Vertikalne vjetroturbine

Ako danas postoje mnogi napredniji načini dobivanja energije, tada su gotovo svugdje korištene vjetroturbine. Naravno, i dalje se koriste danas, ali broj se znatno smanjio. Da bi razumjeli načelo njihovog rada, važno je znati da je vjetar oblik sunčeve energije.

Opći opis

Vjetroturbine djeluju pomoću vjetra struja. Ali zašto vjetar može napajati struju? Taj fenomen proizlazi iz činjenice da dolazi do neujednačenog zagrijavanja Zemljine atmosfere, struktura površine planeta je nepravilna, a također zbog toga što se okreće. Vjetroturbine, ili vjetroturbine, mogu pretvoriti kinetičku energiju vjetra u mehaničku, koja se kasnije može koristiti za neke druge zadatke.

Kako to da ti uređaji proizvode električnu energiju pomoću običnog vjetra? Zapravo, sve je vrlo jednostavno. Načelo rada takve turbine je izravno suprotno radu ventilatora. Pod utjecajem vjetroelektrane, vjetroturbina okreće noževe, što zauzvrat uzrokuje okretanje osovine, povezano s generatorom koji proizvodi električnu energiju.

Vrste turbina

Postoji nekoliko vrsta različitih turbina. Inženjeri razlikuju dvije glavne kategorije koje se koriste u određenom trenutku. Prva kategorija je vodoravno-aksijalna, a druga kategorija vertikalno-aksijalna. Prva vrsta vjetroturbina ima najčešći oblik, uključujući dvije ili tri lopatice. Jedinice s tri oštrice djeluju na principu "protiv vjetra". Elementi su sami instalirani tako da gledaju na vjetar.

Jedna od najvećih turbina na svijetu je GE Wind Energy. Snaga ovog uređaja je 3,6 megavata. Ovdje valja napomenuti da što je veća turbina, to je učinkovitije. Osim toga, omjer cijene koristi i poboljšava se s veličinom jedinice.

Opće značajke turbina

Prvi indikator kojim je uređaj odabran je snaga. Ako uzmemo "servisne" turbine, onda njihova snaga može početi od 100 kW i doseći nekoliko mW. Također je važno napomenuti da se obje vertikalne vjetroturbine i horizontalne vjetroturbine mogu skupiti u skupine. Takve se skupine često nazivaju vjetroelektrane. Svrha takvih mjesta je veleprodajna opskrba električnom energijom željenom objektu.

Ako govorimo o malim pojedinačnim turbinama čija je snaga manja od 100 kW, najčešće se koriste za opskrbu električnom energijom privatnim kućama, telekomunikacijskim antenama ili za opskrbu energijom crpkama za pumpanje vode. Treba napomenuti da turbine male veličine mogu se koristiti zajedno s dizel motorima, baterijama ili solarnim pločama. Takav sustav naziva se hibridni sustav. Koriste se na mjestima gdje nema druge mogućnosti za spajanje na električnu mrežu.

Prednosti vertikalnih turbina

Trenutačno se vertikalni tip uređaja mnogo češće koristi. To je opravdano činjenicom da vertikalni tip ima nekoliko prednosti nad horizontalnim.

Na tornjevima okomitog tipa, opterećenje će djelovati ravnomjernije, što daje takvu mogućnost, kao jednostavnije stvaranje veće, u smislu njezinih dimenzija, dizajna. Osim toga, za ugradnju rotora na ovu vrstu turbine nema potrebe za dodatnom opremom. Važna prednost, povećavajući učinkovitost rada, jest taj da lopatice vertikalnih turbina mogu biti uvrnute - u obliku spirale. Ovo je vrlo važno jer će u ovom slučaju energija vjetra utjecati na oba na ulazu i izlazu, što naravno povećava učinkovitost instalacije.

Jedna od najvažnijih prednosti vertikalnih turbina je da, kada se instalira, nema smisla prilikom postavljanja osi za strujanje zraka. Ova vrsta uređaja će raditi s protokom vjetra koji puše s obje strane.

