Kako delujejo vetrne turbine. Inovativna vetrna turbina z navpično osjo (VAWT) za proizvodnjo električne energije
Vetrna energija se aktivno razvija po vsem svetu in že dolgo ni nikomur skrivnost, da je to eno najbolj obetavnih področij alternativne energije na svetu. ta trenutek. Do sredine leta 2014 je bila skupna zmogljivost vseh nameščenih vetrnih turbin na svetu 336 gigavatov, največja in najmočnejša vertikalna trikraka vetrna turbina Vestas-164 pa je bila nameščena in lansirana v začetku leta 2014 na Danskem. Njegova moč doseže 8 megavatov, razpon lopatic pa 164 metrov.
Kljub dolgotrajni tehnologiji izdelave lopatičnih turbin in nasploh mlinov na veter si mnogi navdušenci prizadevajo izboljšati tehnologijo, povečati njeno učinkovitost in zmanjšati negativne dejavnike.
Kot je znano, faktor izrabe energije toka vetra y in najboljšem primeru doseže 30 %, so precej hrupni in motijo naravno toplotno ravnovesje bližnjih območij, ponoči dvigujejo temperaturo površinskega sloja zraka. Prav tako so zelo nevarne za ptice in zasedajo velike površine.
Kakšne alternative obstajajo? Pravzaprav ustvarjalnost sodobnih izumiteljev ne pozna meja in je raznolika alternative veliko izumljenih.
Oglejmo si 5 najbolj nenavadnih alternativnih modelov vetrnih turbin v industriji.
Od leta 2010 ameriško podjetje Altaeros Energies s sedežem na Massachusetts Research Institute razvija novo generacijo vetrnih turbin. Nova vrsta vetrne turbine je zasnovana za delovanje na nadmorski višini do 600 metrov, kamor običajne vetrne turbine enostavno ne dosežejo. Prav na tako visokih nadmorskih višinah nenehno pihajo najmočnejši vetrovi, ki so 5-8-krat močnejši od vetrov ob površju zemlje.
Generator je napihljiva struktura, podobna zračni ladji, napolnjeni s helijem, v kateri je na vodoravni osi nameščena trikraka turbina. Takšen vetrni generator so leta 2014 izstrelili na Aljaski na višino okoli 300 metrov za testiranje 18 mesecev.
Razvijalci trdijo, da bo ta tehnologija zagotavljala elektriko po ceni 18 centov na kilovatno uro, kar je dvakrat ceneje od običajnih stroškov vetrne energije na Aljaski. V prihodnosti lahko takšni generatorji nadomestijo dizelske elektrarne in najdejo uporabo na problematičnih območjih.
V prihodnosti ta naprava ne bo samo generator električne energije, ampak tudi del vremenske postaje in priročno sredstvo za zagotavljanje interneta na območjih, ki so daleč od ustrezne infrastrukture.
Po namestitvi tak sistem ne zahteva prisotnosti osebja, ne traja velika površina in skoraj tiho. Lahko ga upravljate na daljavo in zahteva Vzdrževanje le enkrat na 1-1,5 leta.
Še ena zanimiva rešitev za ustvarjanje nenavadne zasnove vetrne elektrarne se izvaja v Združenih državah Združeni Arabski Emirati. Nedaleč od Abu Dabija se gradi mesto Madsar, v katerem nameravajo zgraditi precej nenavaden vetrna elektrarna razvijalci imenujejo "Windstalk".
Ustanovitelj newyorškega oblikovalskega podjetja Atelier DNA, ki razvija zasnovo tega projekta, je povedal, da je bila glavna ideja najti kinetični model v naravi, ki bi lahko služil za pridobivanje električne energije, in takšen model je bil tudi najden. 1203 stebel iz ogljikovih vlaken, vsako je visoko okoli 55 metrov, z betonski temelji 20 metrov širine, bodo nameščene na razdalji 10 metrov med njima.
Stebla bodo ojačana z gumo, na dnu bodo široka približno 30 cm in se bodo zožila do 5 centimetrov. Vsako takšno steblo bo vsebovalo izmenjujoče se plasti elektrod in keramičnih diskov iz piezoelektričnega materiala, ki ustvarja elektrika ko je izpostavljen pritisku.
Ko se stebla zibljejo v vetru, se diski stisnejo in ustvarijo električni tok. Brez hrupa vetrnih turbin, brez žrtev ptic, nič drugega kot veter.
Ideja je nastala ob opazovanju trstičja, ki se je majalo v močvirju.
