Vertikale windturbines

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Terwyl daar vandag baie meer gevorderde maniere is om energie op te wek, is windturbines byna oral gebruik. Hulle word natuurlik steeds vandag gebruik, maar die getal het aansienlik afgeneem. Om te verstaan hoe hulle werk, is dit belangrik om te weet dat wind 'n vorm van sonenergie is.

Algemene beskrywing

Windturbines werk met windstrome. Maar hoekom is die wind in staat om elektrisiteit op te wek? Hierdie verskynsel kom voor as gevolg van die feit dat daar 'n ongelyke verhitting van die aarde se atmosfeer is, die struktuur van die oppervlak van die planeet is onreëlmatig, en ook omdat dit roteer. Windturbines, of windopwekkers, is in staat om die kinetiese energie van die wind in meganiese energie om te skakel, wat later vir ander take gebruik kan word.

Hoe presies wek hierdie toestelle elektrisiteit op met normale wind? Trouens, alles is redelik eenvoudig. Die beginsel van werking van so 'n turbine is direk teenoor die werking van 'n waaier. Onder die invloed van die krag van die wind draai die lemme van die windturbine, wat weer veroorsaak dat die as wat aan die kragopwekker gekoppel is om elektrisiteit op te wek, draai.

Turbinetipes

Daar is verskeie tipes verskillende turbines. Ingenieurs onderskei twee hoofkategorieë wat tans gebruik word. Die eerste kategorie is horisontaal-aksiaal en die tweede kategorie is vertikaal-aksiaal. Die eerste tipe windturbine het die mees algemene ontwerp, wat twee of drie lemme insluit. Eenhede met drie lemme werk op die beginsel van "teen die wind". Die elemente self is so gestel dat hulle na die wind kyk.

Een van die grootste turbines ter wêreld is GE Wind Energy. Die krag van hierdie toestel is 3,6 megawatt. Dit is opmerklik hier dat hoe groter die turbine, hoe doeltreffender is dit. Daarbenewens verbeter die voordeel-tot-prys-verhouding ook met die grootte van die totaal.

Turbinetotale

Die eerste aanwyser waarmee 'n toestel gekies word, is krag. As ons "diens" turbines neem, dan kan hul krag vanaf 100 kW begin en verskeie MW bereik. Dit is ook belangrik om daarop te let dat beide vertikale en horisontale windturbines saam gegroepeer kan word. Daar word meestal na sulke groepe verwys as windplase. Die doel van sulke terreine is die groothandelverskaffing van elektrisiteit aan die gewenste voorwerp.

As ons praat van klein enkelturbines, waarvan die krag minder as 100 kW is, word dit meestal gebruik om elektrisiteit aan private huise, telekommunikasie-antennas te verskaf of om energie aan wateroordragpompe te verskaf. Daar moet kennis geneem word dat klein turbines ook in kombinasie met dieselenjins gebruik kan word.kragopwekkers, batterye of sonpanele. So 'n stelsel word 'n hibriede stelsel genoem. Hulle word gebruik op plekke waar daar geen ander moontlikheid is om aan die elektriese netwerk te koppel nie.

Voordele van vertikale turbines

Op die oomblik word die vertikale tipe toestelle baie meer gereeld gebruik. Dit word geregverdig deur die feit dat die vertikale tipe 'n aantal voordele bo die horisontales het.

Op vertikale tipe torings sal die vrag meer eweredig optree, wat dit makliker maak om 'n groter struktuur in terme van sy afmetings te skep. Daarbenewens, om die rotor op hierdie tipe turbine te installeer, is daar geen behoefte aan bykomende toerusting nie.’n Belangrike voordeel wat werkdoeltreffendheid verhoog, is dat die lemme van vertikale turbines gedraai gemaak kan word – in die vorm van’n spiraal. Dit is baie belangrik, want in hierdie geval sal windenergie hulle beide by die ingang en by die uitgang beïnvloed, wat natuurlik die doeltreffendheid van die installasie verhoog.

Een van die belangrikste voordele van vertikale turbines is dat wanneer hulle geïnstalleer word, dit geen sin is om die as by die windvloei aan te pas nie. Hierdie tipe toestel sal werk met 'n stroom wind wat van weerskante af waai.

