¿Cómo funciona un aerogenerador? Turbinas eólicas: seis veces más energía Diseños y características de las turbinas eólicas

Las turbinas eólicas se han utilizado como fuente de electricidad durante décadas. Por primera vez, la gente empezó a explotar estas estructuras cuando aprovecharon el poder de la naturaleza y comenzaron a construir molinos. Hoy en día, para producir electricidad se utilizan aerogeneradores de turbina de tercera generación. Además, los diseños en sí se compran en Últimamente formas cada vez más inusuales.

Un aerogenerador moderno consta de los siguientes elementos:

Anemómetro. Se encarga de medir la velocidad del viento y transmite información relevante al controlador del aerogenerador.
Cuchillas. El viento que golpea estos elementos hace que giren. Como resultado, se activa una turbina que genera electricidad.
Freno. Se complementa con accionamientos mecánicos, hidráulicos y de otro tipo. El sistema de frenado en un aerogenerador es necesario para detener el rotor en situaciones críticas.
Controlador. Responsable de gestionar toda la instalación. El está en modo automatico pone en marcha los aerogeneradores y los detiene.
Generador de inducción. El dispositivo genera electricidad. Se complementa con un eje de alta velocidad.
Góndola. Está situado en la parte superior del aerogenerador. La carcasa de la góndola alberga la mayoría de los componentes de diseño de la unidad, incluidos el freno y el controlador.

Dependiendo del tipo de diseño, el aerogenerador se puede complementar con otros elementos. En particular, instalaciones modernas Están equipados con un carenado que atrapa el viento y potencia la potencia de este último.

Ventajas de las turbinas

Turbina eólica tipo moderno tiene las siguientes ventajas en comparación con sus predecesores:

Capaz de operar a altas velocidades de viento. Las turbinas modernas funcionan cuando los flujos de viento superan los valores críticos (25 a 60 m/seg).
No crea ondas infrasónicas. Los aerogeneradores de generaciones anteriores tenían este inconveniente.
Fácil instalación. La base del diseño se crea en la producción. Los elementos individuales se instalan in situ y la góndola se fija al mástil.
Solicitud materiales innovadores. No sólo aumentan la vida útil de la instalación, sino que también garantizan una fácil instalación.

Las turbinas eólicas se instalan principalmente a lo largo de las costas del mar y del océano o directamente sobre el agua. Este enfoque permite lograr el funcionamiento de la turbina casi durante todo el año.

Desarrollos modernos

Las desventajas que tienen las instalaciones de blades incluyen las siguientes:

alteran el equilibrio térmico natural;
eficiencia relativamente baja, que no supera el 30%;
ocupar un área grande;
representan un peligro para las aves.

Estas deficiencias obligan a los desarrolladores de todo el mundo a buscar nuevos soluciones tecnológicas permitiendo recibir energía eólica. Entre los últimos logros se encuentran:

1. Turbina elevada.

Estructuralmente se parece globo, lleno de helio. En el interior, se instala una turbina de tres palas sobre un eje horizontal. Un sistema de este tipo se utiliza actualmente en Alaska. La turbina flotante está situada a una altura inaccesible para las turbinas eólicas modernas. Un sistema de este tipo puede funcionar prácticamente en modo offline(La participación del personal se mantiene al mínimo).

2. Turbinas verticales.

Sus palas siguen la disposición de las aletas de los peces. Gracias a este diseño, las turbinas pueden generar una cantidad suficiente de electricidad mientras están a quemarropa de cada uno. Longitud instalaciones verticales es de 9 m. Para trabajo eficiente El sistema requiere la instalación de al menos dos turbinas muy cercanas entre sí. Según estudios preliminares, el nuevo tipo de instalación, en comparación con sus homólogos de palas, genera 10 veces más electricidad y ocupa la misma superficie.

3. "Tallos" de carbono.

Implementado en los EAU nuevo proyecto sobre la generación de electricidad limpia. Se trata de la instalación de 1.203 “vástagos” de carbono sobre una base de 20 metros. La altura de esta estructura es de 55 m, cada una elemento separado Los sistemas están ubicados a una distancia de 10 m entre sí.

El espesor de cada vástago en la base es de 30 m, en su interior se encuentran capas formadas por electrodos alternos y material piezoeléctrico. Bajo presión, este último genera electricidad. La energía se produce cuando los tallos se mecen con el viento. Este sistema produce la misma cantidad de electricidad que otros aerogeneradores que ocupan la misma superficie.

Los científicos tunecinos crearon algo similar. Su sistema se diferencia de los vástagos de carbono utilizados en los Emiratos Árabes Unidos en que en la parte superior hay un generador silencioso que recuerda a una antena parabólica.

