Вятърната турбина е основната част на вятърен генератор, който има турбина като устройство, което служи като приемник на вятърна енергия. Една от опциите за такива устройства е корпус с форма на цилиндър, вътрешно пространствокъдето са разположени остриетата.

Вятърните инсталации, направени на базата на вятърни турбини, се различават повече висока ефективност, в сравнение с лопатковите, както и простота на дизайна и надеждност при работа.

Основни характеристики

Както при всяко техническо устройство, така и при въздушната турбина параметрите, които класифицират нейните възможности, както и дават информация за конкретен модел, са нейните технически характеристики.

Основните технически характеристики на такива устройства са:

1. Номинална изходяща мощност, измерено в kW.
2. Номиналното изправено напрежение, което генераторът произвежда при определена скорост на ротора на инсталацията.
3. Честотата на генерираното напрежение, измерена в Hz.
4. Честотата на въртене на ротора в работен режим, при която се създава номиналното изправено напрежение. Измерва се в обороти в минута.
5. Номиналната скорост, при която една вятърна турбина достига декларираната си мощност. Измерва се в обороти в минута.
6. Стелт скоростта се измерва в обороти в минута и класифицира максималната способност на устройството да работи при определена скорост.
7. Режимът на работа, в който даден модел устройство може да работи определено време(дългосрочни, циклични, краткосрочни и др.).
8. Нивото на шума (звука), произведен по време на работа на конкретен модел, се измерва в dB.
9. Ефективност на устройството.
10. Тип охлаждане на компоненти и механизми.
11. Начин на монтаж и монтаж.
12. Размери.
13. Единично тегло.

Конструктивни характеристики на вятърна турбина

Вятърните генератори, оборудвани с вятърна турбина, са цилиндър с лопатки вътре. Наличието на външен контур около лопатките им осигурява защита от попадане в тях на чужди предмети и живи организми.

Липсата на необходимост от опашна част (за ориентация спрямо посоката на вятъра) намалява теглото и размерите на устройството, а също така улеснява монтажа и експлоатацията. Тялото под формата на цилиндър е независимо ориентирано по посока на вятърните потоци и, по същество работейки като дюза, увеличава натиска върху монтираните лопатки, като по този начин повишава ефективността на вятърния генератор.

Как да изчислим правилно

Основният показател, който определя избора на конкретен модел, е способността за генериране на електрическа енергия, която се измерва в киловатчаса за единица време.

Количеството генерирана енергия е пряко свързано с мощността на инсталацията, която е основната техническа характеристикаединица, следователно изчислението на вятърна турбина определя нейните геометрични размери, броя на монтираните лопатки и височината на монтаж над земята.

Мощността на електрическия генератор, която определя способността на вятърната турбина да генерира електричество, зависи от вятърния поток, чиято мощност, в съответствие с ефективността на турбината, може да се изчисли по формулата:

P=KxRxV 3 xS/2

P – мощност на въздушния поток;

K – коефициентът, отчитащ ефективността на турбината, има стойност от 0,2 до 0,5 единици;

R – плътност на въздуха, е 1,225 kg/m3 (при нормално атмосферно налягане);

V е скоростта на въздушния поток, измерена в m/s;

S е зоната на покритие на вятърната турбина (ветров поток, работещ с инсталацията).

От горната формула става ясно, че мощността на вятърния поток, а следователно и мощността на генератора, зависи пряко от диаметъра на вятърната турбина (S= π R 2).

Познавайки скоростта на въздушния поток на мястото на монтажа и неговия диаметър, е възможно да се определи мощността на инсталацията и способността й да генерира електрическа енергия.

Видове вятърни турбини

Въпреки че първоначално се смяташе, че вятърна инсталация с вятърна турбина включва нейното инсталиране само в хоризонтална равнина, който характеризира вятърните генератори с хоризонтална ос на въртене, но дизайнерите са разработили нови версии на такива устройства, които са:

• Вятърна турбина с вертикална ос

В инсталации от този тип цилиндърът на турбината е разположен вертикално, а лопатките са в равнина, перпендикулярна на повърхността на земята.

Работа на вятърна турбина, s вертикална освъртене, подобно на работата на устройства с хоризонтална ос на въртене.