Rotacijska turbina vjetra Bolotova

Ova je postavka istaknuta u pozadini ostalih uređaja. Za normalni rad turbine ne treba ga prilagoditi različitim vremenskim uvjetima. Element vjetra vjetra ovog dizajna je sposoban percipirati vjetar s obje strane, bez izvršavanja bilo kakvih podešavanja. Osim toga, ova vrsta postaje ne zahtijeva rotaciju tornja kada se mijenja smjer vjetra. Još jedna prednost vertikalnih vjetroturbina (VAWT - vjetroelektrane generator s vertikalno postavljenog vratilo) je da oni imaju poseban dizajn koji omogućuje rad s bilo kojim tokovima energije vjetra. Moguće je raditi i sa olujnim vjetrovima. Postoji izbor broja instalacijskih modula. Njihov izlaz ovisit će o izlazu turbine. To jest, mijenjanje broja modula, možete promijeniti kapacitet jedinice, što je vrlo povoljno. Druga prednost je da se element vjetrenjačke konstrukcije sastavlja na takav način da omogućava pretvorbu s velikom učinkovitošću kinetičke energije na mehaničku pretvorbu.

Dimenzije vjetroturbine Biryukov i Blinov

Ovaj uređaj ima rotor s krilom promjera 0.75 m visina ovog elementa - 2 m. Djelovanje svježeg zraka, rotor je u mogućnosti u potpunosti ispraviti asinkroni rotora sa snagom na 1,2 KW .. Turbina bi mogla izdržati energiju vjetra bez lomova do 30 m / s.

Vrijedno je spomenuti zašto se vjetroelektrana smatra dostignućem dvaju znanstvenika. Stvar je u 60-im godinama. u SSSR-u, znanstvenik Biryukov patentiran je vrtuljkom generator vjetra s KIEV 46%. Međutim, malo kasnije inženjer Blinov je mogao koristiti isti dizajn, ali s pokazateljem od 58% KIEA.

Turbine hiperboloidnog tipa

Na temelju vjetroagregata hiperboloidnog tipa pojavile su se ideje takvog inženjera poput Shukhova Vladimira Grigorievicha.

Posebnosti ove vrste turbine mogu se pripisati činjenici da ima veću radnu površinu protoka vjetra. Ako usporedimo ovaj pokazatelj s drugim kategorijama uređaja, tada tip hiperboloida pokazuje rezultate za 7-8% bolje ako računamo iz swept područja. Ovaj pokazatelj vrijedi za one vrste u kojima je radni prostor protoka vjetra krilati. Ako usporedimo ovu vrstu, primjerice s turbinama Darier i Savonius, razlika će biti 40-45%.

Posebna svojstva ove kategorije agregata također su činjenica da su u stanju raditi s uzlaznim strujama zraka. Ovo je vrlo produktivno, ako instalirate generator u blizini jezera, močvara, padina, itd.

Prednosti takvih turbina i navodi da je linija kontakta aktivnog sloja zraka koji oplakuje hyperboloid, više 1,6 puta nego što je to isto kao i rotirajući cilindar vjetroagregata tipa rotora. Naravno, dakle, zaključak da će učinkovitost biti više nego ista.

mane

Unatoč mnogim prednostima i osobitostima ovih turbina, oni imaju niz nedostataka.

Negativni čimbenici trebali uključuju činjenicu da je tijekom rotacije lopatica generatora protiv toka vjetra, ova vrsta generatora će nastati znatne gubitke, što će dovesti do smanjenja učinkovitosti od oko dva puta. Smanjenje ovog pokazatelja vrlo je vidljivo ako uspoređujemo vertikalne turbine s horizontalnim, koje nemaju takvih gubitaka.

Još jedan nedostatak je da vertikalni generator vjetra mora biti vrlo dug. Ako se nalazi blizu tla, gdje je brzina vjetra znatno niža nego na visokoj nadmorskoj visini, može doći do problema s pokretanjem rotora, što zahtijeva pritisak za početak rada. Sam po sebi, ne počinje. Možete, naravno, instalirati posebne kule za podizanje noža više, ali donji dio rotora i dalje će biti prenizak.

Drugi nedostaci uključuju činjenicu da će zimi na oštricama generatora vjetrenjača formirati ledene čaše. Također treba napomenuti da je velika količina buke koju turbine emitiraju tijekom trčanja. Neke od biljaka čak su sposobne proizvoditi štetne informacije u svom radu. To uzrokuje vibracije, koje mogu uzrokovati jitter, prozore, posuđe.

Zanimljiva činjenica: vjetroagregata u Rimu korištena su kao izvor energije.