En Holanda propusieron instalar en cada casa una pequeña estructura capaz de generar electricidad gracias a la energía eólica. Este aerogenerador tiene una turbina que sigue la forma de la concha de un caracol. Capta el flujo del viento, gira y cambia la dirección de su movimiento. La productividad de un aerogenerador de este tipo alcanza el 80% de los indicadores teóricos que podrían demostrar instalaciones de este tipo.

EN últimos años Han aparecido desarrollos diseñados para su instalación en veleros. En general, el número de sistemas que pueden sustituir a los aerogeneradores de palas aumenta constantemente. Quizás en el futuro puedan solucionar todos los problemas a los que se enfrenta la energía eólica.

Si bien hoy en día existen muchas formas más avanzadas de generar energía, en el pasado las turbinas eólicas se utilizaban en casi todas partes. Por supuesto, todavía se utilizan hoy en día, pero su número ha disminuido significativamente. Para entender cómo funcionan, es importante saber que el viento es una forma de energía solar.

descripción general

Las turbinas eólicas funcionan utilizando corrientes de viento. Pero ¿por qué el viento es capaz de generar electricidad? Este fenómeno se produce porque la atmósfera terrestre se calienta de manera desigual, la estructura de la superficie del planeta es irregular y también porque gira. Las turbinas eólicas, o generadores eólicos, son capaces de convertir energía mecánica cinética, que posteriormente puede utilizarse para otras tareas.

¿Cómo se fabrican exactamente estos dispositivos? energía eléctrica usando viento normal? En realidad es bastante simple. El principio de funcionamiento de una turbina de este tipo es exactamente el contrario del funcionamiento de un ventilador. Bajo la influencia de la fuerza del viento, las palas de una turbina eólica giran, lo que, a su vez, hace girar el eje conectado a un generador, produciendo energía eléctrica.

Tipos de turbinas

Hay varios tipos diferentes de turbinas. Los ingenieros distinguen dos categorías principales utilizadas en este momento. La primera categoría es horizontal-axial y la segunda categoría es vertical-axial. El primer tipo de turbina eólica tiene el diseño más común, que incluye dos o tres palas. Las unidades de tres palas funcionan según el principio "contra el viento". Los propios elementos se instalan de cara al viento.

Una de las turbinas más grandes del mundo es GE Wind Energy. La potencia de este dispositivo es de 3,6 megavatios. Cabe señalar aquí que cuanto más grande es la turbina, más eficiente es. Además, la relación beneficio-precio también mejora al aumentar el tamaño de la unidad.

Rendimiento general de la turbina

El primer indicador por el cual se selecciona un dispositivo es la energía. Si tomamos las turbinas de “servicio”, su potencia puede comenzar desde 100 kW y alcanzar varios MW. También es importante señalar que tanto los aerogeneradores verticales como los horizontales se pueden montar en grupos. Estos grupos suelen denominarse parques eólicos. El objetivo de dichos sitios es el suministro mayorista de electricidad a la instalación deseada.

Si hablamos de pequeñas turbinas individuales, cuya potencia es inferior a 100 kW, se utilizan con mayor frecuencia para suministrar electricidad a casas privadas, antenas de telecomunicaciones o para suministrar energía a bombas de agua. Vale la pena señalar que las turbinas pequeñas también se pueden utilizar junto con baterías o paneles solares. Este sistema se llama híbrido. Se utilizan en lugares donde no hay otra forma de conectarse. red eléctrica.

Ventajas de las turbinas verticales.

Actualmente, el tipo de dispositivo vertical se utiliza con mucha más frecuencia. Esto se justifica por el hecho de que el tipo vertical tiene una serie de ventajas sobre el horizontal.

En torres de tipo vertical, la carga actuará de manera más uniforme, lo que permite crear más fácilmente una estructura de mayor tamaño. Además, para instalar un rotor en este tipo de turbinas no es necesario ningún equipo adicional. Una ventaja importante que aumenta la eficiencia operativa es que las palas de las turbinas verticales se pueden torcer, en forma de espiral. Esto es muy importante, ya que en este caso la energía eólica actuará sobre ellos tanto a la entrada como a la salida, lo que, por supuesto, aumenta la eficiencia de la instalación.

Una de las ventajas más importantes de las turbinas verticales es que a la hora de instalarlas no tiene sentido ajustar el eje al flujo del viento. Este tipo de dispositivo funcionará con un flujo de viento que sople desde cualquier dirección.