Projekt Windstalk Atelier DNA je osvojil drugo mesto na natečaju Land Art Generator, ki ga sponzorira Madsar, da bi izbral najboljše umetniško delo iz mednarodnih prijav, ki lahko proizvaja energijo iz obnovljivih virov.
Površina, ki jo bo zasedala ta nenavadna vetrna elektrarna, bo obsegala 2,6 ha, po moči pa bo ustrezala običajni vetrni turbini na podobni površini. Sistem je učinkovit zaradi odsotnosti izgub zaradi trenja, ki so značilne za tradicionalne mehanske sisteme.
Na dnu vsakega stebla bo generator, ki pretvarja navor iz stebla prek sistema amortizerjev in valjev, podobno sistemu Levant Power, razvitem v Cambridgeu v Massachusettsu.
Ker veter ni stalen, bodo uporabili sistem za shranjevanje energije, tako da bo mogoče shranjeno energijo uporabiti tudi, ko ni vetra, pojasnjujejo sodelavci projekta.
Na vrhu vsakega stebla bo nameščena LED svetilka, katere svetlost bo neposredno odvisna od moči vetra in količine proizvedene električne energije v tem trenutku.
Windstalk bo deloval na kaotičnem nihanju, kar vam omogoča, da elemente postavite veliko bližje skupaj, kot je to mogoče pri običajnih vetrnih turbinah z lopaticami.
Podoben projekt Wavestalk se razvija za pretvorbo energije oceanskih tokov in valov, kjer bi bil podoben sistem obrnjen na glavo pod vodo.
Projekt, ki ga je razvil tunizijski Saphon Energy, je kot Windstalk vetrni generator brez lopatic, toda tokrat ima naprava obliko jadra.
Ta tihi generator, oblikovan kot satelitski krožnik, so poimenovali Saphonian. Nima vrtljivih delov in je popolnoma varen za ptice. Zaslon generatorja se pod vplivom vetra premika naprej in nazaj, kar ustvarja nihanje v hidravličnem sistemu.
Cilj projekta je izboljšati delovanje vetrnih generatorjev glede na izrabo vetrnega toka. Veter je dobesedno vprežen v jadro, ki se pod njegovim delovanjem premika naprej in nazaj, medtem ko ni ne lopatic, ne rotorja, ne zobnikov. Ta interakcija vam omogoča pretvorbo več kinetične energije v mehansko energijo z uporabo batov.
Energijo lahko shranjujemo v hidravličnih akumulatorjih ali jo pretvorimo v električno energijo s pomočjo generatorja ali pa jo uporabimo za vrtenje kakšnega mehanizma. Če imajo običajne vetrne turbine 30-odstotni izkoristek, potem ta jadralni generator daje vseh 80%. Njegova učinkovitost presega vetrnice z rezili za 2,3-krat.
Zaradi odsotnosti dragih komponent, kot je to v primeru vetrne turbine (lopatice, pesta, menjalniki), se pri Saphonianu stroški opreme znižajo do 45 %.
Aerodinamična oblika Saphoniana ima to prednost, da turbulentni tokovi vetra malo vplivajo na telo jadra, aerodinamična sila pa se le poveča. Prav zaradi turbulenc se vetrne elektrarne ne uporabljajo v urbanih območjih, tam pa se lahko uporablja tudi Saphonian. Poleg tega so škodljivi akustični in vibracijski dejavniki čim manjši. Saphon Energy je prejel nagrado KPMG za svoja prizadevanja na področju inovativnosti.
Še en zelo revolucionaren pristop k izkoriščanju vetrne energije je že leta 2008 uvedel izumitelj – entuziast iz Kalifornije. Velike vetrne turbine za majhna mesta so velikosti 30-nadstropne stavbe, njihove lopatice pa dosegajo velikost kril boeinga 747.
Ti velikanski generatorji zagotovo proizvedejo veliko energije, vendar je proizvodnja, transport in namestitev takšnih sistemov zapletena in draga. Kljub temu se panoga vsako leto poveča za več kot 40 odstotkov. Tako je razmišljal Doug Selsum iz Kalifornije, preden se je lotil svojega ambicioznega cilja. Odločil se je, da je povsem mogoče dobiti več energije z manj materiali.
Z namestitvijo ducata ali več ducatov majhnih rotorjev na eno gred, povezano z enim generatorjem, je Doug končno dosegel svoj cilj. En konec dolge gredi je povezal z generatorjem, drugega konca pa v helijevih balonih izstrelil v nebo. Sistem je deloval po pričakovanjih.