• Вятърна турбина без лопатки

Наличие на лопатки на вятърни турбини различни дизайни, води до факта, че тяхното инсталиране изисква значителни площи, дори ако това са вятърни турбини, разположени в твърд корпус. В тази връзка, нова посока в развитието на вятърните турбини е изграждането на подобни устройства, използващи вятърни турбини, които нямат лопатки.

Този дизайн се състои от стълб с метални дискове вътре. Дисковете са монтирани на вала и са разположени успоредно един на друг, като между тях са монтирани специални уплътнения. Когато въздухът удари уплътненията, те се движат и дават специфичен и насочен импулс метални дискове, под въздействието на което дисковете започват да се въртят. Под въздействието на въртеливото движение на дисковете прътът започва да се върти, което от своя страна предава въртеливото си движение на вала на генератора.

• Вятърна турбина за покрив

Интересът към възможността да си осигурите безплатна електрическа енергия, без да създавате проблеми за другите, дори в град, доведе до разработването на дизайн на вятърна турбина, която може да се монтира на покрива на всяка сграда.

Такава инсталация има малки габаритни размери, леко тегло и практически безшумна по време на работа. Външното тяло на устройството е направено под формата на охлюв, което ви позволява да увеличите потока на вятъра в желаната посока и да се ориентирате в пространството в съответствие с неговата посока.

Популярни модели и марки

Сред разнообразието от вятърни турбини, произвеждани в различни технически развити страни, най-популярни са следните:

• Турбина, разработена от специалисти на компанията Ебезделник(САЩ), е предназначен за индивидуална употреба и включва монтаж на покрива на жилищна сграда или друга конструкция за индивидуална употреба.

Този модел е оборудван с електронен блок, с помощта на който, използвайки специални мобилни приложения, има възможност за наблюдение на работата на устройството от разстояние.

Вятърната турбина е свързана с батерия, монтирана вътре в сградата . Закрепващите елементи изискват монтаж на билото на покрива, което увеличава количеството вятърен поток, уловен от турбината. Нивото на шума по време на работа на устройството е сведено до минимум, което позволява да не се създава дискомфорт за жителите, живеещи в сградата, на която е монтиран модулът.

• • Турбинният модел „Liam F1“ е разработен в Холандия от The Archimedes, лек е (до 80,0 kg) и е предназначен за инсталиране на покрив на сграда или друга свободностояща опора. Дизайнът на приемния блок под формата на охлюв ви позволява да увеличите ефективността на вятърната турбина и винаги да бъдете в равнината на движение на вятърните потоци.
  • 
    
  • Нивото на шум по време на работа е много ниско, което позволява монтаж на всяко удобно място.

  • Средни цени

    Оборудването, използвано в алтернативната енергия, включително вятърните турбини, не е евтино. Това се дължи на факта, че по правило новите модели се произвеждат в единични версии и това, което вече е доставено, не се продава масово, което се дължи на факта, че този метод за генериране на енергия все още не е открит широко използване сред потребителите.

    Цената на горните инсталации е:

    • Моделът "Liam F1" се продава в Европейския съюз и Америка, цената му е от 4000,0 евро.
    • Няма данни за цената на модела от американската компания Fiddler, но поради неговата конфигурация и предлагането на подобни устройства на пазара, можем уверено да кажем, че цената на монтажа не е по-ниска от тази на холандските разработчици.

    Предимства и недостатъци

    Простотата и надеждността на вятърните генератори, направени с помощта на вятърна турбина, не са единствените предимства на тези агрегати. В допълнение, предимствата на използването на вятърни турбини включват:

    • Възможност за работа при слаб вятър със скорост 2,0 м/с.
    • Висока чувствителност към вятърни течения.
    • Възможност за работа при силни, ураганни скорости на въздушните потоци, до 60,0 m/s.
    • Със същото габаритни размери, вятърен генератор, оборудван с турбина, има повече мощност и по-висока ефективност в сравнение с лопатковите агрегати.
    • Турбината е безопасна техническо средствоза животинския свят, живеещ на мястото, където е инсталиран уредът (птици, прилепи).
    • При работа на турбината не се произвежда инфразвук, който е вреден за хората и животните.
    • По-ниска цена в сравнение с дизайните на остриета.
    • Лекота на изпълнение монтажни работи, поради сглобяването на основните елементи в завода.
    • Простота и лекота на поддръжка.
    • Дълъг експлоатационен живот.