Turbina de rotor eólico Bolotov

Esta instalación se destaca de otros dispositivos. Para operación normal No es necesario adaptar la turbina a diversas condiciones climáticas. El elemento de energía eólica de este diseño es capaz de recibir viento desde cualquier dirección, sin necesidad de operaciones de ajuste. Además, este tipo de estaciones no requiere que la torre gire cuando cambia la dirección del viento. Otra ventaja de las turbinas eólicas verticales (VAWT, una planta de energía eólica con un eje de generador vertical) es que tienen un diseño especial que les permite trabajar con flujos de viento de cualquier potencia. Es posible trabajar incluso durante las ráfagas de tormenta. Es posible seleccionar el número de módulos de instalación. La potencia de salida de la turbina dependerá de su número. Es decir, cambiando la cantidad de módulos, puede cambiar la potencia de la unidad, lo cual es muy conveniente. Otra ventaja es que el elemento de energía eólica de la estructura está ensamblado de tal manera que permite la conversión con alta eficiencia energía cinética en energía mecánica.

Dimensiones del aerogenerador Biryukov y Blinov

Este dispositivo tiene un rotor de dos pisos con un diámetro de 0,75 m, la altura de este elemento es de 2 m, cuando se expone a un viento fresco, dicho rotor era capaz de hacer girar completamente el rotor de un eje asíncrono con una potencia de hasta 1,2 kilovatios. La turbina podía soportar fuerzas de viento de hasta 30 m/s sin averiarse.

Vale la pena hablar de por qué la turbina eólica se considera un logro de dos científicos. Es que en los años 60. En la URSS, el científico Biryukov patentó un carrusel con KIEV 46%. Sin embargo, un poco más tarde, el ingeniero Blinov pudo utilizar el mismo diseño, pero con un indicador del 58% KIEV.

Turbinas hiperboloides

Las turbinas eólicas de tipo hiperboloide se basan en las ideas de un ingeniero como Vladimir Grigorievich Shukhov.

Las características de este tipo de turbina incluyen el hecho de que tiene una mayor área de trabajo del flujo de viento. Si comparamos este indicador con otras categorías de dispositivos, el tipo hiperboloide muestra resultados entre un 7% y un 8% mejores, según el área barrida. Este indicador es válido para aquellos tipos para los cuales zona de trabajo veleta de flujo de viento. Si comparamos este tipo, por ejemplo, con las turbinas Darrieus y Savonius, la diferencia será del 40-45%.

A propiedades especiales Esta categoría de unidades también incluye el hecho de que son capaces de trabajar con flujos de aire ascendentes. Es muy productivo si instala el generador cerca de un lago, pantano, ladera, etc.

Las ventajas de este tipo de turbinas incluyen el hecho de que la línea de contacto de la capa activa de aire que lava el hiperboloide será 1,6 veces más larga que la de un cilindro similar que gira como un generador eólico de rotor. Naturalmente, esto lleva a la conclusión de que el coeficiente acción útil será mayor en la misma cantidad.

Defectos

A pesar de las numerosas ventajas y características de estas turbinas, también presentan una serie de desventajas.

Los factores negativos incluyen el hecho de que cuando las palas del generador giran contra las corrientes de viento, este tipo de generador incurrirá en pérdidas importantes, lo que, a su vez, conducirá a una disminución de la eficiencia operativa de aproximadamente la mitad. La disminución de este indicador es muy notoria al comparar las turbinas verticales con las horizontales, que no presentan tales pérdidas.

Otra desventaja será que generador de viento vertical debe ser muy largo. Si lo coloca cerca del suelo, donde la velocidad del viento es mucho menor que en alta altitud, entonces puede haber problemas para arrancar el rotor, que necesita un empujón para empezar a funcionar. No arrancará solo. Por supuesto, se pueden instalar torres especiales para elevar las palas, pero la parte inferior del rotor seguirá estando demasiado baja.

Otras desventajas incluyen el hecho de que en invierno se forman carámbanos en las aspas de los generadores eólicos. También vale la pena señalar un gran número de El ruido que hacen las turbinas cuando están en funcionamiento. Algunas de las instalaciones incluso son capaces de producir infrasonidos nocivos durante su funcionamiento. Provoca vibraciones, que pueden provocar que los cristales, las ventanas y los platos vibren.

Dato curioso: en RimWorld se utilizaron turbinas eólicas como fuente de energía.

