2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39
Deși astăzi există multe modalități mai avansate de generare a energiei, turbinele eoliene erau folosite aproape peste tot. Desigur, ele sunt încă folosite astăzi, dar numărul a scăzut semnificativ. Pentru a înțelege cum funcționează, este important să știți că vântul este o formă de energie solară.
Descriere generală
Turbinele eoliene funcționează folosind curenții vântului. Dar de ce este vântul capabil să genereze electricitate? Acest fenomen se produce datorită faptului că există o încălzire neuniformă a atmosferei pământului, structura suprafeței planetei este neregulată și, de asemenea, pentru că se rotește. Turbinele eoliene sau generatoarele eoliene sunt capabile să transforme energia cinetică a vântului în energie mecanică, care poate fi folosită ulterior pentru alte sarcini.
Cum exact generează aceste dispozitive electricitate folosind vântul normal? De fapt, totul este destul de simplu. Principiul de funcționare a unei astfel de turbine este direct opus funcționării unui ventilator. Sub influența forței vântului, paletele turbinei eoliene se rotesc, care, la rândul lor, fac ca arborele conectat la generator să producă electricitate să se rotească.
Tipuri de turbine
Există mai multe tipuri de diverse turbine. Inginerii disting două categorii principale utilizate în prezent. Prima categorie este orizontal-axială, iar a doua categorie este vertical-axială. Primul tip de turbină eoliană are cel mai comun design, care include două sau trei pale. Unitățile cu trei pale funcționează pe principiul „împotriva vântului”. Elementele în sine sunt setate astfel încât să privească vântul.
Una dintre cele mai mari turbine din lume este GE Wind Energy. Puterea acestui dispozitiv este de 3,6 megawați. Este de remarcat aici că cu cât turbina este mai mare, cu atât este mai eficientă. În plus, raportul beneficiu-preț se îmbunătățește și odată cu dimensiunea agregatului.
Totaluri turbine
Primul indicator prin care este selectat un dispozitiv este puterea. Dacă luăm turbine „de serviciu”, atunci puterea acestora poate începe de la 100 kW și poate ajunge la câțiva MW. De asemenea, este important de menționat că atât turbinele eoliene verticale, cât și cele orizontale pot fi grupate împreună. Astfel de grupuri sunt cel mai frecvent denumite parcuri eoliene. Scopul unor astfel de site-uri este furnizarea angro de energie electrică la obiectul dorit.
Dacă vorbim de turbine simple mici, a căror putere este mai mică de 100 kW, acestea sunt cel mai des folosite pentru a furniza energie electrică caselor particulare, antene de telecomunicații sau pentru alimentarea cu energie a pompelor de transfer a apei. Trebuie remarcat faptul că turbinele mici pot fi utilizate și în combinație cu motoarele diesel.generatoare, baterii sau panouri solare. Un astfel de sistem se numește sistem hibrid. Sunt folosite în locuri în care nu există altă posibilitate de conectare la rețeaua electrică.
Avantajele turbinelor verticale
În prezent, tipul vertical de dispozitive este mult mai des folosit. Acest lucru este justificat de faptul că tipul vertical are o serie de avantaje față de cele orizontale.
La turnurile de tip vertical, sarcina va acționa mai uniform, ceea ce facilitează crearea unei structuri mai mari în ceea ce privește dimensiunile acesteia. În plus, pentru a instala rotorul pe acest tip de turbină, nu este nevoie de echipamente suplimentare. Un avantaj important care mărește eficiența muncii este că paletele turbinelor verticale pot fi făcute răsucite - sub formă de spirală. Acest lucru este foarte important, deoarece în acest caz energia eoliană îi va afecta atât la intrare, cât și la ieșire, ceea ce, desigur, crește eficiența instalației.
Unul dintre cele mai importante avantaje ale turbinelor verticale este că atunci când sunt instalate, nu are rost să ajustați axa la debitul vântului. Acest tip de dispozitiv va funcționa cu un flux de vânt care sufla din ambele părți.
Turbină eoliană Bolov
Această unitate iese în evidență față de alte dispozitive. Pentru funcționarea normală a turbinei, nu este necesară adaptarea acesteia la diferite condiții meteorologice. Elementul de putere eoliană al acestui design este capabil să perceapă vântul din orice parte, fără niciunaoperațiuni de setare. În plus, acest tip de stație nu necesită rotirea turnului atunci când direcția vântului se schimbă. Un alt avantaj al turbinelor eoliene verticale (VAWT - centrală eoliană cu ax generator vertical) este că au un design special care vă permite să lucrați cu debite eoliene de orice putere. Funcționarea chiar și în timpul furtunilor este posibilă. Este posibil să alegeți numărul de module de instalare. Puterea de ieșire a turbinei va depinde de numărul acestora. Adică, schimbând numărul de module, puteți schimba puterea unității, ceea ce este foarte convenabil. Un alt avantaj este că elementul forța vântului este asamblat în așa fel încât să permită conversia cu eficiență ridicată a energiei cinetice în energie mecanică.