    Недостатъците на такива устройства са:

    • Вятърът е атмосферно явление, което е извън контрола на човека, така че е невъзможно да се предвиди за дълъг период силата на неговия поток и посоката на движение;
    • Поради променливостта на силата на вятърния поток е необходимо да се осигурят значителни електрически мощности за съхранение на генерираната енергия;
    • Висока цена на комплект оборудване;
    • Преди инсталирането на вятърни турбини с висока мощност е необходимо да се извършат изчисления икономическа целесъобразноствъв връзка с картата на вятъра на избрания регион.

    Къде мога да купя

    Вятърният генератор и съответно отделен елемент от тази инсталация, който е вятърна турбина, е специфичен продукт. Затова е най-добре, ако искате да закупите подобно оборудване, да се обърнете към фирма, която е специализирана в изпълнението на точно такива инсталации.

    Изборът на такава организация ще ви позволи да избегнете грешки при избора на необходимия модел, освен това специалистите ще могат да окажат помощ при инсталирането и последващата поддръжка на закупения уред.

    Освен това можете да използвате интернет ресурси, където са представени широка гама от компании, които предлагат продукти за продажба в този конкретен сегмент от устройства, но това обикновено са продукти на китайски производители, чието качество има много оплаквания. Освен това при закупуване на сложно оборудване, като вятърни турбини, чрез интернет, няма възможност за връщане на стоки с ниско качество и получаване на квалифицирана помощ.

    Поради факта, че е доста трудно да се направи вятърна турбина, разположена в затворено пространство (цилиндър), това се прави от професионални дизайнери и инженери, можете да направите турбина за вятърна турбина с вертикална ос на въртене със собствени ръце, като използвате импровизирани средства.

    За да направите това, ще ви трябват следните материали:

    1. Тръба, изработена от здрава пластмаса с най-голям диаметър от наличните.
    2. Лист шперплат с дебелина 10,0 - 12,0 mm;
    3. Винтове за дърво;
    4. Метален щифт с диаметър 12,0 – 16,0 mm;
    5. Гайки и шайби, съответстващи по диаметър на съществуващата шпилка;
    6. Автомобилна главина в комплект с лагер.

    и инструмент:

    1. Режещи инструменти: ножовка, мелница с режещи колела, прободен трион, нож;
    2. Шлифовъчни инструменти: мелница с шлифовъчни дискове, пили, шкурка;
    3. Комплект гаечни ключове и отвертки;
    4. Отвертка.

    Дизайнът, който трябва да се получи в резултат на извършената работа, и схемата на неговата работа са представени на диаграмата по-долу:

• Работата се извършва, както следва:
  • От съществуваща тръба се прави заготовка; за това тръбата се нарязва на необходимата дължина (около 1,0 метра), след което се нарязва по оста. Резултатът е 2 равни по дължина и дължина на дъгата половинки.
  • От шперплат се изрязват два кръга, съобразени с диаметъра на тръбата, след което според диаметъра им се разделят на две части. Резултатът е четири заготовки под формата на полукръг.
  • Заготовките от шперплат са монтирани вътре в тръбните заготовки, в горната и долната част на всяка от тях. Закрепването ще се извърши с помощта на самонарезни винтове. Резултатът е две полуцевки.
  • Получените полуцевки са свързани помежду си по такъв начин, че да се припокриват. Освен това на местата на припокриване е необходимо да изберете сегмент (не е показан на диаграмата), така че да изглежда, че пасват един в друг. Дълбочината на избрания сегмент е най-малко 50,0 mm, дължината може да бъде произволна.
  • От шперплат се изрязват 2 кръга с диаметър 100,0 mm, които също с помощта на замръзване се закрепват в горната и долната част на свързващите се половинки. Резултатът е твърдо свързана структура.
  • В средата на получения въображаем кръг и това трябва да е точката, където се избират сегментите (върху фиксираните кръгове от шперплат), се прави дупка в съответствие с диаметъра на съществуващия щифт. В горната и долната част на детайлите се правят отвори.
  • В отворите се вкарва щифт, който се закрепва в сглобената конструкция чрез монтиране на шайби и гайки.
  • За съществуващ транспортен център, съгл вътрешен диаметърлагер, а диаметъра на шпилката се прави втулка. Втулката се притиска в лагера, след което върху нея се поставя щифт, който допълнително се закрепва с гайки.

