матеріалів і склопластик або вуглець, а електрична енергія генерується внаслідок деформації цих матеріалів.

2016 рік буде роком в якому готовий перший безлізовий вітряк.

Вітер дерево

Досить інноваційним проектом є Дерево Вітру, яке розробляється компанією NewWind і яке саме складається з 72 штучних листків. Кожна з них являє собою вертикальну турбіну з конічною формою і має невелику масу, яка може генерувати потужність при слабкому вітрі 2 метри в секунду.

Це дозволяє вам генерувати потужність протягом 280 днів в рік, а його загальне виробництво становить 3.1 кВт при роботі 72 турбін. Висота 11 метрів і діаметр 8 метрів, Дерево Вітру наближається до розміру справжнього дерева, тому воно може ідеально вписатися в цей міський простір.

Un цілком конкретний проект і це ставить нас перед тими технологічними досягненнями, які прагнуть бути ефективнішими та забезпечити достатньо енергії для загальнодоступної електричної мережі або як додаткову частину для будівлі.

Части вітрогенератора

Вітрові турбіни в цілому вони можуть вимірювати до 200 метрів у висоту і 20 тонн ваги. Його структура та компоненти складні і виготовляються для оптимізації виробництва електроенергії зі швидкості XNUMX до максимальної.

Між компонентами і частини вітрогенератораr ми маємо:

База

Основи вітрогенератора мають бути добре прикріплений до міцної основи. Для цього вітрогенератори з горизонтальною віссю побудовані з підземним залізобетонним фундаментом, який пристосовується до місцевості, в якій він знаходиться, і допомагає протистояти вітровим навантаженням.

Вежа

Башта - це частина вітрогенератора, який витримує всю вагу і є тим, що утримує леза від землі. Він побудований із залізобетону внизу та сталі вгорі. Зазвичай він порожнистий, щоб дозволяти доступ до гондоли. Вежа відповідає за підняття вітрогенератора настільки, щоб вона могла скористатися максимально можливою швидкістю вітру. На кінці вежі кріпиться обертовий сталевий або склопластиковий гондола.

Лопаті та ротор

Сьогоднішні турбіни складаються з три леза, оскільки забезпечує більшу плавність повороту. Лопаті виготовлені з поліефірного композиційного матеріалу з армуванням із скляних або вуглецевих волокон. Ці сполуки надають лопаткам більший опір. Лопаті можуть мати довжину до 100 метрів і з'єднані з маточиною ротора. Завдяки цій ступиці лопаті можуть змінювати кут падіння лопатей, щоб скористатися перевагами вітру.

Що стосується роторів, в даний час горизонтальні і можуть мати стики. Зазвичай це розташоване з навітряної сторони вежі. Це робиться для того, щоб зменшити циклічні навантаження на лопаті, які з'являються, якщо вона розташована в підвітряному напрямку, оскільки, якщо лезо розміщується позаду вежі, швидкість падіння сильно змінюється.

Гондола

Це кабіна, що можна так сказати Це машинне відділення вітрогенератора. Мотоцикл обертається навколо вежі, щоб розташувати турбіну вітром. Мотоцикл містить редуктор, головний вал, системи управління, генератор, гальма та поворотні механізми.

Коробка передач

Функція редуктора - відрегулюйте швидкість повороту від головного вала до того, який потрібен генератору.

Генератор

У сучасних вітрових турбінах є три типи турбін які різняться лише поведінкою генератора, коли він знаходиться в умовах надмірної швидкості вітру, і робляться спроби уникнути перевантажень.

Майже всі турбіни використовують одну з цих 3 систем:

• Індукційний генератор клітки білки
• Двофазний індукційний генератор
• Синхронний генератор

Система розриву

Гальмівна система це система безпеки Він має диски, які допомагають в аварійних ситуаціях або в ситуаціях технічного обслуговування зупинити млин та запобігти пошкодженню конструкцій.

Система управління

Вітряк повністю контролюється та автоматизується системою управління. Ця система складається з комп'ютерів, які управляють інформацією, яку надає вітровий флюгер, та анемометр, розміщений на вершині гондоли. Таким чином, знаючи погодні умови, млин та лопаті можуть бути краще орієнтовані на оптимізацію виробництва електроенергії з дме вітром. Уся інформація, яку вони отримують про стан турбіни, може бути віддалена на центральний сервер і мати все під контролем. У випадку, якщо швидкість вітру або погодні умови можуть пошкодити структуру вітрогенератора, за допомогою системи управління ви можете швидко дізнатись ситуацію та активувати гальмівну систему, уникаючи таким чином пошкоджень.

Завдяки всім цим частинам вітрогенератора ви можете генерують електричну енергію від вітру відновлюваним та екологічно чистим способом для навколишнього середовища.