Bolotov-windturbine

Hierdie eenheid staan uit bo ander toestelle. Vir normale werking van die turbine is dit nie nodig om dit by verskillende weerstoestande aan te pas nie. Die windkragelement van hierdie ontwerp is in staat om die wind van enige kant af waar te neem, sonder enigeinstelling bedrywighede. Boonop vereis hierdie tipe stasie nie dat die toring draai wanneer die windrigting verander nie. Nog 'n voordeel van vertikale windturbines (VAWT - windkragsentrale met 'n vertikale kragopwekkeras) is dat hulle 'n spesiale ontwerp het wat jou toelaat om met windvloei van enige krag te werk. Werking selfs tydens storms is moontlik. Dit is moontlik om die aantal installasiemodules te kies. Die uitsetkrag van die turbine sal afhang van hul getal. Dit wil sê, deur die aantal modules te verander, kan jy die krag van die eenheid verander, wat baie gerieflik is. Nog 'n voordeel is dat die windkrag-element op so 'n manier saamgestel is dat dit 'n hoë-doeltreffende omskakeling van kinetiese energie in meganiese energie moontlik maak.

Dimensies van die Biryukov- en Blinov-windturbine

Hierdie toestel het 'n twee-verdieping rotor met 'n deursnee van 0,75 m. Die hoogte van hierdie element is 2 m. Onder die werking van 'n vars wind kon so 'n rotor die rotor van 'n asinchroniese rotor heeltemal tol skag met 'n drywing van tot 1,2 kW. Die turbine kon windkrag tot 30 m/s weerstaan sonder om te misluk.

Die moeite werd om te praat oor hoekom die windturbine as 'n prestasie van twee wetenskaplikes beskou word. Die ding is dat in die 60's. in die USSR het die wetenskaplike Biryukov 'n karrousel-windgenerator gepatenteer met KIEV 46%. 'n Bietjie later kon ingenieur Blinov egter dieselfde ontwerp gebruik, maar met 'n aanwyser van 58% KIEV.

Turbineshiperboloïed tipe

Die hiperboloïed-tipe windturbines was gebaseer op die idees van so 'n ingenieur soos Shukhov Vladimir Grigoryevich.

Die kenmerke van hierdie tipe turbine sluit in die feit dat dit 'n groter werkarea van die windvloei het. As ons hierdie aanwyser met ander kategorieë toestelle vergelyk, toon die hiperboloïedtipe resultate 7-8% beter, as ons van die gevee area tel. Hierdie aanwyser is geldig vir die tipes waarin die werkarea van die windvloei gewaai word. As ons hierdie tipe byvoorbeeld vergelyk met Darrieus- en Savonius-turbines, sal die verskil 40-45% wees.

Die spesiale eienskappe van hierdie kategorie eenhede sluit ook die feit in dat hulle met opwaartse lugvloei kan werk. Dit is baie produktief as jy die kragopwekker naby 'n meer, moeras, heuwel, ens. installeer.

Die voordele van sulke turbines sluit in die feit dat die kontaklyn van die aktiewe luglaag, wat die hiperboloïed spoel, 1,6 keer langer sal wees as dié van 'n soortgelyke silinder wat soos 'n roterende windgenerator draai. Natuurlik, vandaar die gevolgtrekking dat die doeltreffendheid met dieselfde hoeveelheid groter sal wees.

Flaws

Ondanks die vele voordele en kenmerke van hierdie turbines, het hulle ook 'n paar nadele.

Die negatiewe faktore sluit in die feit dat wanneer die kragopwekkerlemme teen windstrome roteer, hierdie tipe kragopwekker aansienlike verliese sal lei, wat op sy beurt tot 'n afname in werkdoeltreffendheid met ongeveer die helfte sal lei. Die afname in hierdie aanwyser is baie opvallend as ons vertikale turbines vergelyk met horisontale turbines, wat nie sulke verliese het nie.

Nog 'n nadeel is dat die vertikale windturbine baie lank moet wees. As jy dit naby die grond plaas, waar die windspoed baie laer is as op hoë hoogte, kan daar probleme wees om die rotor te begin, wat 'n stoot nodig het om te begin werk. Op sigself begin dit glad nie. Jy kan natuurlik spesiale torings installeer om die lemme hoër te lig, maar die onderste deel van die rotor sal steeds te laag wees.

Ander nadele sluit in die feit dat in die winter ijskegels op die lemme van windturbines sal vorm. Dit is ook die moeite werd om te let op die groot hoeveelheid geraas wat turbines tydens werking uitstraal. Sommige van die installasies is selfs in staat om skadelike infraklank tydens hul werking te produseer. Dit veroorsaak vibrasie, wat glas, vensters, skottelgoed kan laat ratel.

Prettige feit: RimWorld se windturbines is as 'n kragbron gebruik.