  За да се осигури пълна готовност на вятърната турбина, е необходимо да се монтира ролка на шпилката под мястото на главината, през която въртеливото движение от турбината ще се предава на електрически генератор, и монтирайте сглобената турбина на мястото, избрано за монтаж.

Вятърната енергия е безплатна, възобновяема и безопасна енергия. Инсталация, която преобразува енергията на въздушните потоци в електричество

Проект на вятърна турбина

Основните задачи на всички учени, занимаващи се с проблемите на вятърната енергия, са да намалят разходите за производство на вятърни турбини и да повишат тяхната ефективност и мощност.

Класификация

Вятърните генератори се разделят според местоположението на оста на въртене на конструкции с:

• вертикална ос (перпендикулярна на земята);
• хоризонтална ос (успоредна на земята).

Въз основа на материалите, от които са направени лопатките, вятърните мелници се класифицират на:

• с твърдо острие;
• ветроходство

Въз основа на броя на ножовете се разделя на:

• генератори с 2 ножа;
• генератори с 3 перки;
• генератори с много лопатки, с брой лопатки от 50.

Турбинните вятърни генератори принадлежат към новото поколение, монтирам ги на покрива под формата на вентилатори и не пречат на съседите с шум

Според вида на спиралната стъпка генераторите се отличават с:

• постоянна стъпка;
• променлива стъпка.

По тип конструкция:

• лобиран;
• турбина

По предназначение:

• домакинство;
• търговски;
• индустриален.

Индустриалните вятърни турбини се изграждат предимно с хоризонтална ос на въртене и твърди лопатки.

Вятърна турбина Liam F1 Urban произвежда 80% ефективност

Ветроходни вятърни турбини и генератори с вертикални оси на въртене често се инсталират, за да доставят енергия на частни домове и малки сгради.

Вятърна турбина е вятърен генератор, чиято турбина има цилиндрична форма с монтирани вътре в нея лопатки. По същество това е вятърна мелница с хоризонтална ос на въртене, ръбовете на лопатките на която са защитени от цилиндър. Различава се по прости, надежден дизайн, по-голяма ефективност в сравнение с вятърните мелници с перки.

Фундаментална разлика

Вятърната турбина е цилиндрична верига. Въртящите се остриета са разположени вътре във веригата. Конструкцията се състои от:

• турбини;
• външен или вътрешен обтекател;
• обтекател на турбогенератора;
• гондоли;
• генератор;
• инвертор;
• модул за съхранение;
• блок за управление;
• динамична закрепваща единица.

Вятърните мелници от този тип се характеризират с липсата на незащитени ротационни лопатки, както и система, предназначена да ги регулира и ориентира спрямо посоката на вятъра. Това повишава надеждността и безопасността на конструкцията. Цилиндрична формаОбтекателят се разгъва самостоятелно, улавяйки вятъра, а обтекателят, който работи като дюза, увеличава мощността на инсталацията.

В зависимост от необходимата мощност и предназначение, дизайнът може да има много модификации. Например при производството на турбина могат да се използват различни материали. Геометричните размери и начинът на поставяне (на опора, ферма и др.) могат да варират. Възможно е допълнително оборудване със соларни батерийни модули.

Прототип на турбинен вятърен генератор за бизнеса

Вятърните турбини се произвеждат за битови и промишлени цели.

Принцип на работа на инсталацията

За нормална работа на вятърна инсталация от турбинен тип е необходим вятър със скорост от 2 m/s до 60 m/s. Принципът на работа на инсталацията е следният. Устройството самостоятелно усеща посоката на вятъра и се завърта в желаната посока. Въздушният поток удря лопатките и ги върти. Въздушните маси предават кинетична енергия на движение на лопатките, където тя се преобразува в механична енергия, която върти ротора.

Тества се разработена от Русия вятърна турбина

Въртенето на ротора произвежда трифазен ток, подаван към генератора. Оттам токът отива към контролера, където се изправя, след това преминава през батериите, зарежда ги и след това отива към инвертора. Инверторът произвежда монофазни променлив ток, неговата честота на трептене е 50 Hertz за мрежи с напрежение 220 V или трифазен ток с напрежение 380 V, необходим за промишлени предприятия, както и за захранване на товара.

