Kako radi vjetroturbina? Vjetroturbine - šest puta više energije Dizajn i karakteristike vjetroturbina

Za korištenje energije vjetra, trebat će vam ovi detalji:

• lopatice vjetra - hvataju strujanje vjetra, prenoseći impuls generatoru vjetra;
• vjetrogenerator i regulator - doprinose pretvaranju impulsa u istosmjernu struju;
• baterija – skladišti energiju;
• pretvarač - pomaže pretvoriti istosmjernu struju u izmjeničnu.

Vjetar je oblik sunčeve energije. Vjetrovi nastaju neravnomjernim zagrijavanjem atmosfere suncem, nepravilnom građom zemljine površine i njezinom rotacijom. Putanje strujanja vjetra mijenjaju krajolik zemlje, vodene površine i vegetacija. Ljudi koriste vjetar ili energiju vjetra u mnoge svrhe: jedrenje, letenje zmajevima, pa čak i za proizvodnju električne energije. Izrazi "energija vjetra" i "energija vjetra" opisuju proces korištenja vjetra za proizvodnju mehanička energija ili struja. Vjetroturbine (vjetrogeneratori) pretvaraju kinetičku energiju vjetra u mehaničku energiju, koja se može koristiti za niz specifičnih zadataka, poput mljevenja žitarica ili crpljenja vode.

Dakle, kako vjetroturbine proizvode električnu energiju? Jednostavno rečeno, vjetroturbina radi suprotno od ventilatora. Umjesto da koriste električnu energiju za stvaranje vjetra, poput ventilatora, vjetroturbine koriste vjetar za stvaranje električne energije. Vjetar okreće lopatice, koje okreću osovinu spojenu na generator koji proizvodi električnu energiju.

Ovaj pogled odozgo na "vjetroelektranu" pokazuje kako skupina vjetroturbina može proizvoditi električnu energiju za potrošačke mreže. Preko prijenosnih i distribucijskih vodova dospijeva u domove, poslovne prostore, škole i tako dalje.

Vrste vjetroturbina

Moderne turbine spadaju u dvije glavne skupine: s vodoravnom osi i s okomitom osi, slično Darrieusovom modelu "beater", nazvanom po svom francuskom izumitelju. Turbine s vodoravnom osovinom obično imaju dvije ili tri lopatice. Ove turbine s tri lopatice rade "uz vjetar", s lopaticama okrenutim prema vjetru.

Turbina GE Wind Energy od 3,6 megavata jedna je od najvećih ikada instaliranih:

Turbine veća veličina učinkovitije. I u pogledu cijene također.

Veličine vjetroturbina

Raspon veličina "servisnih" turbina proteže se od 100 kilovata do nekoliko megavata. Velike turbine grupirane su u "vjetroelektrane" koje opskrba na veliko električne energije u elektroenergetskoj mreži.

Male pojedinačne turbine ispod 100 kW koriste se za napajanje domova, telekomunikacijskih antena ili pumpi za vodu. Male turbine ponekad se koriste u kombinaciji s dizel generatori, baterije i solarni paneli. Ovi sustavi nazivaju se "hibridni vjetrosustavi" i koriste se na udaljenim lokacijama gdje nije moguće spajanje na električnu mrežu.