Doug je v učbenikih prebral, da je turbina z enim rotorjem dovolj za doseganje maksimuma, vendar je Doug dvomil. Mislil je drugače: več kot je rotorjev, več vetrne energije je na voljo za uporabo.
Če je vsak rotor postavljen pod pravim kotom, bo vsak rotor dobil svoj veter, kar bo povečalo učinkovitost proizvodnje.
To seveda oteži fiziko, saj smo sedaj morali poskrbeti, da vsak rotor ujame svoj tok in ne le toka iz sosednjega rotorja. potrebno ugotoviti optimalen kot za gred glede na veter in idealno razdaljo med rotorjema. In na koncu je dobiček dosežen z manjšo uporabo materiala.
Leta 2003 je izumitelj prejel 75.000 dolarjev nepovratnih sredstev Kalifornijske komisije za energijo za razvoj 3000-vatne turbine s sedmimi rotorji. Izziv je bil uspešno kos in Doug Selsam je že prodal več kot 20 svojih 2000 vatnih turbin z dvojnim rotorjem več lastnikom stanovanj. Te naprave je zgradil v svoji primestni garaži.
Dougova ideja je bila ena redkih idej, ki ima dejansko vse možnosti za velik napredek v komercialnem svetu. Selsam pravi, da sta dva rotorja šele začetek. Verjetno bo nekoč videl svoje turbine z več rotorji miljo čez nebo.
Archimedes s sedežem v nizozemskem Rotterdamu se je domislil lastnega koncepta nenavadnih vetrnih turbin, ki jih je mogoče namestiti neposredno na strehe stanovanjskih zgradb.
Kot so si zamislili avtorji projekta, lahko učinkovita zasnova z nizko stopnjo hrupa v celoti zagotovi majhna hiša elektrike in kompleks takšnih generatorjev, ki delujejo v povezavi z , lahko popolnoma zmanjša odvisnost na nič velika zgradba iz zunanjih virov električne energije. Nove vetrne turbine se imenujejo Liam F1.
Majhno turbino s premerom 1,5 metra in težo okoli 100 kilogramov lahko namestimo na katerokoli steno ali streho stanovanjskega objekta. Običajno je višina terasastih streh 10 metrov, veter v državi pa je skoraj vedno jugozahodni. Ti pogoji zadoščajo za pravilno namestitev turbine na streho in učinkovito uporabo vetrne energije.
Tu sta rešeni dve težavi običajnih vetrnih turbin: hrup običajnih turbin z lopaticami in visoki stroški namestitve obsežne opreme. V navadnem vetrni generatorji stroški namestitve se pogosto ne izplačajo. Raven hrupa Liamove turbine je približno 45 dB, kar je celo tišje od hrupa dežja (šum dežja v gozdu je 50 dB).
Turbina, oblikovana kot polžja hišica, se obrača v vetru kot loputa, zajema zračni tok, zmanjšuje njegovo hitrost in spreminja smer. Direktor podjetja Marinus Miremeta trdi, da izkoristek inovativne turbine dosega 80 % maksimalnega izkoristka, ki je teoretično na voljo pri vetrni energiji. In to je že čisto dovolj.
Na Nizozemskem povprečno gospodinjstvo porabi 3.300 kWh električne energije na leto. Po besedah razvijalcev lahko polovico te energije zagotovi ena turbina Liam F1 s hitrostjo vetra vsaj 4,5 m/s.
Možno je postaviti tri takšne turbine na vrhove trikotnika na strehi hiše, potem bo vsaka od turbin zagotovljena z vetrom in se ne bodo motile druga druge, ampak, nasprotno, pomagale druga drugi .
Če pogovarjamo se glede namestitve v mestu, kjer potekajo turbulentni tokovi, proizvajalec predlaga, da vetrne turbine, nameščene na mestnih strehah, rahlo dvignete in jih pritrdite na stebre, tako da stene sosednjih hiš ne motijo tokov vetra.
Ocenjena vrednost nove turbine skupaj z montažo je 3999 evrov. Ker je naprava večja od enega metra, je za njeno uporabo morda potrebna posebna licenca, zato v skrajnem primeru podjetje proizvaja tudi mini Liamove turbine, katerih premer je 0,75 metra.
Proizvajalci načrtujejo, da bodo svoje turbine uporabljali ne le za napajanje stanovanjskih in industrijskih zgradb, temveč tudi za pogon ladij.
Kot lahko vidite, imajo proizvajalci vetrnih turbin veliko zanimivih alternativ.