Предимства на вятърна турбина

Вятърен генератор с турбина има значителни предимства пред вятърни турбини с други конструкции.

1. Висока чувствителност към вятър. Минималната скорост на вятъра за задвижване на перките е от 2 m/s; Вятърните турбини от други видове изискват скорост на вятъра от 4 m/s.
2. Генераторът може да работи при скорост на ураганен вятър (до 60 m/s). Повечето други вятърни турбини работят до 25-30 m/s.
3. Ефективността на генератора на вятърна турбина е почти два пъти по-висока от тази на вятърна турбина с незащитени лопатки. Благодарение на дизайна на дюзата на обтекателя, турбинната вятърна мелница е много по-мощна от единиците с други конструкции.
4. Турбинният агрегат е безопасен за птици и прилепи. Вятърните мелници с отворени перки често причиняват смъртта на летящи животни, които не са в състояние да определят границите на опасната зона. Прилепите и птиците идентифицират вятърната турбина като едно препятствие и успешно се придвижват около нея.
5. Вятърните мелници с повечето дизайни произвеждат много шум и при определени скорости на вятъра генерират инфразвук, така че не трябва да се поставят близо до жилищни сгради, ферми, горско стопанство. Турбинните инсталации не произвеждат инфразвук, който е вреден за хората и животните. Те могат да бъдат инсталирани до жилищна сграда. Турбинните вятърни турбини не провокират изкуствена миграция на животни.
6. По-ниски производствени разходи в сравнение с тези с остриета. Производството на свободни остриета е сложен и скъп процес. Липсата им значително намалява разходите и опростява производството на инсталацията.
7. Лесен и бърз монтаж. Компонентите на турбогенератора се произвеждат в завода; Там се сглобяват основните блокове. Монтажът включва само оформлението, свързването на блоковете и закрепването им към опората. Монтажът се извършва с помощта на стандартни асансьори.
8. Лесна поддръжка. Поддръжката на турбинните вятърни турбини е много по-проста и по-евтина от тези с перки. При правилна работаинсталации, периодични компетентни следпродажбено обслужване, експлоатационният живот достига 50 години.
9. Вятърна електроцентрала от турбинен тип, за разлика от класическите вятърни турбини, не пречи на пилотите и диспечерите на полети, не се открива от радари за противовъздушна отбрана и не представлява заплаха за националната сигурност.

Област на приложение

Генераторът на вятърна турбина достига максималната си ефективност в близост до естествени водни обекти поради почти целогодишно движение на въздуха и висока чувствителност към вятър. И също така е инсталиран в градовете. Дизайнът на инсталацията позволява генераторът да се използва за автономно или комбинирано осветление на частни къщи и вили.

Вятърният генератор е полезен при населени местаразположени далеч от градове и областни центрове, където често се случват прекъсвания на електрозахранването. Вятърната турбина може да се използва в близост до летища и военни полигони. Въпреки че остава невидим за радара, той не представлява заплаха за пилотите или системите за национална сигурност.

Вятърните турбини се използват като източник на електроенергия от десетилетия. За първи път хората започнаха да експлоатират такива структури, когато впрегнаха силата на природата и започнаха да строят мелници. Днес вятърни генератори от турбинен тип от трето поколение се използват за производство на електроенергия. Освен това самите структури напоследък придобиват все по-необичайни форми.

Модерната вятърна турбина се състои от следните елементи:

1. Анемометър. Той отговаря за измерването на скоростта на вятъра и предава съответната информация към контролера на вятърната турбина.
2. Остриета. Вятърът, който удря тези елементи, ги кара да се въртят. В резултат на това се активира турбина, която генерира електричество.
3. Спирачка. Тя се допълва от механични, хидравлични и други задвижвания. Спирачната система във вятърна турбина е необходима за спиране на ротора в критични ситуации.
4. Контролер. Отговаря за управлението на цялата инсталация. Той автоматично стартира и спира вятърните турбини.
5. Индукционен генератор. Устройството генерира електричество. Той е допълнен от високоскоростен вал.
6. Гондола. Той се намира в горната част на вятърната турбина. Корпусът на гондолата съдържа повечето от конструктивните компоненти на устройството, включително спирачката и контролера.