Los minerales extraídos de las profundidades de la tierra y utilizados por la humanidad como recursos energéticos, lamentablemente, no son ilimitados. Cada año su valor aumenta, lo que se explica por una reducción en los niveles de producción. Una opción de suministro de energía alternativa y en crecimiento son las plantas de energía eólica para el hogar. Ellos Le permite convertir la energía eólica en corriente alterna., que permite cubrir todas las necesidades eléctricas de cualquier electrodomésticos. La principal ventaja de estos generadores es su absoluto respeto al medio ambiente, así como el uso gratuito de electricidad. cantidad ilimitada años. Se analizarán más a fondo qué otras ventajas tiene un generador eólico para el hogar, así como las características de su funcionamiento.

Incluso los antiguos notaron que el viento puede volverse un gran asistente en la realización de muchas obras. Molinos de viento, que permitió convertir el grano en harina sin gastar propia fuerza, se convirtieron en los fundadores de los primeros generadores eólicos.

Las plantas de energía eólica constan de una serie de generadores capaces de recibir, convertir y almacenar la energía eólica en corriente alterna. Pueden proporcionar fácilmente a toda una casa electricidad que surge de la nada.

Sin embargo, hay que decir que Los costos de los equipos y su mantenimiento no siempre son más baratos. que el coste de las redes eléctricas centrales.

Ventajas y desventajas

Por lo tanto, antes de unirse a los defensores de la energía libre, es necesario darse cuenta de que las plantas de energía eólica no sólo tienen ventajas, sino también ciertas desventajas. De aspectos positivos El uso de la energía eólica en la vida cotidiana se puede distinguir de la siguiente manera:

el método es absolutamente respetuoso con el medio ambiente y no daña ambiente;
simplicidad de diseño;
facilidad de uso;
independencia de las redes eléctricas.

Los minigeneradores domésticos pueden proporcionar electricidad parcialmente o convertirse en un sustituto completo de ella, transformándose en plantas de energía.

Sin embargo, no debemos olvidarnos de defectos, que son:

alto costo del equipo;
la recuperación de la inversión no se produce antes de 5 a 6 años de uso;
factores de eficiencia relativamente pequeños, razón por la cual la potencia se ve afectada;
Requiere equipos costosos: una batería y un generador, sin los cuales la estación no puede funcionar en días sin viento.

Para no gastar mucho dinero, antes de comprarlo todo equipo necesario, se debe evaluar la rentabilidad de la central eléctrica. Para ello, calcule la potencia media de la casa (esto incluye la potencia de todos los aparatos eléctricos utilizados), el número de días de viento al año y también evalúe el área donde se ubicarán las turbinas eólicas.

Principales elementos estructurales

La simplicidad de la construcción de una central eléctrica se explica por su primitivismo. elementos estructurales.

Para utilizar la energía eólica, necesitarás estos detalles:

palas eólicas: capturan el flujo del viento y transmiten el impulso al generador eólico;
generador eólico y controlador: contribuyen a la conversión del impulso en corriente continua;
batería – almacena energía;
Inversor: ayuda a convertir la corriente continua en corriente alterna.

El viento es una forma de energía solar. Los vientos son causados por el calentamiento desigual de la atmósfera por el sol, la estructura irregular de la superficie terrestre y su rotación. Las trayectorias de los flujos de viento cambian según el paisaje de la tierra, las masas de agua y la vegetación. La gente utiliza el viento o la energía eólica para muchos fines: navegar, volar cometas e incluso generar electricidad. Los términos "energía eólica" y "energía eólica" describen el proceso de utilizar el viento para generar energía mecánica o electricidad. Las turbinas eólicas (generadores eólicos) convierten la energía cinética del viento en energía mecánica, que puede utilizarse para una serie de tareas específicas, como moler grano o bombear agua.

Entonces, ¿cómo producen electricidad las turbinas eólicas? En pocas palabras, una turbina eólica funciona frente a un ventilador. En lugar de utilizar electricidad para generar viento, como un ventilador, las turbinas eólicas utilizan el viento para generar electricidad. El viento hace girar las aspas, que hacen girar un eje conectado a un generador que produce electricidad.

Esta vista aérea de una "planta de energía eólica" muestra cómo un grupo de turbinas eólicas puede producir electricidad para las redes de consumo. A través de líneas de transmisión y distribución llega a hogares, empresas, escuelas, etc.

Tipos de turbinas eólicas

Las turbinas modernas se dividen en dos grupos principales: de eje horizontal y de eje vertical, similares al modelo "batidor" de Darrieus, que lleva el nombre de su inventor francés. Las turbinas de eje horizontal suelen tener dos o tres palas. Estas turbinas de tres palas funcionan "contra el viento", con las palas orientadas al viento.