Čeprav je danes veliko naprednejših načinov pridobivanja energije, so bile vetrne turbine v preteklosti uporabljene skoraj povsod. Seveda se uporabljajo še danes, vendar se je število močno zmanjšalo. Da bi razumeli, kako delujejo, je pomembno vedeti, da je veter oblika sončne energije.
splošen opis
Vetrne turbine delujejo s pomočjo vetrnih tokov. Toda zakaj je veter sposoben proizvajati elektriko? Ta pojav nastane zaradi neenakomernega segrevanja zemeljske atmosfere, nepravilne strukture površine planeta in tudi zato, ker se vrti. Vetrne turbine ali vetrni generatorji so sposobni pretvarjati kinetično mehansko energijo, ki jo lahko kasneje uporabimo za nekatera druga opravila.
Kako natančno te naprave proizvajajo električno energijo z uporabo običajnega vetra? Pravzaprav je vse precej preprosto. Načelo delovanja takšne turbine je neposredno nasprotno delovanju ventilatorja. Pod vplivom sile vetra se lopatice vetrne turbine obračajo, kar posledično povzroči vrtenje gredi, povezane z generatorjem, ki proizvaja električno energijo.
Vrste turbin
Obstaja več različnih tipov turbin. Inženirji razlikujejo dve glavni kategoriji, ki sta trenutno v uporabi. Prva kategorija je horizontalno-aksialna, druga kategorija pa vertikalno-osna. Prva vrsta vetrne turbine ima najpogostejšo zasnovo, ki vključuje dve ali tri lopatice. Agregati s tremi rezili delujejo po principu "proti vetru". Sami elementi so nameščeni tako, da gledajo proti vetru.
Ena največjih turbin na svetu je GE Wind Energy. Moč te naprave je 3,6 megavatov. Pri tem velja omeniti, da večja ko je turbina, bolj je učinkovita. Poleg tega se z večanjem velikosti enote izboljša tudi razmerje med koristjo in ceno.
Splošna zmogljivost turbin
Prvi indikator, po katerem je naprava izbrana, je moč. Če vzamemo "servisne" turbine, potem se lahko njihova moč začne od 100 kW in doseže nekaj MW. Pomembno je tudi omeniti, da lahko tako vertikalne kot horizontalne vetrne turbine združimo skupaj. Take skupine najpogosteje imenujemo vetrne elektrarne. Namen tovrstnih lokacij je veleprodajna dobava električne energije do želenega objekta.
Če govorimo o majhnih enojnih turbinah, katerih moč je manjša od 100 kW, potem se najpogosteje uporabljajo za oskrbo z električno energijo zasebnih hiš, telekomunikacijskih anten ali za oskrbo z energijo vodnih črpalk. Omeniti velja, da se majhne turbine lahko uporabljajo tudi v povezavi z baterijami ali sončnimi kolektorji. Takšen sistem imenujemo hibridni sistem. Uporabljajo se tam, kjer ni druge možnosti priklopa na električno omrežje.
Prednosti vertikalnih turbin
Trenutno se veliko pogosteje uporablja vertikalni tip naprav. To je utemeljeno z dejstvom, da ima navpični tip številne prednosti pred vodoravnimi.
Na stolpih navpičnega tipa bo obremenitev delovala enakomerneje, kar omogoča enostavnejšo izdelavo po svojih dimenzijah večje konstrukcije. Poleg tega za namestitev rotorja na to vrsto turbine ni potrebna dodatna oprema. Pomembna prednost, ki poveča učinkovitost dela, je, da so lopatice vertikalnih turbin lahko izdelane zavite - v obliki spirale. To je zelo pomembno, saj bo v tem primeru vetrna energija delovala na njih tako na vhodu kot na izhodu, kar seveda poveča učinkovitost naprave.
Ena najpomembnejših prednosti vertikalnih turbin je, da ko so vgrajene, nima smisla prilagajati osi vetrnemu toku. Ta vrsta naprave bo delovala s tokom vetra, ki piha z obeh strani.
Vetrna turbina Bolotov
Ta nastavitev izstopa od ostalih naprav. Za normalno delovanje turbine je ni treba prilagajati različnim vremenskim razmeram. Vetrni element te zasnove lahko zazna veter s katere koli strani, brez kakršnih koli prilagoditvenih operacij. Poleg tega ta vrsta postaje ne zahteva obračanja stolpa, ko se smer vetra spremeni. Druga prednost navpičnih vetrnih turbin (VAWT - vetrna elektrarna z navpično generatorsko gredjo) je, da imajo posebno zasnovo, ki vam omogoča delo s tokovi vetra katere koli moči. Možno je delovanje tudi med nevihtami. Možna je izbira števila namestitvenih modulov. Izhodna moč turbine bo odvisna od njihovega števila. To pomeni, da lahko s spreminjanjem števila modulov spremenite moč enote, kar je zelo priročno. Prednost je tudi v tem, da je konstrukcijski element vetrne elektrarne sestavljen tako, da omogoča visoko učinkovito pretvorbo kinetične energije v mehansko.