В зависимост от вида на дизайна вятърната турбина може да бъде допълнена с други елементи. По-специално, модерните инсталации са оборудвани с обтекател, който улавя вятъра и повишава мощността на последния.

Предимства на турбините

Вятърна турбина модерен типима следните предимства в сравнение с предшествениците си:

1. Възможност за работа при високи скорости на вятъра. Съвременните турбини работят, когато вятърът надвишава критичните стойности (25–60 m/sec).
2. Не създава инфразвукови вълни. Вятърните турбини от предишни поколения имаха този недостатък.
3. Лесен монтаж. Основата на дизайна е създадена в производството. На място се монтират отделни елементи и гондолата се монтира на мачтата.
4. Приложение иновативни материали. Те не само увеличават експлоатационния живот на инсталацията, но и осигуряват лесна инсталация.

Вятърните турбини се инсталират главно по бреговете на морето и океана или директно върху водата. Този подход дава възможност да се постигне почти целогодишна работа на турбината.

Съвременни разработки

Недостатъците на блейд инсталациите включват следното:

• те нарушават естествения топлинен баланс;
• относително ниска ефективност, не повече от 30%;
• заемат голяма площ;
• представляват опасност за птиците.

Тези недостатъци принуждават разработчиците по целия свят да търсят нови технологични решенияпозволяващи получаване на вятърна енергия. Сред последните постижения са:

1. Извисяваща се турбина.

Конструктивно наподобява балон, пълен с хелий. Вътре на хоризонтална ос е монтирана турбина с три лопатки. Такава система в момента се използва в Аляска. Плаващата турбина е разположена на недостъпна за съвременните вятърни турбини височина. Такава система е способна да функционира почти автономно (участието на персонала е сведено до минимум).

2. Вертикални турбини.

Остриетата им следват подредбата на рибните перки. Благодарение на този дизайн турбините могат да генерират достатъчно количествоелектричество, докато са близо един до друг. Дължина вертикални инсталациие 9 м. за ефективна работаСистемата изисква инсталирането на поне две близко разположени турбини. Според предварителните проучвания новият тип инсталация, в сравнение с лопатковите аналози, генерира 10 пъти повече електроенергия, заемайки същата площ.

3. Карбонови "стъбла".

Внедрено в ОАЕ нов проектза генериране на чиста електроенергия. Той включва инсталирането на 1203 карбонови „стъбла“ на 20-метрова основа. Височината на тази конструкция е 55 m. Всеки отделен елемент от системата е разположен на разстояние 10 m един от друг.

Дебелината на отделното стъбло в основата е 30 m, вътре в тях има слоеве, състоящи се от редуващи се електроди и пиезоелектричен материал. Под налягане последният генерира електричество. Енергията възниква, когато стъблата се люлеят от вятъра. Тази системапроизвежда същото количество електроенергия като другите вятърни турбини, заемащи същата площ.

Тунизийски учени създадоха нещо подобно. Тяхната система се различава от използваните в ОАЕ карбонови "стъбла" по това, че в горната си част има безшумен генератор, напомнящ на сателитна чиния.

В Холандия те предложиха да се инсталира малка конструкция на всяка къща, която може да генерира електричество под въздействието на вятърна енергия. Този вятърен генератор има турбина, която следва формата на черупка на охлюв. Той улавя вятърния поток, обръща се и променя посоката на движението си. Производителността на такъв вятърен генератор достига 80% от теоретичните показатели, които такива инсталации потенциално могат да демонстрират.

IN последните годинисе появиха разработки, предназначени за монтаж на ветроходни кораби. Като цяло, броят на системите, които могат да заменят лопатковите вятърни генератори, непрекъснато се увеличава. Може би в бъдеще те ще могат да решат всички проблеми, пред които е изправена вятърната енергия.

Вятърна турбина от хиперболоиден тип според Шухов е в състояние да работи дори при издигащи се въздушни течения, което обикновено се случва в близост до река, езеро, блато, по склоновете на хълмове и дерета. Създават се условия на „самозасмукване“ и „самоподържане“, както при хеликоидните турбини, въпреки че това не играе решаваща роля в работата.

Технологията чака финансиране и е в процес на разработка!

Описание:

Хиперболоидната вятърна турбина според Шухов се основава на идеите на великия руски инженер и учен В.Г.

