Як працює вітрогенератор або вітряк?

Але як вітер стає електрику? Прямий попередник струму вітрові турбіни є старими млини, які навіть сьогодні все ще використовуються для різних завдань, таких як добування води або подрібнення зерна. A вітряк Це машина, яка має лопаті або лопаті, прикріплені до загального валу, який починає обертатися, коли дме вітер.

Цей обертовий вал пов'язаний з різними типами машин, наприклад, машинами для подрібнення зерна, перекачування води або виробляти електроенергію.

Щоб дістати електрику, рух лопатей приводить в дію електричний генератор (генератор змінного струму або динамо), який перетворює механічна енергія обертання в електроенергії. Електроенергію можна зберігати в батареях або направляти безпосередньо в електромережу. Операція досить проста, ускладнюється розслідування та будівництво вітрові турбіни все більш ефективним.

Типи вітрогенераторів

Вітряк може бути з горизонтальна вісь, які є найпоширенішими сьогодні, або існують також вертикальна вісь.

З Вікіпедії - визначення вертикальні вітрові турбіни або горизонтальний як електричний генератор, що працює перетворення кінетичної енергії вітру в механічній енергії та через вітрогенератор в електричній енергії.

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, хто має горизонтальну вісь, дозволяють охопити широкий діапазон від ізольованих застосувань малої потужності до установок у великих ВЕС.

Вертикальні вітрогенератори

Як уже згадувалося, вітрові турбіни з вертикальною або вертикальною віссю не потребують механізму орієнтації, і яким би був електричний генератор, можна знайти, розташований на землі.

Su 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.

Недоліки

Одна з найпоширеніших проблем вітрові турбіни це його величезні розміри, крім вібрацій та шуму, який вони викликають. З цієї причини вони, як правило, розташовані в районах, віддалених від будинків. Однак компанії та науковці у всьому світі продовжують працювати над цим будувати менші турбіни (Ви можете ознайомитись із попередньо зробленою статтею про міні-енергію вітру), o мовчати які можуть бути розташовані в міських районах.

Але одна з проблем, яка найбільше турбує в області покоління енергія вітру Це мінливість джерела, тобто вітру. турбіни загалом, вони готові працювати оптимально, коли вітер дме в межах певної діапазон швидкості. З одного боку, для переміщення лопатей потрібна певна мінімальна швидкість, з іншого боку також є максимальний ліміт.

Наприклад, найпоширенішим є те, що ці обмеження відповідають Швидкість вітру від 3 до 24 метрів на секунду. Мінімальна називається швидкістю з'єднання, тобто мінімальною для вироблення деякої кількості електроенергії, а максимальною - швидкість відключення, тобто коли вона вже є контрпродуктивною, оскільки вона може зламати механізм.

Un вітряк може бути поодинці або в вітряні ферми, на землі, що утворює берегові вітроелектростанції, на морському узбережжі або їх навіть можна встановити на водах на певній відстані від узбережжя в тому, що називається офшорні або офшорні вітроелектростанції.

Склад вітрової турбіни або вітрогенератора

Вітряні електростанції наповнені моделями ЗУБ (горизонтальні осі вітрогенераторів). Ці машини складаються з наступних сегментів.

Вежа та фундамент: Фундаменти башти можуть бути рівними або глибокими, що гарантує в обох випадках стійкість вітрогенератора, кріплення гондоли та лопаток двигуна. Фундамент також повинен поглинати тяги, спричинені коливанням та потужністю вітру.

Вежі можуть бути різних типів залежно від їх характеристик:

• Сталеві трубчасті: Більшість вітрогенераторів побудовані з трубчастими сталевими вежами.
• Бетонні вежі: Вони побудовані в одному місці, що дозволяє розрахувати необхідну висоту.
• Збірні бетонні вежі: Вони складаються з готових деталей, а їх сегменти розміщуються там же.
• Решітчасті конструкції: Вони виготовляються із використанням сталевих профілів.
• Гібриди: Вони можуть мати характеристики та матеріали різних типів веж.
• Напружені щоглові вежі з вітрами: Вони характеризуються вітровими турбінами менших розмірів.

ротор: Ротор є "серцем" кожного вітряка, оскільки він підтримує лопатки турбіни, рухаючи їх механічно та обертально, щоб перетворити тягу вітру в енергію.