Dimenzije vetrne turbine Biryukov in Blinov
Ta naprava ima dvonadstropni rotor s premerom 0,75 m, višina tega elementa je 2 m, pod vplivom svežega vetra je tak rotor lahko popolnoma zavrtel rotor asinhrone gredi z močjo do do 1,2 kW. Turbina je brez preloma zdržala moč vetra do 30 m/s.
Vredno je govoriti o tem, zakaj se vetrna turbina šteje za dosežek dveh znanstvenikov. Stvar je v tem, da je v 60. v ZSSR je znanstvenik Biryukov patentiral vrtiljak s KIJEV 46%. Vendar pa je malo kasneje inženir Blinov lahko uporabil isto zasnovo, vendar s kazalnikom 58% KIJEV.
Turbine hiperboloidnega tipa
Vetrne turbine hiperboloidnega tipa so temeljile na idejah takega inženirja, kot je Shukhov Vladimir Grigoryevich.
Značilnosti te vrste turbine vključujejo dejstvo, da ima večje delovno območje toka vetra. Če primerjamo ta indikator z drugimi kategorijami naprav, potem hiperboloidni tip kaže rezultate za 7-8% bolje, če štejemo od pometene površine. Ta indikator velja za tiste vrste, ki imajo delovna cona tok vetra krilat. Če primerjamo to vrsto, na primer, s turbinami Darrieus in Savonius, bo razlika 40-45%.
Med posebne lastnosti te kategorije enot je treba vključiti tudi dejstvo, da lahko delujejo z naraščajočimi zračnimi tokovi. Zelo produktivno je, če generator namestite v bližini jezera, močvirja, pobočja itd.
Prednosti takšnih turbin vključujejo dejstvo, da bo stična črta aktivne plasti zraka, ki pere hiperboloid, 1,6-krat daljša kot pri podobnem cilindru, ki se vrti kot rotacijski vetrni generator. Od tod seveda sklep, da bo učinkovitost za toliko večja.
Napake
Kljub številnim prednostim in lastnostim teh turbin imajo tudi številne slabosti.
Negativni dejavniki vključujejo dejstvo, da ko se rezila generatorja vrtijo proti tokovom vetra, bo ta vrsta generatorja povzročila znatne izgube, kar bo posledično povzročilo zmanjšanje delovne učinkovitosti za približno polovico. Zmanjšanje tega kazalnika je zelo opazno, če primerjamo vertikalne turbine s horizontalnimi, ki nimajo takšnih izgub.
Druga pomanjkljivost bo, da mora biti vertikalna vetrna turbina zelo dolga. Če ga postavite blizu tal, kjer je hitrost vetra precej nižja kot na visoki nadmorski višini, lahko pride do težav pri zagonu rotorja, ki potrebuje pritisk, da začne delovati. Sama po sebi se sploh ne začne. Seveda lahko namestite posebne stolpe, da dvignete lopatice višje, vendar bo spodnji del rotorja še vedno prenizek.
Druge slabosti vključujejo dejstvo, da pozimi na lopaticah vetrnih turbin nastane žled. Omeniti velja tudi velik hrup, ki ga turbine oddajajo med delovanjem. Nekatere naprave lahko med delovanjem proizvajajo celo škodljiv infrazvok. Povzroča vibracije, ki lahko povzročijo ropotanje stekla, oken, posode.
Zanimivost: vetrne turbine RimWorld so bile uporabljene kot vir energije.
Vetrna turbina hiperboloidnega tipa po Šuhovu je sposobna delovati tudi v naraščajočih zračnih tokovih, ki se praviloma odvijajo v bližini reke, jezera, močvirja, na pobočjih hribov in grap. Ustvarjeni so pogoji "samosesanja" in "samopodpore", kot pri vijačnih turbinah, čeprav to pri delovanju nima odločilne vloge.
Tehnologija čaka na financiranje in je v procesu razvoja!
Opis:
Vetrna turbina hiperboloidnega tipa po Šuhovu temelji na zamislih velikega ruskega inženirja in znanstvenika Šuhova V.G.
