Vertikale vindturbiner

Hvis det for tiden er mange flereavanserte måter å skaffe seg energi på, så før nesten overalt brukte vindturbiner. Selvfølgelig er de fortsatt brukt i dag, men tallet har vesentlig redusert. For å forstå prinsippet om deres arbeid, er det viktig å vite at vinden er en form for solenergi.

Generell beskrivelse

Vindturbiner opererer ved hjelp av vindstrømmer. Men hvorfor er vinden i stand til å levere elektrisitet? Dette fenomenet stammer fra det faktum at ujevn oppvarming av jordens atmosfære oppstår, strukturen på planets overflate er uregelmessig, og også fordi den roterer. Vindturbiner, eller vindturbiner, er i stand til å konvertere vindens kinetiske energi til en mekanisk, som senere kan brukes til andre oppgaver.

Hvor nøyaktig produserer disse enheteneelektrisk energi ved bruk av vanlig vind? Faktisk er alt ganske enkelt. Operasjonsprinsippet for en slik turbin er direkte motsatt til driften av viften. Under vindkraftens påvirkning roterer vindmøllen bladene, som igjen fører til at akselen roterer, koblet til en generator som produserer elektrisk energi.

Typer av turbiner

Det finnes flere typer forskjellige turbiner. Ingeniører skiller to hovedkategorier som brukes på en gitt tid. Den første kategorien er horisontal-aksial, og den andre kategorien er vertikal-aksial. Den første typen vindturbiner har den vanligste designen, inkludert to eller tre blader. Enheter med tre kniver opererer på prinsippet om "mot vinden". Elementene selv er installert slik at de ser på vinden.

En av de største turbiner i verden -Dette er GE Wind Energy. Kraften til denne enheten er 3,6 megawatt. Her er det verdt å merke seg at jo større turbinen er, jo mer effektiv er den. I tillegg forbedres fordel-prisforholdet også med størrelsen på enheten.

Generelle egenskaper av turbiner

Den første indikatoren ved hvilkenenhet, er strømmen. Hvis vi tar "service" turbiner, kan strømmen starte fra 100 kW og nå flere mW. Det er også viktig å merke seg at både vertikale vindturbiner og horisontale vindturbiner kan settes sammen i grupper. Slike grupper kalles ofte vindmølleparker. Formålet med slike steder er grossistforsyningen av elektrisitet til ønsket anlegg.

Hvis vi snakker om små enkeltmøller,hvis strøm er lavere enn 100 kW, brukes de oftest til å levere strøm til private hus, telekommunikasjonsantenner eller til å levere energi til vannpumpepumper. Det skal bemerkes at små i størrelse turbiner kan også brukes sammen med diesel generatorer, batterier eller solcellepaneler. Et slikt system kalles et hybridsystem. De brukes på de stedene hvor det ikke er mulig å koble til det elektriske nettverket.

Fordeler med vertikale turbiner

For tiden brukes den vertikale typen enheter mye oftere. Dette er begrunnet av at vertikal type har flere fordeler over horisontale.

På tårnene av vertikal type vil belastningen værehandle jevnere, noe som gir en slik mulighet, som en enklere skapelse av en større, i sine dimensjoner, design. I tillegg er det ikke behov for tilleggsutstyr for å installere rotoren på denne typen turbine. En viktig fordel, som øker arbeidets effektivitet, er at blader av vertikale turbiner kan gjøres vridet - i form av en spiral. Dette er veldig viktig, siden vindkraft i dette tilfellet vil påvirke dem både ved innløp og utløp, som selvsagt øker effektiviteten av installasjonen.

En av de viktigste fordelene ved vertikalturbiner har blitt at når man installerer dem, er det ingen mening å sette aksen til vindstrømmen. Denne typen enhet vil fungere med vindstrømmen fra hver side.