Гондола: Це найбільш помітна головка вітрогенератора, шолом, який приховує та утримує всю машину турбіни. До вежі приєднується гондола за підшипниками щоб мати можливість стежити за напрямком вітру.

МножникОкрім того, що коробка передач здатна протистояти варіаціям вітру, завдання редуктора полягає у зчепленні низьких швидкостей обертання ротора та високих швидкостей генератора. Як говорить його власне слово; вдається помножити 18-50 об / хв, що генеруються природним рухом ротора, приблизно на 1.750 об / хв, коли він залишає генератор.

Генератор: Він відповідає за перетворення механічної енергії в електричну. Для потужних турбін застосовуються асинхронні генератори з подвійним живленням, хоча звичайних синхронних та асинхронних генераторів також багато.

Гальма: Механічні гальма використовуються в силовому агрегаті, оскільки в них необхідний високий коефіцієнт тертя в статичному режимі та великий опір стисненню.

Електричне обладнання вітрогенератора або вітряка

Сучасні вітрогенератори складаються не тільки з лопатей та генератора, щоб приносити дешеву енергію в будинки. Вітрові турбіни також повинні мати індивідуальна система живлення та численні датчики. Останні встигають контролювати та вимірювати температуру, напрямок вітру, його швидкість та інші параметри, які можуть з’являтися всередині гондоли або в оточенні.

Переваги швидких вітрогенераторів порівняно з повільними

Найбільша перевага так званих "повільних турбін" полягає в тому, що вони є більше лез що пороги та їх матеріали зазвичай є дешевше. Але які у вас проблеми? Незважаючи на великий діаметр (від 40 до 90 м заввишки) і ротори, головки яких досягають 100 м, вітрові турбіни швидкі легші ніж повільні.

Це досягається завдяки потужним генераторам (від 0,5 до 3 МВт), які ще більше використовують перевагу співвідношення висоти та потужності вітру.

Будучи легшими, леза рухаються швидше, тому розмір і мультиплікатор вартість коробки що приводить в дію електричний генератор зменшується.

Маючи менше лопатей, їх можна легше регулювати, щоб адаптувати свою потужність відповідно до характеристик вітру. Швидкі вітрогенератори більш стійкі до напруги, спричинені поривами вітру. Осьова тяга внаслідок дії вітру на нерухомий ротор у швидкісних вітрогенераторах менша, ніж при повороті; навпаки, відбувається в повільні вітрові турбіни.

Найпотужніший вітряк у світі

Компанія Vestas представила оновлення найбільшої вітрової турбіни у світі. У мене немає прикметників, щоб описати, наскільки ця турбіна величезна. V164, 220-метровий вітряк з 38-тонні клинки довжиною 80 метрів, щойно зосередив всю увагу тих, хто цікавиться відновлюваними джерелами енергії в Данії.

Попередня турбіна могла видавати потужність 8 МВт, і завдяки оновленням вона тепер здатна досягти потужності 9 MW випуск за певних умов. У своєму першому випробуванні V164 був здатний генерувати 216.000 24 кВт-год лише за XNUMX години.

Це не тільки абсолютний рекорд з вироблення вітрової енергії одним вітряком, але це найочевидніша демонстрація того, що очікують океанські вітри ключова роль у енергетичному переході, що вже відбувається.

Досить, щоб жити вдома протягом 66 років

На думку Торбена Хвід Ларсен, Технічний директор Vestas:

"Наші прототип встановив рекорд ще одного покоління, з 216.000 кВт-год, вироблених за 24 години. Ми впевнені, що ця вітрогенераторна установка потужністю 9 МВт виявилася готовою до продажу, і ми віримо, що вона відіграватиме ключову роль у зниженні цін на офшорну енергію вітру ".

Зазвичай говорити про кіловати дещо складно і абстрактно. Але згідно з офіційними органами, середнє споживання електроенергії в іспанському будинку становить 3.250 кВт-год на рік. Кількість трохи перевищує середньорічне споживання міських жител в основних містах Південної Америки. Беручи це до уваги, за день виробництва він міг би постачати електроенергію середньому будинку понад 66 років.

Більший за Торрес Кіо в Мадриді та подібний до мера Торре в Мексиці, їх окружність більша за металеве колесо Лондонського ока в Лондоні. Ця турбіна це еволюція V164-8.0 МВт, вітрогенератор вже побив рекорди в 2014 році, і він може забезпечити живленням 16.000 XNUMX британських домогосподарств.