Na sliki je delovno območje toka vetra obarvano rdeče. Po tem parametru (vetrna turbina hiperboloidnega tipa po Shukhovu) presega druge vrste turbin, in sicer: delovno območje vetrnega toka lopatice je 7-8% pometene površine; turbine Darrieus in Savonius - 45-50%; v tem primeru - 60-70%.
vetrni generator te vrste lahko deluje tudi v gorvodnem toku zrak, ki poteka praviloma ob reki, jezeru, močvirju, na pobočjih hribov in grap.
Ustvarjeni so pogoji "samosesanja" in "samopodpore", kot pri helikoidu turbine, čeprav to pri delu ne igra odločilne vloge.
Prednosti:
- linija stika aktivne plasti zračnega toka, ki pere hiperboloid, je 1,6-krat daljša od podobne črte vrtljivega cilindra rotacijskega vetrnega generatorja z ravnimi lopaticami. Naravno je pričakovati, da učinkovitost vetrne turbine bo višja sorazmerno z isto vrednostjo,
– konstruktiven napravo delovno telo v kombinaciji z lahkotnostjo, trdnostjo in uravnoteženostjo omogoča namestitev enot (reduktor, električni generator ipd.) namestiti znotraj vgradnega volumna, kar zmanjša dimenzije in težo celotne instalacije kot celote,
– skupni vztrajnostni moment konstrukcije je opredeljen kot vsota produktov mas materialne točke s kvadratom dolžine polmera. Iz tega sledi, da je vztrajnostni moment mirovanja konstrukcije vsaj polovica vztrajnostnega momenta vrtljivega cilindra vetrne turbine z ravnimi lopaticami, torej zahtevana sila vetra v trenutku speljevanja je pol manjša.
Primerjava funkcij:
| Značilnosti |
Vetrni generator krilnega tipa |
Vetrne turbine z navpično osjo |
Vetrna turbina hiperboloidnega tipa |
| moč, kWt | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Skupne dimenzije, mm | 2 800 mm v premeru (krog, ki ga opisujejo rezila) | 454 mm premera, 4000 mm. višina rezila | 520 mm v premeru, 850 mm. višina rezila |
| Teža (vetrna turbina in generator), kg | 70 | 98 | 43 |
| Moč vetra v trenutku odtrganja, m/s | 2,0 | 3,0 | 1,0 – 1,4 |
| Frekvenca vrtenja, rpm | 300-400 | 180-300 | 600-900 |
Opomba: opis tehnologije na primeru vetrne turbine hiperboloidnega tipa po Šuhovu.
navpična visokozmogljiva vetrna turbina invelox rimworld
rotacijska vetrna turbina za močvirje naredi sam
zvt vetrna turbina v zaprtih prostorih s sončnimi kolektorji DIY polnejši deli ovchinnikov
kupite zaprte vetrne turbine z eno lopatico po domači ceni
učinkovitost generatorja vetrne turbine
mini generator vetrne turbine
Stopnja povpraševanja 1 552
Tehnološko iskanje
Najdene tehnologije 1
Morda bo zanimivo:
-
Modularni kompleks "Siberia" je zasnovan za pridobivanje zlata, platine in redkih zemelj ...
Vetrna energija je brezplačna, obnovljiva in varna energija. Naprava, ki pretvarja energijo zraka v električno energijo
ali termični se imenuje vetrni generator. Večina sodobnih vetrnih turbin ima relativno nizek izkoristek (do 30%) in visoke proizvodne stroške.Projekt vetrne turbine
Glavne naloge vseh znanstvenikov, ki se ukvarjajo s problemi vetrne energije, so znižanje stroškov proizvodnje mlinov na veter, povečanje njihove učinkovitosti in moči.
Razvrstitev
Vetrne turbine delimo glede na lokacijo osi vrtenja na strukture z:
- navpična os (pravokotna na tla);
- vodoravna os (vzporedna s tlemi).
Glede na material, iz katerega so izdelane lopatice, vetrnice delimo na:
- trdo rezilo;
- jadranje.
Glede na število rezil je razdeljen na:
- generatorji z 2 rezili;
- generatorji s 3 rezili;
- večkraki generatorji s številom krakov od 50.
Turbinske vetrne elektrarne spadajo v kategorijo nove generacije, nameščam jih na streho v obliki ventilatorjev in ne motijo sosedov s hrupom
Glede na vrsto vijačnega koraka se generatorji razlikujejo po:
- stalni korak;
- spremenljiv korak.