Dimensiunile turbinei eoliene Biryukov și Blinov
Acest dispozitiv are un rotor cu două etaje, cu un diametru de 0,75 m. Înălțimea acestui element este de 2 m. Sub acțiunea unui vânt proaspăt, un astfel de rotor a putut să rotească complet rotorul unui asincron. arbore cu o putere de până la 1,2 kW. Turbina ar putea rezista forței vântului de până la 30 m/s fără defecțiuni.
Merită să vorbim despre motivul pentru care turbina eoliană este considerată o realizare a doi oameni de știință. Chestia este că în anii 60. în URSS, omul de știință Biryukov a brevetat un generator eolian carusel cu KIEV 46%. Cu toate acestea, puțin mai târziu, inginerul Blinov a putut folosi același design, dar cu un indicator de 58% KIEV.
Turbinetip hiperboloid
Turbinele eoliene de tip hiperboloid s-au bazat pe ideile unui inginer precum Şuhov Vladimir Grigoryevich.
Caracteristicile acestui tip de turbină includ faptul că are o zonă de lucru mai mare a fluxului vântului. Dacă comparăm acest indicator cu alte categorii de dispozitive, atunci tipul hiperboloid arată rezultate cu 7-8% mai bune, dacă numărăm din zona măturată. Acest indicator este valabil pentru acele tipuri în care zona de lucru a fluxului vântului este deviată. Dacă comparăm acest tip, de exemplu, cu turbinele Darrieus și Savonius, atunci diferența va fi de 40-45%.
Proprietățile speciale ale acestei categorii de unități includ și faptul că sunt capabile să funcționeze cu fluxuri de aer în sus. Este foarte productiv dacă instalați generatorul lângă un lac, mlaștină, deal etc.
Avantajele unor astfel de turbine includ faptul că linia de contact a stratului activ de aer, care spală hiperboloidul, va fi de 1,6 ori mai lungă decât cea a unui cilindru similar care se rotește ca un generator eolian rotativ. Desigur, de aici concluzia că eficiența va fi mai mare cu aceeași cantitate.
Defecte
În ciuda numeroaselor avantaje și caracteristici ale acestor turbine, acestea au și unele dezavantaje.
Factorii negativi includ faptul că atunci când paletele generatorului se rotesc împotriva curenților vântului, acest tip de generator va suferi pierderi semnificative, care, la rândul lor, vor duce la o scădere a eficienței muncii cu aproximativ jumătate. Scăderea acestui indicator este foarte notabilă dacă comparăm turbinele verticale cu cele orizontale, care nu au astfel de pierderi.
Un alt dezavantaj este că turbina eoliană verticală trebuie să fie foarte lungă. Dacă îl așezi aproape de sol, unde viteza vântului este mult mai mică decât la altitudine mare, atunci pot apărea probleme la pornirea rotorului, care necesită o împingere pentru a începe să lucreze. De la sine, nu începe deloc. Puteți, desigur, să instalați turnuri speciale pentru a ridica palele mai sus, dar partea inferioară a rotorului va fi totuși prea jos.
Alte dezavantaje includ faptul că iarna se vor forma țurțuri pe palele turbinelor eoliene. De asemenea, este de remarcat cantitatea mare de zgomot pe care o emit turbinele în timpul funcționării. Unele dintre instalații sunt chiar capabile să producă infrasunete dăunătoare în timpul funcționării lor. Provoacă vibrații, care pot cauza zdrăngănirea sticlei, a ferestrelor și a vaselor.
Fapt distractiv: turbinele eoliene de la RimWorld au fost folosite ca sursă de energie.
Recomandat:
Centrale eoliene: tipuri, modele, avantaje
Energia eoliană este departe de a fi o nouă ramură a furnizării de energie, totuși, în condițiile actuale, ea devine din ce în ce mai pronunțată trăsături ale unei direcții promițătoare de dezvoltare ulterioară. Este încă dificil să vorbim despre concepte universale pentru implementarea tehnică a generatoarelor eoliene, dar succesul în utilizarea soluțiilor individuale de inginerie sugerează că un singur model structural unificat va apărea în viitorul apropiat
Uleiuri pentru turbine: caracteristici, clasificare și aplicare
Uleiurile pentru turbine sunt compuși de în altă calitate care sunt utilizați pe scară largă pentru lubrifierea diferitelor mecanisme și componente ale instalațiilor de turbine în diverse scopuri
Instalații de turbine cu gaz energetic. Cicluri ale instalațiilor cu turbine cu gaz
Unitățile de turbină cu gaz (GTP) sunt un complex de putere unic, relativ compact, în care o turbină de putere și un generator funcționează în perechi. Sistemul a devenit larg răspândit în așa-numita industrie a energiei mici
Centrale electrice cu turbine pe gaz. Centrală mobilă cu turbină cu gaz
Pentru funcționarea instalațiilor industriale și economice situate la distanță considerabilă de liniile electrice centralizate se folosesc instalații de generare a energiei electrice la scară mică. Ele pot funcționa cu diferite tipuri de combustibil. Centralele cu turbine cu gaz sunt cele mai utilizate pe scară largă datorită eficienței lor ridicate, capacității de a genera energie termică și a unui număr de alte caracteristici