На изображението работна зонавятърният поток е оцветен в червено. По отношение на този параметър той (вятърна турбина от хиперболоиден тип според Шухов) превъзхожда другите видове турбини, а именно: работната зона на вятърния поток от тип лопатка е 7-8% от пометената ■ площ; турбини Дарие и Савониус – 45-50%; V в такъв случай – 60-70%.

Вятърен генератортози тип е способен да работи дори при възходящо течение въздух, което обикновено се провежда до река, езеро, блато, по склоновете на хълмове и дерета.

Създават се условия за „самопоглъщане” и „самоподържане”, както при хеликоид. турбини, въпреки че това не играе решаваща роля в работата.

Предимства:

– контактната линия на активния слой на въздушния поток, измиващ хиперболоида, е 1,6 пъти по-дълъг от подобна линия на въртящия се цилиндър на роторен вятърен генератор с прави лопатки. Естествено е да се очаква, че ефективността вятърни турбинище бъде по-висока пропорционално на същата стойност,

– градивен устройствоработен орган в комбинация с лекота, здравина и баланс позволява монтаж на компоненти (скоростна кутия, електрически генератори др.), разположени вътре в вградения обем, което намалява габаритите и теглото на цялата инсталация като цяло,

– общият инерционен момент на конструкцията се определя като сумата от произведенията на масите на материалните точки по квадрата на дължината на радиуса. Въз основа на това следва, че инерционният момент на конструкцията в покой е най-малко половината от инерционния момент на въртящия се цилиндър на вятърна турбина с прави лопатки и следователно, необходимата сила на вятъра в момента на стартиране е два пъти по-малка.

Сравнение на характеристиките:

Забележка: описание на технологията на примера на вятърна турбина от хиперболоиден тип според Шухов.

вертикална високопроизводителна вятърна турбина invelox rimworld
Направи си сам вятърна роторна турбина Болотов
zvt затворена плаваща вятърна турбина с слънчеви панелинаправи си сам резервни части Fuller от Овчинников
купете затворени вятърни турбини с една перка на домашна цена
ефективност на генератора на вятърна турбина
мини генератор на вятърна турбина

Фактор на търсенето 1 552

Търсене на технологии

Намерени технологии 1

Може да е интересно:

• Модулният комплекс Sibir е предназначен за добив на злато, платина и редкоземни...

Вятърната енергия се развива активно по целия свят и отдавна не е тайна, че това е една от най-обещаващите области на алтернативната енергия в момента. До средата на 2014 г. общият капацитет на всички инсталирани вятърни турбини в света беше 336 гигавата, а най-голямата и най-мощна вертикална вятърна турбина с три перки Vestas-164 беше инсталирана и пусната в началото на 2014 г. в Дания. Мощността му достига 8 мегавата, а обхватът на перките е 164 метра.

Въпреки отдавна установената технология за производство на лопаткови турбини и вятърни турбини като цяло, много ентусиасти се стремят да подобрят технологията, да повишат нейната ефективност и да намалят негативните фактори.

Както е известно, коефициентът на енергийно използване на вятърния поток достига в най-добрия случай 30%, те са доста шумни и нарушават естествения топлинен баланс на близките райони, повишавайки температурата на приземния въздушен слой през нощта. Те също са много опасни за птиците и заемат значителни площи.

Какви алтернативи съществуват? Всъщност креативността на съвременните изобретатели не познава граници и алтернативни вариантимного са изобретени.

Нека да разгледаме 5 от най-необичайните и забележителни алтернативни дизайни на вятърни турбини в индустрията.

От 2010 г. американска компания Altaeros Energies, основана в Масачузетския изследователски институт, разработва ново поколение вятърни турбини. Новият тип вятърни генератори е проектиран да работи на надморска височина до 600 метра, която конвенционалните вятърни генератори просто не могат да достигнат. Именно на такава голяма надморска височина постоянно духат най-силните ветрове. силни ветрове, които са 5-8 пъти по-силен от ветроветеблизо до повърхността на земята.

Генераторът е надуваема конструкция, подобна на напомпан с хелий дирижабъл, в който на хоризонтална ос е монтирана трилопатна турбина. Такъв ветрогенератор беше изстрелян през 2014 г. в Аляска на надморска височина от около 300 метра за тестване в продължение на 18 месеца.