Unutar vjetroturbine

• Što se tiče lopatica (s vodoravnom osi), svidio mi se članak iz časopisa "Modelist-Constructor", 1993., br. 8. http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/%27%27Modelist-konstruktor%27%27/%27%27MK%27%27,1993,N08.%5Bdjv-002%5D.zip Jasno je napisano tamo i princip rada i kako to učiniti.
• Umjesto da gledate takav tisak, bolje je (zamišljeno) pročitati Fateevljevu knjigu “Vjetromotori i vjetroturbine”
• Što se tiče industrijskih vjetroturbina dzen +1 [B] Tri lopatice kao kompromis između S jedne strane, želja da se osigura strukturna čvrstoća lopatica i smanje dinamička opterećenja, da se smanje troškovi vjetroturbina smanjenjem broja lopatica, osigurati dopuštena razina aerodinamičke buke i vibracija, koje se povećavaju s povećanjem brzine kretanja vrhova lopatica i, s druge strane, želja za povećanjem učinkovitosti vjetroturbine, koja se povećava s povećanjem brzine vjetroagregata i broja lopatica. [I] Udžbenik “Vjetromotori i vjetroturbine” Fateeva E.M.
• Turbina s 3 lopatice ima konstantan moment inercije u odnosu na orijentacijsku os, neovisno o položaju lopatica, stoga nema vibracija kada je vjetrenjača orijentirana. Onaj s 2 oštrice trese se prilikom orijentiranja.
• RE: Zašto 3 oštrice / Vitaly71 Pa, prije svega, učinkovitost je najveća za jednu oštricu, ali je dinamički neuravnotežena. I zvuk dvokrake je očigledan, ali trokraka je potonja s visokim koeficijentom, budući da povećanje oštrice iznad 3...5 NE MIJENJA učinkovitost, ali snažno smanjuje BRZINU rotacije, što znači utrošak materijala
• Ovisno o brzini vjetrenjača, za maksimalnu KIJEV, postoji optimalan omjer punjenje vjetroturbine i malo ovisi o broju lopatica; idealna turbina je beskonačan broj beskonačno uskih lopatica. Najuravnoteženiji su 3, 6, 12, 18, ..., 3 je minimalni broj.
• Ali zvuk oštrice s dvije oštrice nije mi smetao, iako sam nepažnjom naoštrio krivu oštricu.
• radi se o gigavatu??? Ali obični (neuhvaćeni) vjetar također uzrokuje širok raspon zvučnih vibracija (uključujući INF), kaotično pritiskajući lišće, grane drveća, prozore i zidove zgrada. Čak i na otvorenom polju, vjetar pritišće čovjeku uši. Grmljavinske oluje i potresi također su generatori infrazvuka. Kukci i neke biljke (tumbleweeds) mogu biti odnesene zračnim strujama. Hitno sve ovo zabraniti!!! :)))
• Da, to su gluposti, glasine koje su 80-ih financijski podržali vlasnici termoelektrana. Problem s vjetrenjačama od megavata je što se ptice (pogotovo na hladnoći) zalijepe i seru oko njih, a ako su unutra rupe, pokušavaju unutra sagraditi gnijezda. I sam sam vidio gnijezda u vjetrenjačama.
• Dobar dan, gospodo. Vaši razgovori su zanimljivi, ali ja se ispričavam, imam pitanje, da li je netko montirao Gorlovljevu turbinu (http://www.quietrevolution.com/), ja sam je napravio, ali ne okreće se ni po jakom vjetru, ako je netko zna u čemu je tajna (negdje je zaplet) ne znam gdje)
• Izgleda da još jedna osoba želi stati na grablje. Postoji jednostavna istina, više puta potvrđena teorijski i praktično - sve su vertikale stvorene za ljepotu, ali ne i za posao.
• Ovaj tzv grlo turbine - redoviti Darrieusov rotor, upleten u spiralu za smanjenje iznenadnih kratkotrajnih opterećenja. Ali osim smanjenja opterećenja, KIEV jako pada i stoga, da bi se vrtio, morate napraviti vrlo kvalitetne lopatice i imati jak vjetar. Dobro, dobro je koristiti ga samo za ljepotu ili promovirati neke investitore za novac.
• Odnosno, nitko ne zna što je potrebno da se zavrti?
• Visokokvalitetne oštrice i jak vjetar.
• Profil oštrica mora biti precizan; ravne trake neće raditi. Plus ima dobar vjetar i treba ga ubrzati na radnu brzinu, sama turbina neće ubrzati ni po dobrom vjetru. U odnosu na vjetrenjaču s vodoravnom osi, njezin CIV je gotovo 3 puta manji. Lijepo izgleda, nema se što reći :)
• aeroprofil krila? A za ubrzanje možete koristiti Savoniusov rotor.
• Proračunima i praksom je dokazano da profil lopatice (tetiva) treba biti blizak idealnom, prednja ravnina koja reflektira strujanje vjetra duž napadnog kuta gdje se stvara nadtlak može biti ravna, ali stražnja ravnina lopatice lopatica, da bi se stvorila veća razlika u tlaku zraka iza lopatice nego ispred nje, treba biti konveksna, a ne ravnomjerno stvarati razrijeđene zračne mase. Možda nešto nije u redu?
• Da, pogledajte bilo koji atlas aerodinamičkih profila i vidite kakvi su to profili.
• Da, svjestan sam ih.
• U velikim turbinama (relativno govoreći), lopaticama se upravlja neizravno, izvana. Barem na Krimu, u vjetroelektranama se upravljalo s osobnog računala, ovisno o opterećenju, brzini itd.

Nevjerojatan! Ali dogodit će se uskoro. Treća generacija alternativnih izvora energije će revolucionirati svijet u cjelini. Početak je već napravljen. Vjetroturbine su elektroenergetska budućnost čovječanstva.