La turbina GE Wind Energy de 3,6 megavatios es una de las más grandes jamás instaladas:

turbinas tamaño más grande más efectivo. Y en términos de precio también.

Tamaños de aerogeneradores

El rango de tamaño de las turbinas a escala de "servicio" se extiende desde 100 kilovatios hasta varios megavatios. Las grandes turbinas se agrupan en "parques eólicos" que suministro al por mayor electricidad en la red eléctrica.

Se utilizan pequeñas turbinas individuales de menos de 100 kW para alimentar viviendas, antenas de telecomunicaciones o bombas de agua. A veces se utilizan turbinas pequeñas junto con generadores diesel, baterías y paneles solares. Estos sistemas se denominan "sistemas eólicos híbridos" y se utilizan en lugares remotos donde no es posible la conexión a la red eléctrica.

Dentro de una turbina eólica

Anemómetro	Anemómetro	Mide la velocidad del viento y transmite datos de velocidad al controlador.
Cuchillas	Cuchillas	La mayoría de las turbinas tienen dos o tres palas. El viento que pasa a través de las aspas hace que “volen hacia arriba” y giren.
Freno	Freno	Freno de disco, con accionamiento mecánico, eléctrico o hidráulico para detener el rotor en situaciones críticas.
Controlador	Controlador	El controlador de control arranca la máquina a velocidades del viento de aproximadamente 8...16 mph y apaga la máquina a aproximadamente 55 mph. Las turbinas no funcionan con velocidades de viento superiores a 55 mph porque los vientos fuertes pueden destruirlas.
Caja de cambios	Transmisión	Conecta mecánicamente el eje de la turbina de baja velocidad con el de alta velocidad, aumentando la velocidad de rotación de 30...60 rpm a 1000...1800 rpm, es decir, hasta la velocidad requerida por la mayoría de generadores para generar electricidad. La caja de cambios es una parte costosa (y pesada) de una turbina eólica, y los ingenieros están explorando generadores de "accionamiento directo" que funcionan a velocidades de rotación más bajas y no necesitan cajas de engranajes.
Generador	Generador	Normalmente, un generador de inducción estándar que produce energía CA de 60 Hercios (para EE. UU.).
Eje de alta velocidad	Eje de alta velocidad	Alimenta el generador.
Eje de baja velocidad	Eje de baja velocidad	El rotor hace girar este eje a una velocidad de aproximadamente 30...60 revoluciones por minuto.
Góndola	Góndola	La góndola está situada en la parte superior de la torre y contiene la caja de cambios, los ejes de baja y alta velocidad, el generador, el controlador de control y el freno. Algunas góndolas son lo suficientemente grandes como para que aterrice un helicóptero.
Paso	Rotación de la hoja	Las palas giran hacia el viento o en ángulo con él para controlar la velocidad del rotor y evitar que gire con vientos que son demasiado fuertes o demasiado débiles para generar electricidad.
Rotor	Rotor	Las palas y el cubo juntos se denominan rotor.
Torre	Torre	Las torres están hechas de tubo de acero(que se muestra aquí), de hormigón o con un diseño calado. Dado que la velocidad del viento aumenta con la altura, más torres altas permitir que las turbinas capturen más energía eólica y produzcan más electricidad.
Dirección del viento	Dirección del viento	Existen las denominadas turbinas "contra el viento", porque durante el funcionamiento se giran "de cara" al viento. Otras turbinas están diseñadas para funcionar en el lado de "sotavento", de espaldas al viento.
Veleta de viento	Veleta	Detecta la dirección del viento y transmite datos al controlador de control para orientar la turbina según la dirección del viento.
Unidad de guiñada	Unidad de góndola	Las turbinas contra el viento deben apuntar hacia el viento y el accionamiento de la góndola se utiliza para corregir la dirección del rotor a medida que cambia la dirección del viento. Las turbinas a favor del viento no requieren accionamiento del rotor, ya que el viento sopla por detrás.

