Что такое ветряные турбины и как они работают? - GERMES-METAL.MD

Что такое ветряные турбины и как они работают?

В прошлом ветряные турбины использовались для перекачки воды или фрезерования.

Сегодня они успешно используются для преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию, а затем в электрическую.

Любому бытовому потребителю легко запитать грамотно спроектированный и установленный ветряк.

Во всем мире ветряные турбины рассматриваются как альтернативный источник энергии и экологически безопасный метод производства электроэнергии.

Как работает ветряная турбина

Ветровые турбины содержат ротор с лопастями, закрепленными на горизонтальной или вертикальной оси. Ротор, приводимый в движение силой ветра, запускает электрический генератор. Механическая система также включает в себя умножитель скорости, который напрямую приводит в движение центральную ось электрогенератора.

Полученная электроэнергия может быть передана на хранение в батареях или доставлена ​​по сети дистрибьюторам.

Составные части ветряной турбины

Простая ветряная турбина состоит из трех частей, а именно:

лопасти ротора — улавливают энергию ветра и передают ее на ротор;
ось ротора — соединяет ротор с генератором;
генератор — вырабатывает электричество.

Большинство ветряных турбин являются более сложными, их компоненты включают в себя следующее:

Металлическая башня

Также называемый пилоном, он поддерживает ветряную турбину и обеспечивает доступ лицам, ответственным за выполнение необходимого обслуживания или ремонта. Башня также поддерживает верхний блок, поэтому необходимо выдерживать очень сильный ветер. Внутри мы находим электрическую распределительную сеть, а также лестницу доступа.

Фонд

Он играет очень важную роль, так как обеспечивает механическую прочность генератора.

Гондола

Это корпус, в котором смонтированы несколько элементов, роль которых заключается в защите компонентов ветряной турбины.

Это включает в себя:

  • редуктор — увеличивает частоту вращения между ротором и генератором;
    генератор — вырабатывает электричество;
    механизм регулировки положения — выравнивает горизонтальную ось турбин по направлению ветра. Обычно он включает электродвигатели, которые вращают весь ротор влево или вправо;
    электронные датчики и контроллеры — системы управления механизмами регулировки положения, датчики скорости, системы безопасности и контроля;
    механический тормоз — если ветер будет слишком сильным, генератор может выйти из строя или оборудование может быть перегружено из-за производимой энергии. В этих случаях используется механический тормоз.
    башня — обеспечивает размещение компонентов турбины на оптимальной высоте.Лопасти ветряных турбин

    Вместе со ступицей они составляют ротор турбины. Они производятся с использованием тех же технологий, которые используются в авиационной промышленности. Чаще всего используется трехлопастная система.

ротор

Ступица ротора установлена ​​на главном валу и позволяет устанавливать лопатки турбины. Он оснащен системой, позволяющей ориентацией лопастей контролировать скорость вращения турбины.

Генератор

Обеспечивает производство электроэнергии. Это может быть постоянный или переменный ток.

инвертор

Преобразует постоянный ток в переменный.

Аккумуляторы

Они накапливают энергию и позволяют использовать их даже в те дни, когда турбина не вырабатывает энергию.

Распределительная станция

Турбина передает энергию, произведенную с помощью электрических кабелей, на распределительную станцию, которая подключена к национальной сети передачи. От станции энергия поступает к конечным потребителям.

анемометр

Он измеряет скорость ветра. Он устанавливается на платформе и запускает турбину, когда скорость ветра превышает 3-4 м / с, соответственно останавливает ее, когда скорость превышает 25 м / с.

Типы ветряных турбин в зависимости от их конструкции

Ветряки с вертикальным валом

Их рекомендуют использовать в высотных индивидуальных жилых домах. Они прочные, всенаправленные и тихие в том смысле, что не создают такой нагрузки на опорную конструкцию.

Льготы:

генераторы и редукторы можно размещать на земле;
за ними легко ухаживать;
турбины нельзя ставить на ветру;
производят более низкий уровень шума по сравнению с турбинами с горизонтальной осью;
приятнее для глаз;
стоимость установки ниже;
стартовать при малых скоростях ветра;
не учитывать направление или турбулентность ветра;
хорошо ведет себя при высоких скоростях ветра.

Недостатки:

требует площади ветровода в 2 раза больше, чем у турбин с горизонтальной осью;
они не могут производить такую ​​же мощность, как горизонтальные турбины.

Ветрогенераторы с горизонтальным валом

Работает по принципу ветряка. Они используются чаще всего, поскольку имеют более высокий КПД, чем вертикальные ветряные турбины. Они включают 2 категории:

вверх по течению — там, где ветер дует на лицевую сторону лопастей.
вниз по потоку — там, где ветер дует на тыльную сторону лопастей.

Чаще всего используется макет восходящего потока, поскольку он проще и дает лучшие результаты.

Льготы:

производимая высокая мощность;
высокая эффективность.

Недостатки:

непостоянны из-за колебаний ветра;
они производят довольно много шума;
они некрасивые;
требует больших свободных участков под установку;
Типы ветряных турбин в зависимости от их размера и мощности

Их можно разделить на 3 категории:

маленькие — могут генерировать мощность 50-60 кВт и использовать роторы диаметром от 1 до 15 м;
в среднем — может генерировать мощность от 500 до 1500 кВт и использовать роторы диаметром от 15 до 60 м;
большой — может генерировать 2-3 мВт мощности и использовать роторы диаметром от 60 до 100 м.
Другие типы турбин
Ветряки для лодок или караванов

Их используют благодаря мобильности. Его довольно легко и быстро собрать и разобрать. Они могут вырабатывать электроэнергию днем ​​и ночью и обеспечивать долгосрочную автономию. Аккумуляторы можно заряжать как для путешествий, так и для освещения, приготовления пищи или использования другой электроники. Их можно использовать как стационарные, так и передвижные. Они прочные, тихие и прочные и рассчитаны на то, чтобы выдерживать возможные штормы. Их можно подключать к гибридным установкам и фотоэлектрическим панелям.

Ветряки для небольших домов

Их можно установить дома, во дворе, в саду, в поле, на даче в горах или на берегу моря. Если область, в которой они установлены, постоянно обеспечивает ветер достаточной мощностью, вы можете стать независимыми от обычных сетей. Их можно использовать в сочетании с фотоэлектрическими панелями. Их можно использовать для домов, сельскохозяйственных построек, конюшен, радио- / телестанций и т. Д.

Ветрогенераторы средней мощности до 10 кВт

Это идеальное решение для индивидуальных домов, гостевых домов, коттеджей, небольших отелей, административных офисов, предприятий, школ или больниц. Необходимая вещь в их случае — установка на высоте не менее 10 м, а на расстоянии около 100 м нет препятствий для уменьшения или изменения скорости и направления ветра.

Большие ветряные турбины мощностью более 10 кВт

Я могу произвести достаточно энергии за один день, чтобы привести в действие несколько домов. Подходит для дистрибьюторов энергии или застройщиков.

Поскольку в последние годы наблюдается тревожный рост загрязнения, вызванного сжиганием топлива для производства энергии, энергия ветра является жизнеспособным решением этой проблемы.

Если вы подумываете об установке ветряной турбины в определенном пространстве, хорошо обратиться в специализированную компанию для консультации и установки.