Uvod

Iako alternativne vrste Energetske tehnologije poput vjetroturbina, primjerice, još uvijek dobivaju nezasluženo malo pozornosti, nastavljaju se intenzivno razvijati. Možda uskoro moćnici svijeta to će se shvatiti da nepromišljeno rudarenje čini više štete nego koristi, i prirodni pogledi energetski radnici će čvrsto ući u naše svakodnevni život. Ta je nada usko povezana s činjenicom da je prije nekog vremena najavljena pojava treće generacije vjetrogeneratora.

Što je generator vjetra treće generacije

Tradicionalno se vjeruje da su uređaji prve generacije koji su pretvarali energiju vjetra bila obična brodska jedra i krila mlinova. Prije nešto više od jednog stoljeća, s razvojem zrakoplovstva, pojavio se vjetrogenerator druge generacije - mehanizam čiji se rad temeljio na principima aerodinamike krila.

Bio je to proboj u to vrijeme! Iako, ako uzmemo u cjelini, vjetrenjače druge generacije su male snage, jer zbog značajke dizajna ne može raditi po jakom vjetru. Stoga je za dobivanje više električne energije bilo potrebno povećati veličinu, što je podrazumijevalo dodatne financijski rashodi za razvoj, proizvodnju, instalaciju i rad. Naravno, nije moglo dugo ostati ovako.

Početkom 2000-ih, stručnjaci za razvoj najavili su pojavu treće generacije vjetrogeneratora - vjetroturbine. Dizajn, princip rada, instalacija i, što je najvažnije, snaga novog uređaja bitno se razlikuju od svojih prethodnika.

Uređaj

Jednostavnost. To je upravo riječ kojom se može opisati dizajn generatora vjetroturbine. U usporedbi s vjetrogeneratorima s lopaticama, vjetroturbina ima znatno manji broj radnih jedinica i mnogo više fiksnih elemenata, što je čini otpornijom na različita statička i dinamička opterećenja.

Dizajn vjetroturbine:

• oplata, postoji unutarnja i vanjska;
• oplata sklopa turbogeneratora;
• gondola;
• turbina;
• generator;
• dinamička jedinica za pričvršćivanje.

Iz dodatni sustavi Vjetrogenerator je opremljen inverzijom, akumulacijom i regulacijom. Ne postoje sustavi za podešavanje lopatica i orijentacije prema vjetru, tradicionalni za vjetrogenerator s lopaticama. Potonji je zamijenjen oblogom, koja također djeluje kao mlaznica, hvata vjetar i povećava njegovu snagu. Ako uzmemo u obzir da je energija toka vjetra jednaka njegovoj brzini u kocki V3, tada zbog prisutnosti mlaznice ova formula izgleda ovako: V3x4 = Ex64. Štoviše, zbog svog cilindričnog dizajna, oplata ima mogućnost samopodešavanja smjeru vjetra.

Prednosti

Bilo koje Novi proizvod ili se izum uvijek mora značajno odudarati od svojih prethodnika, i to nužno u bolja strana. Sve se to može reći o novom vjetrogeneratoru s turbo dizajnom. Jedna od glavnih prednosti vjetroturbina je njihova otpornost na jake vjetrove. Njegov dizajn je dizajniran na takav način da će raditi učinkovito i sigurno izvan kritičnih granica za konvencionalne vjetroturbine s lopaticama: od 25 m/s do 60 m/s. Ali to nije jedina prednost koju vjetroturbina ima, ima ih nekoliko:

1. Nedostatak infrazvučnih valova. Napokon su znanstvenici uspjeli riješiti jedan od važna pitanja koje vjetroturbine imaju. Upravo zbog postojanja takvih nuspojava Protivnici su kritizirali APU (vjetroelektranu). Alternativna energija, infrazvuk negativno utječe na životni okoliš. Ali sada, zahvaljujući odsutnosti infrazvučnih valova, vjetrogeneratori turbinskog tipa mogu se instalirati čak i unutar granica grada.