En cuanto a las palas (con eje horizontal), me gustó el artículo de la revista “Modelist-Constructor”, 1993, nº 8. http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/%27%27Modelist-konstruktor%27%27/%27%27MK%27%27,1993,N08.%5Bdjv-002%5D.zip Está escrito claramente allí y principio de funcionamiento y cómo hacerlo.
En lugar de mirar esa prensa, es mejor leer (con atención) el libro de Fateev "Motores eólicos y turbinas eólicas".
Respecto a los aerogeneradores industriales dzen +1 [B] Tres palas como compromiso entre Por un lado, el deseo de asegurar la resistencia estructural de las palas y reducir las cargas dinámicas, reducir el coste de los aerogeneradores reduciendo el número de palas, para asegurar nivel permitido ruido aerodinámico y vibraciones, que aumentan al aumentar la velocidad de movimiento de las puntas de las palas y, por otro lado, el deseo de aumentar la eficiencia del aerogenerador, que aumenta al aumentar la velocidad del aerogenerador y el número de palas. [I] Libro de texto “Motores y turbinas eólicas” Fateeva E.M.
Una turbina de 3 palas tiene un momento de inercia constante con respecto al eje de orientación, independiente de la posición de las palas, por lo que no se producen vibraciones cuando el molino de viento está orientado. El de 2 palas tiembla al orientarse.
RE: Por qué 3 palas / Vitaly71 Bueno, en primer lugar, la eficiencia es la más alta para una sola pala, pero está dinámicamente desequilibrada. Y el sonido de una de dos palas es estridente, pero una de tres palas es esta última con un coeficiente alto, ya que aumentar la pala más allá de 3...5 NO CAMBIA la eficiencia, pero reduce fuertemente la VELOCIDAD de rotación, lo que significa consumo de material
Dependiendo de la velocidad del molino de viento, para KIEV máximo, hay relación óptima llenado de un aerogenerador y depende poco del número de palas; una turbina ideal es un número infinito de palas infinitamente estrechas. Los más equilibrados son 3, 6, 12, 18,..., 3 es el número mínimo.
Pero el sonido de la hoja de dos hojas no me molestó, a pesar de que afilé el filo equivocado por falta de atención.
¿Se trata de un gigavatio? Pero el viento ordinario (no atrapado) también provoca una amplia gama de vibraciones sonoras (incluida la INF), que presiona caóticamente sobre hojas, ramas de árboles, ventanas y paredes de edificios. E incluso en campo abierto, el viento presiona los oídos de una persona. Las tormentas y los terremotos también son generadores de infrasonidos. Los insectos y algunas plantas (plantas rodadoras) pueden ser arrastrados por las corrientes de aire. Prohibir todo esto urgentemente!!! :)))
Sí, esto es una tontería, rumores que fueron apoyados económicamente en los años 80 por los propietarios de las centrales térmicas. El problema con los molinos de viento de megavatios es que los pájaros (especialmente en el frío) se quedan y cagan alrededor de ellos, y si hay agujeros en su interior, intentan construir nidos en su interior. Yo mismo he visto nidos en molinos de viento.
Buenas tardes, caballeros. Sus conversaciones son interesantes, pero pido disculpas, tengo una pregunta, ¿alguien ha montado una turbina Gorlov (http://www.quietrevolution.com/), lo hice yo, pero no gira ni siquiera con vientos fuertes, si alguien sabe cuál es el secreto (hay un giro en alguna parte) no sé dónde)
Parece que otra persona quiere pisar un rastrillo. Hay una verdad simple, confirmada teórica y prácticamente más de una vez: todas las verticales están hechas para la belleza, pero no para el trabajo.
este llamado turbina de garganta: un rotor Darrieus normal, retorcido en espiral para reducir cargas repentinas a corto plazo. Pero además de reducir las cargas, el KIEV cae mucho y por eso, para que pueda girar, es necesario fabricar palas de muy alta calidad y tener un viento fuerte. Bueno, es bueno usarlo solo por motivos de belleza o para promocionar a algunos inversores por dinero.
Es decir, ¿nadie sabe lo que se necesita para hacerlo girar?
Palas de alta calidad y fuertes vientos.
El perfil de las palas debe ser preciso, las tiras planas no servirán. Además, hay buen viento y es necesario acelerarla hasta alcanzar la velocidad de funcionamiento; la turbina en sí no acelerará ni siquiera con buen viento. Frente a un molino de viento de eje horizontal, su CIV es casi 3 veces más pequeño. Se ve hermoso, nada que decir :)
perfil aerodinámico del ala? Y para acelerar puedes utilizar un rotor Savonius.
Se ha demostrado mediante cálculos y práctica que el perfil de la pala (cuerda) debe ser cercano al ideal, el plano frontal que refleja el flujo del viento en el ángulo de ataque donde se crea el exceso de presión puede ser plano, pero el plano trasero de la pala, para crear una mayor diferencia en la presión del aire detrás de la pala que delante de ella, debe ser convexa, sin crear masas de aire enrarecidas de manera uniforme. ¿Quizás algo anda mal?
Sí, mira cualquier atlas de perfiles aerodinámicos y mira qué tipo de perfiles son.
Sí, soy consciente de ellos.
En las turbinas grandes (relativamente hablando), las palas se controlan indirectamente, desde el exterior. Al menos en Crimea, en los parques eólicos, el control se realizaba desde una computadora personal, dependiendo de la carga, velocidad, etc.