Po vrsti oblikovanja:
- z rezilom;
- turbina.
Po dogovoru:
- gospodinjstvo;
- komercialni;
- industrijski.
Industrijske vetrnice so zgrajene predvsem z vodoravno osjo vrtenja in togimi lopaticami.
Vetrna turbina Liam F1 Urban zagotavlja 80-odstotno učinkovitost
Jadralne vetrnice in generatorji z navpičnimi osmi vrtenja so pogosto nameščeni za napajanje zasebnih hiš in manjših zgradb.
Vetrna turbina je vetrni generator, katerega turbina ima cilindrično obliko z lopaticami, nameščenimi v njej. Pravzaprav je to vetrnica z vodoravno osjo vrtenja, katere robovi lopatic so zaščiteni s cilindrom. Razlikuje se po preprostem robustna zasnova, velik, v primerjavi z vetrnicami z lopaticami, učinkovitost.
Temeljna razlika
Vetrna turbina je cilindrično vezje. Vrtljivi rezili so nameščeni znotraj vezja. Zasnova je sestavljena iz:
- turbine;
- zunanji ali notranji oklep;
- oklep sklopa turbinskega generatorja;
- gondole;
- generator;
- pretvornik;
- modul za shranjevanje;
- kontrolna enota;
- dinamični nosilec.
Za tovrstne vetrnice je značilna odsotnost nezaščitenih vrtilnih lopatic, kot tudi sistem za njihovo regulacijo in orientacijo glede na smer vetra. To poveča zanesljivost in varnost strukture. valjaste oblike Oklep se sam obrne in lovi veter, oklep, ki deluje kot šoba, poveča moč namestitve.
Glede na zahtevano moč in namen ima lahko zasnova veliko sprememb. Na primer, pri izdelavi turbine, različne materiale. Geometrijske mere, način namestitve (na nosilec, nosilec itd.) se lahko razlikujejo. Možna je dodatna oprema z moduli solarnih panelov.
Prototip turbinskega tipa vetrne turbine za podjetja
Enote vetrnih turbin se proizvajajo za domače in industrijske namene.
Načelo delovanja namestitve
Za normalno delovanje turbinske vetrne elektrarne je potreben veter, ki piha s hitrostjo od 2 m/s do 60 m/s. Načelo delovanja namestitve je naslednje. Enota samostojno ujame smer vetra, se obrne v pravo smer. Zračni tok zadene rezila in jih vrti. Zračne mase prenašajo kinetično energijo na lopatice, kjer se ta pretvori v mehansko energijo, ki vrti rotor.
Preizkušajo vetrno turbino ruskega dizajna
Vrtenje rotorja proizvaja trifazni tok, ki se dovaja generatorju. Od tam gre tok do krmilnika, kjer se popravi, nato teče skozi baterije, jih polni, nato pa gre do inverterja. Pretvornik sprosti enofazni izmenični tok, njegova frekvenca nihanja je 50 Hertz za omrežja z napetostjo 220 V ali trifazni tok z napetostjo 380 V, ki je potreben za industrijska podjetja, pa tudi za napajanje bremena.
Prednosti vetrne turbine
Vetrni generator turbinske zasnove ima pomembne prednosti pred vetrnicami drugih izvedb.
- Visoka občutljivost na veter. Najmanjša hitrost vetra za poganjanje lopatic je od 2 m/s; vetrnice drugega tipa potrebujejo hitrost vetra 4 m / s.
- Generator lahko deluje pri hitrosti orkanskega vetra (do 60 m/s). Večina drugih vetrnic deluje do 25-30 m/s.
- Učinkovitost generatorja vetrne turbine je skoraj dvakrat večja od učinkovitosti vetrnice z nezaščitenimi lopaticami. Zaradi zasnove šobe oklepa je turbinska vetrnica veliko močnejša od enot drugih izvedb.
- Turbinska naprava je varna za ptice in netopirje. Vetrne turbine z odprtimi lopaticami pogosto povzročijo smrt letečih živali, ki ne morejo določiti meja nevarnega območja. Netopirji in ptice vetrno turbino zasnove turbine prepoznajo kot eno samo oviro in jo uspešno obidejo.
- Vetrnice večine izvedb proizvajajo veliko hrupa, pri določenih hitrostih vetra ustvarjajo infrazvok, zato jih ni mogoče postaviti v bližino stanovanjskih zgradb, kmetij, gozdov. Turbinske naprave ne proizvajajo infrazvoka, ki je škodljiv za ljudi in živali. Lahko se namestijo poleg stanovanjski objekt. Turbinske vetrnice ne povzročajo umetnih selitev živali.