2. Nedostatak lopatica eliminira nekoliko zadataka s kojima su se suočili dizajneri i proizvođači vjetrogeneratora. Prvo, eliminiraju se značajni troškovi truda i novca za radnu kontrolu vjetroturbina s lopaticama. Drugo, oštrica kotača vjetra je najviše složeni element vjetrogenerator u proizvodnji. Lavovski udio u trošku konvencionalne vjetroturbine je trošak proizvodnje lopatica. Osim toga, poznati su slučajevi kada se tijekom jakih naleta vjetra oštrica slomila, raspršujući fragmente na stotine metara.
3. Lako se sastavlja i postavlja. svi složeni dizajni ili su jedinice proizvedene i sastavljene od strane proizvodnog pogona, samo završna faza montaža i ugradnja na jarbol. Osim toga, lakoća konstrukcijskih elemenata omogućuje vam korištenje najobičnije opreme za podizanje prilikom ugradnje generatora vjetra.
4. Dijagram povezivanja. Za razliku od APU-a s lopaticama, turbina je povezana preko standardna shema. Oni ni na koji način ne utječu na ovu činjenicu Tehničke specifikacije, koji stavlja naprijed budući vlasnik Vjetroturbina.
5. Dug životni vijek je zbog materijala od kojih je izrađen vjetrogenerator i njegovi pojedinačni dijelovi. S obzirom preventivni rad, koji su obvezni pri radu vjetroturbine, radni vijek uređaja može biti do 50 godina.



Geografija rada turbinskih APU

Najstvarniji i optimalno mjesto instalacija turbine vjetrogeneratora bit će na obali jezera ili mora. U blizini vodenih tijela, takav generator vjetra će raditi praktično tijekom cijele godine, jer je zahvaljujući svojoj mlaznici vrlo osjetljiv na lagani povjetarac i druge najmanje pojave vjetra brzine 2 m/s.

S istim uspjehom, VST će raditi u gradu, gdje konvencionalni generator vjetra ne može raditi iz niza dobro poznatih razloga:

1. Nesigurnost vjetroturbina s lopaticama.
2. Infrazvuk koji emitiraju.
3. Minimalna brzina vjetra za rad lopatičnog vjetrogeneratora je 4 m/s.

Zanimljiva činjenica koja dokazuje prednost VTU-a

Jedan od temelja na kojem se temelji stav protivnika alternativne energije je da vjetroelektrane ometaju rad lokacijske opreme. Tijekom rada, generator vjetra ometa prolaz radio valova. S obzirom na veličinu pojedinih vjetroelektrana, koja može iznositi od nekoliko desetaka do stotina četvornih kilometara, jasno je zašto su vlade mnogih zemalja počele blokirati projekte alternativne energije na državnoj razini – riječ je o izravnoj prijetnji nacionalnoj sigurnosti .


Iz tog se razloga zauzela francuska tvrtka koja proizvodi komponente za vjetrogeneratore nije lak zadatak s aspekta izvedbe - da same vjetroelektrane budu nevidljive za radare, a ne prostor oko vjetrogeneratora. U tu svrhu koristit će se iskustvo stečeno u proizvodnji Stealth zrakoplova. Planirano je da nove komponente budu puštene na tržište u 2015. godini.

Ali gdje je činjenica koja dokazuje prednost VST-a u odnosu na vjetroturbine s lopaticama? No činjenica je da vjetroturbine ne ometaju rad lokacijske opreme ni bez skupe Stealth tehnologije.

Perspektive razvoja alternativne energije vjetra

Prvi pokušaji da se počne koristiti vjetrogenerator u industrijsko mjerilo poduzeti su još sredinom prošlog stoljeća, ali su bili neuspješni. Razlog tome je činjenica da su izvori nafte bili relativno jeftini, a izgradnja vjetroelektrana nerentabilno skupa. Ali doslovno 25 godina kasnije situacija se radikalno promijenila.

Alternativni izvori energije počeli su se intenzivno razvijati 70-ih godina prošlog stoljeća, nakon što je ritam strojogradnje u svijetu naglo porastao, a zemlje suočene s nestašicom nafte, što je dovelo do naftne krize 1973. godine. Tada je po prvi put netradicionalni energetski sektor u nekim zemljama dobio državnu potporu i vjetrogenerator se počeo koristiti u industrijskim razmjerima. U 80-ima je globalna industrija energije vjetra počela postajati samodostatna, a danas su zemlje poput Danske, Njemačke i Australije gotovo 30% samodostatne od alternativni izvori energije, uključujući vjetroelektrane.


Nažalost, a možda i na sreću, prošlogodišnji trend na naftnom tržištu s nestabilnim cijenama nafte tjera nas da ozbiljno pomislimo da su vremena kada je jeftina nafta bila dobra prošlost. Danas, za mnoge zemlje, što je jeftinija nafta, to je isplativije razvijati netradicionalnu energiju; to se prvenstveno odnosi na zemlje ZND-a. Dakle, postoje preduvjeti za razvoj energije vjetra. Da vidimo kako će biti.