¡Increíble! Pero sucederá pronto. Las fuentes de energía alternativas de tercera generación revolucionarán el mundo en su conjunto. El comienzo ya está hecho. Las turbinas eólicas son el futuro energético de la humanidad.

Introducción

A pesar de tipos alternativos Las tecnologías energéticas como, por ejemplo, las turbinas eólicas, siguen recibiendo inmerecidamente poca atención y se siguen desarrollando intensamente. Quizás pronto los poderosos del mundo Se entenderá que la minería imprudente hace más daño que bien, y vistas naturales Los trabajadores de la energía entrarán firmemente en nuestro vida diaria. Esta esperanza está íntimamente relacionada con el hecho de que hace algún tiempo se anunció la aparición de un aerogenerador de tercera generación.

¿Qué es un aerogenerador de tercera generación?

Tradicionalmente se cree que los dispositivos de primera generación que convertían la energía eólica eran velas de barco y alas de molino. Hace poco más de un siglo, con el desarrollo de la aviación, apareció un generador eólico de segunda generación, un mecanismo cuyo funcionamiento se basaba en los principios de la aerodinámica de las alas.

¡Fue un gran avance en ese momento! Aunque, si lo tomamos en su conjunto, los molinos de segunda generación son de baja potencia, porque debido a caracteristicas de diseño No puede trabajar con vientos fuertes. Por tanto, para recibir más electricidad era necesario aumentar de tamaño, lo que implicaba más gastos financieros para el desarrollo, producción, instalación y operación. Naturalmente, no podría permanecer así por mucho tiempo.

A principios de la década de 2000, los especialistas en desarrollo anunciaron la aparición de un generador eólico de tercera generación: una turbina eólica. El diseño, el principio de funcionamiento, la instalación y, lo más importante, la potencia del nuevo dispositivo son fundamentalmente diferentes de sus predecesores.

Dispositivo

Sencillez. Esta es exactamente la palabra que se puede utilizar para describir el diseño de un generador de turbina eólica. En comparación con los aerogeneradores de palas, un aerogenerador tiene un número mucho menor de unidades de trabajo y muchos más elementos fijos, lo que lo hace más resistente a diversas cargas estáticas y dinámicas.

Diseño de aerogeneradores:

carenado, hay interno y externo;
carenado del conjunto turbogenerador;
góndola;
turbina;
generador;
unidad de fijación dinámica.

De sistemas adicionales El aerogenerador está equipado con unidades de inversión, acumulación y control. No existen sistemas de ajuste de las palas y orientación al viento, tradicionales en un aerogenerador de palas. Este último se sustituye por un carenado, que también actúa como boquilla, capta el viento y aumenta su potencia. Si tenemos en cuenta que la energía del flujo de viento es igual a su velocidad en el cubo V3, entonces, debido a la presencia de la boquilla, esta fórmula se ve así: V3x4 = Ex64. Además, debido a su diseño cilíndrico, el carenado tiene la capacidad de autoajustarse a la dirección del viento.

Ventajas

Cualquier Nuevo producto o la invención siempre debe diferenciarse significativamente de sus predecesoras, y necesariamente en mejor lado. Todo esto se puede decir del nuevo aerogenerador con diseño turbo. Una de las principales ventajas de un aerogenerador es su resistencia a los fuertes vientos. Su diseño está diseñado de tal manera que funcionará de manera eficiente y segura más allá de los límites críticos para los aerogeneradores de palas convencionales: de 25 m/s a 60 m/s. Pero esta no es la única ventaja que tiene un aerogenerador, existen varias:

Falta de ondas infrasónicas. Finalmente, los científicos lograron resolver uno de los asuntos importantes que tienen los aerogeneradores. Es precisamente por la existencia de tales efecto secundario La APU (planta eólica) ha sido criticada por sus opositores energía alternativa, el infrasonido afecta negativamente al entorno de vida. Pero ahora, gracias a la ausencia de ondas infrasónicas, los generadores eólicos tipo turbina se pueden instalar incluso dentro de los límites de las ciudades.