Vind roterende turbine Bolotova

Denne innstillingen er uthevet mot bakgrunnen til restenenheter. For normal drift av turbinen er det ikke nødvendig å tilpasse det til ulike typer værforhold. Vindkraftelementet i denne konstruksjonen er i stand til å oppleve vinden fra hver side uten å utføre noen justeringsoperasjoner. I tillegg krever denne typen stasjon ikke rotasjon av tårnet når vindretningen endres. En annen fordel ved vertikale vindturbiner (VAWT - en vindmøllepark med vertikalt plassert generatoraksel) er at de har en spesiell design som gjør det mulig å arbeide med vindstrømmer av hvilken som helst strøm. Det er mulig å jobbe selv med stormvind. Det er et utvalg av antall installasjonsmoduler. Deres produksjon vil avhenge av turbinens utgang. Det vil si at du endrer antall moduler, du kan endre kapasiteten til enheten, noe som er veldig praktisk. En annen fordel er at vindkraftelementet i konstruksjonen er montert på en slik måte at det muliggjør konvertering med høy effektivitet av kinetisk energi til mekanisk konvertering.

Dimensjonene til vindturbin Biryukov og Blinov

Denne enheten har en to-trinns rotor med0.75 m i diameter. Høyden på dette elementet er 2 m. Med virkningen av en frisk vind kunne denne rotoren fullstendig vri rotoren av en asynkron aksel med en effekt på opptil 1,2 kW. Turbinen kunne tåle vindkraft uten brudd på opptil 30 m / s.

Det er verdt å fortelle om hvorfor den vinddrevne installasjonenregnes som en prestasjon av to forskere. Saken er det på 60-tallet. i Sovjetunionen patenterte en forsker Biryukov en karusellvindgenerator med en KIEV på 46%. Men litt senere kunne ingeniøren Blinov bruke samme design, men med en indikator på 58% av KIEA.

Turbiner av hyperboloid type

På grunnlag av vindturbiner av hyperboloid type kom ideene til en slik ingeniør som Shukhov Vladimir Grigorievich opp.

Til egenskapene til denne typen turbin kan tilskrivesat den har et større arbeidsområde av vindstrømmen. Hvis vi sammenligner denne indikatoren med andre enhetskategorier, viser hyperboloid typen resultater med 7-8% bedre, hvis vi teller fra det feide området. Denne indikatoren er gyldig for de typer der arbeidsområdet for vindstrømmen er vinger. Hvis vi sammenligner denne typen, for eksempel med Darier og Savonius turbiner, vil forskjellen være 40-45%.

Til de spesielle egenskapene til denne kategorien aggregater ogsåDet er også nødvendig å tildele det faktum at de er i stand til å arbeide med stigende luftstrømmer. Dette er svært produktiv, hvis du installerer en generator i nærheten av en innsjø, en sump, på en åsside, etc.

Til plussene til slike turbiner er det faktum at linjenkontakt av det aktive lag av luft som bader hyperboloid, er lengre ved 1,6 ganger enn den for den samme sylinder som roterer vindturbinrotoren type. Naturligvis, derved konklusjonen om at effektiviteten vil være mer enn den samme.

mangler

Til tross for de mange fordelene og egenskapene til disse turbinene, har de en rekke ulemper.

Til negative faktorer er det faktum atunder rotasjon av bladene i generatoren mot vind strømmen, vil denne type generator medføre betydelige tap, som i sin tur vil føre til lavere virkningsgrad på omkring to ganger. Reduksjon av denne indikatoren er meget merkbar når sammenlignet med horisontale, vertikale turbin at slike tap er ikke.

En annen ulempe er detDen vertikale vindgeneratoren skal være veldig lang. Hvis den ligger i nærheten av bakken, hvor vindhastigheten er mye lavere enn i høy høyde, kan det være problemer med å starte rotoren, noe som krever et trykk for å starte arbeidet. I seg selv begynner det ikke. Du kan selvfølgelig installere spesielle tårn for å heve bladene høyere, men den nedre delen av rotoren vil fortsatt være for lav.

Andre ulemper inkluderer det faktum at om vinterenisbjørner vil danne seg på bladene av vindgeneratorer. Også verdt å merke seg er den store mengden støy som turbiner gir ut når de kjører. Noen av plantene er selv i stand til å produsere skadelig infralyd i sitt arbeid. Det forårsaker vibrasjon, noe som kan forårsake jitter, vinduer, kjøkkenutstyr.

Et interessant faktum: Vindmøller i RimWorld ble brukt som energikilde.