- Nižji proizvodni stroški v primerjavi z rezili. Izdelava prostih rezil je zapleten in drag postopek. Njihova odsotnost bistveno zmanjša stroške in poenostavi izdelavo namestitve.
- Enostavnost in hitrost namestitve. Komponente turbogeneratorja so izdelane v tovarni; tam se izvaja tudi montaža glavnih blokov. Namestitev vključuje samo postavitev, povezavo blokov, njihovo pritrditev na nosilec. Namestitev poteka s standardnimi dvigali.
- Enostavnost vzdrževanja. Servisno vzdrževanje turbinskih vetrnic je veliko preprostejše in cenejše od lopatic. S pravilnim delovanjem napeljave, občasnim pristojnim servisom življenjska doba doseže 50 let.
- Turbinska vetrna elektrarna za razliko od klasičnih vetrnic ne moti pilotov in kontrolorjev letenja, radarji zračne obrambe je ne zaznajo in ne ogroža nacionalne varnosti.
Področje uporabe
Generator vetrne turbine doseže največji izkoristek blizu naravni rezervoarji zaradi skoraj celoletnega gibanja zraka in velike občutljivosti na veter. Prav tako je nameščen v mestih, mestih. Zasnova inštalacije omogoča uporabo generatorja za avtonomno oz kombinirana razsvetljava zasebne hiše in vikende.
Vetrni generator je uporaben v naseljih, ki se nahajajo daleč od mest, regionalnih središč, kjer pogosto prihaja do izpadov električne energije. Namestitev vetrnih turbin se lahko uporablja v bližini letališč, vojaških poligonov. Ker ostaja neviden za radar, ne predstavlja nevarnosti za pilote in nacionalne varnostne sisteme.
Izumil mestni vetrni generator zaprtega tipa, ki bo varen tako za ljudi kot za živali.
Kot veste, sodobne "propelerske" vetrnice niso varne, tako za ljudi kot tudi za ptice in netopirje. Da ne bi ponovili napak svetovnih proizvajalcev, so ruski znanstveniki razvili vetrnico zaprtega tipa, ki po obliki spominja na letalsko turbino. 
Zasnova je sestavljena iz 32 rezil namesto 2 ali 3 rezil, kar znatno poveča učinkovitost vetrnice in zmanjša njene stroške. Poleg tega ohišje, v katerem so zaprta rezila, zagotavlja varnost drugim v primeru uničenja rezila. Visoka hitrost vrtenja omogoča izogibanje zdravju škodljivim infrazvočnim nihanjem. 
Takšna vetrna elektrarna ima rekordno nizke stroške pridobivanja električne energije. Lahko se namesti v stanovanjsko območje, vklj. na strehah mestnih zgradb. Izpolnjuje skoraj vse potrebne zahteve: priročnost, nizka cena namestitve in nizka električna energija.
Kot zagotavljajo razvijalci, je njihov vetrni generator primeren za vse podnebne razmere in začne delovati pri sunkih vetra od 1,8 m / s in deluje gladko do 25 m / s.
»To je edini model generatorja, ki ga je mogoče namestiti tam, kjer človek živi ali dela. Je edinstvena po svojih varnostnih lastnostih in hkrati produktivna,« pravi Vladimir Kanin, eden od razvijalcev novega tipa vetrne turbine.
Monterji celične opreme, kompletov za mobilne vrtalne naprave in geološke skupine, pa tudi uprave severnih energetsko pomanjkljivih regij Rusije so se začele zanimati za edinstveno zasnovo Peterburžanov.
Podobni projekti obstajajo v ZDA, na Japonskem, Kitajskem in v Nemčiji. A kot zagotavlja Optiflame Solutions, so očitno edini, ki načrtno gradijo »urbane« vetrnice, ki so varne za bivalno okolje. Decembra 2010 so postali eni prvih udeležencev Inovacijskega centra Skolkovo. Ekipa Optiflame Solutions se je letos uvrstila med prvih deset finalistov največjega domačega startup tekmovanja GenerationS na progi CleanTech (čiste tehnologije).
Po Kaninovih besedah je zdaj na svetu približno 300 različnih projektov vetrnih turbin, v resnici pa ni več kot 10 prototipov, ki bi se jih lahko dotaknili. Vse ostalo so samo skice.
V tem ozadju je njihova notranja vetrna turbina videti zelo obetavna. In ruskim razvijalcem lahko le želimo veliko sreče.