La ausencia de palas elimina varias tareas a las que se enfrentaban los diseñadores y fabricantes del aerogenerador. En primer lugar, se eliminan importantes costes de esfuerzo y dinero para el control operativo de las turbinas eólicas de palas. En segundo lugar, la pala de la rueda de viento es la más elemento complejo Generador eólico en producción. La mayor parte del coste de una turbina eólica convencional es el coste de fabricación de las palas. Además, se conocen casos en los que, durante fuertes ráfagas de viento, la pala se rompió, esparciendo fragmentos a lo largo de cientos de metros.
Fácil de montar e instalar. Todo diseños complejos o las unidades son fabricadas y ensambladas por la planta de fabricación, solo las etapa final Montaje e instalación en el mástil. Además, la ligereza de los elementos estructurales permite utilizar los equipos de elevación más habituales a la hora de instalar el aerogenerador.
Diagrama de conexión. A diferencia de una APU de palas, la turbina está conectada a través de esquema estándar. Este hecho no se ve afectado en modo alguno por aquellos especificaciones técnicas, que propone futuro propietario Turbina eólica.
La larga vida útil se debe a los materiales con los que están fabricados el aerogenerador y sus piezas individuales. Considerando trabajo preventivo, que son obligatorios al operar una turbina eólica, la vida útil del dispositivo puede ser de hasta 50 años.

Geografía del funcionamiento de la turbina APU.

Lo más real y lugar optimo La instalación de un aerogenerador de turbina se realizará en la orilla de un lago o mar. Cerca de cuerpos de agua, un generador eólico de este tipo funcionará prácticamente todo el año, porque gracias a su dispositivo de boquilla es muy sensible a las ligeras brisas y otras leves manifestaciones de viento con una velocidad de 2 m/seg.

Con el mismo éxito, VST funcionará dentro de la ciudad, donde un generador eólico convencional no puede funcionar por varias razones bien conocidas:

Inseguridad de los aerogeneradores de palas.
Los infrasonidos que emiten.
La velocidad mínima del viento para el funcionamiento de un aerogenerador de palas es de 4 m/seg.

Un dato interesante que demuestra la ventaja de VTU.

Uno de los pilares en los que se basa la posición de los que se oponen a las energías alternativas es que las centrales eólicas interfieren en el funcionamiento de los equipos de localización. Durante el funcionamiento, el aerogenerador interfiere con el paso de las ondas de radio. Teniendo en cuenta el tamaño de cada una de las plantas de energía eólica, que pueden oscilar entre varias decenas y cientos de kilómetros cuadrados, está claro por qué los gobiernos de muchos países han comenzado a bloquear proyectos de energía alternativa a nivel estatal: esto es una amenaza directa a la seguridad nacional. .

Por este motivo, una empresa francesa que produce componentes para aerogeneradores asumió no es una tarea fácil desde el punto de vista de la ejecución, hacer que las propias centrales eólicas sean invisibles para los radares, y no el espacio alrededor del generador eólico. Para ello se utilizará la experiencia adquirida en la fabricación de aviones Stealth. Está previsto que se lancen nuevos componentes al mercado en 2015.

Pero ¿dónde está el hecho que demuestra la ventaja del VST sobre las turbinas eólicas de palas? Pero el hecho es que las turbinas eólicas no interfieren con el funcionamiento de los equipos de localización, incluso sin la costosa tecnología Stealth.

Perspectivas para el desarrollo de energías eólicas alternativas.

Los primeros intentos de empezar a utilizar un aerogenerador en escala industrial se emprendieron a mediados del siglo pasado, pero no tuvieron éxito. Esto se debió al hecho de que los recursos petroleros eran relativamente baratos y la construcción de centrales eólicas no era rentable. Pero, literalmente, 25 años después, la situación ha cambiado radicalmente.

Las fuentes de energía alternativas comenzaron a desarrollarse intensamente en los años 70 del siglo pasado, después de que el ritmo de la ingeniería mecánica en el mundo aumentara drásticamente y los países enfrentaran una escasez de petróleo, lo que condujo a la crisis del petróleo de 1973. Luego, por primera vez, el sector energético no tradicional de algunos países recibió apoyo gubernamental y el generador eólico comenzó a utilizarse a escala industrial. En los años 80, la industria mundial de la energía eólica comenzó a volverse autosuficiente y hoy países como Dinamarca, Alemania y Australia son casi un 30% autosuficientes desde el punto de vista energético. fuentes alternativas energía, incluidas las centrales eólicas.

Desafortunadamente, y quizás afortunadamente, la tendencia del año pasado en el mercado petrolero con precios inestables del petróleo nos hace pensar seriamente que los tiempos en que el petróleo barato era bueno han quedado en el pasado. Hoy en día, para muchos países, cuanto más barato es el petróleo, más rentable les resulta desarrollar energías no tradicionales; esto se aplica principalmente a los países de la CEI. Por tanto, existen condiciones previas para que se desarrolle la energía eólica. Veamos cómo será.