Разработчиците твърдят, че тази технология ще произвежда електричество на цена от 18 цента за киловатчас, което е половината от обичайната цена на вятърната енергия в Аляска. В бъдеще такива генератори могат да заменят дизелови електроцентрали, както и намират приложение в проблемни зони.

В бъдеще това устройство ще бъде не само генератор на електроенергия, но и част от метеорологична станция и удобно средство за осигуряване на интернет в райони, далеч от съответната инфраструктура.

След инсталирането такава система не изисква присъствието на персонал и не заема голяма площи почти безшумен. Може да се управлява дистанционно и изисква Поддръжкасамо веднъж на 1-1,5 години.

Друг интересно решениевърху създаването необичаен дизайнвятърна електроцентрала се внедрява в Обединените арабски емирства. Недалеч от Абу Даби се изгражда град Мадсар, в който планират да построят доста необичайно вятърна ферма, наречен “Windstalk” от разработчиците.

Основателят на нюйоркската дизайнерска компания Atelier DNA, която разработва дизайна на този проект, каза, че основната идея е била да се намери кинетичен модел в природата, който да служи за генериране на електричество, и такъв модел е намерен. 1203 стъбла от въглеродни влакна, всяко около 55 метра високо, с бетонни основи 20 метра ширина, ще бъдат монтирани на разстояние 10 метра един от друг.

Стъблата ще бъдат подсилени с гума и ще имат ширина около 30 см в основата и ще се стесняват на върха до 5 см. Всяко стъбло ще съдържа редуващи се слоеве от електроди и керамични дискове, направени от пиезоелектричен материал, който генерира електрически ток, когато е подложен на натиск.

Докато стъблата се люлеят от вятъра, дисковете ще се компресират, генерирайки електрически ток. Без шум от перките на вятърните турбини, без жертви на птици, нищо освен вятър.

Идеята възникна от наблюдението на тръстиките, които се люшкаха в блатото.

Проектът Windstalk на Atelier DNA зае второ място в състезанието Land Art Generator, спонсорирано от Madsar, за избор на най-доброто произведение на изкуството от международно поле на вписвания, което може да генерира енергия чрез възобновяеми източници.

Площта, заета от тази необичайна вятърна станция, ще обхваща 2,6 хектара, а мощността ще съответства на конвенционален вятърен генератор, заемащ подобна площ. Системата е ефективна поради липсата на загуби от триене, присъщи на традиционните механични системи.

В основата на всяко стъбло ще има генератор, който преобразува въртящия момент от стеблото с помощта на система от амортисьори и цилиндри, подобна на системата Levant Power, разработена в Кеймбридж, Масачузетс.

Тъй като вятърът не е постоянен, ще се използва система за съхранение на енергия, за да може натрупаната енергия да се използва дори когато няма вятър, обясняват служители, работещи по проекта.

На върха на всяко стъбло ще има LED лампа, чиято яркост ще зависи пряко от силата на вятъра и количеството генерирана електроенергия в момента.

Windstalk ще работи на хаотично люлеещо се движение, което позволява елементите да бъдат поставени много по-близо един до друг, отколкото е възможно с конвенционалните вятърни генератори с перки.

Подобен проект, Wavestalk, се разработва за преобразуване на енергията на океанските течения и вълни, където подобна система ще бъде с главата надолу под водата.

Проектът, разработен от Saphon Energy от Тунис, подобно на Windstalk, е вятърен генератор без лопатки, но този път устройството е с дизайн на платно.

Този безшумен генератор, оформен като сателитна чиния, се нарича Saphonian. Няма въртящи се части и е напълно безопасен за птиците. Екранът на генератора се движи напред-назад под въздействието на вятъра, създавайки вибрации в хидравличната система.

Целта на проекта е да се подобри работата на вятърните генератори по отношение на използването на вятърния поток. Вятърът буквално е впрегнат в платно, което се движи напред-назад под негово влияние, докато няма нито лопатки, нито ротор, нито зъбни колела. Това взаимодействие позволява повече кинетична енергия да бъде преобразувана в механична с помощта на бутала.

Енергията може да се съхранява в хидравлични акумулатори или да се преобразува в електричество чрез генератор или с негова помощ може да се завърти някакъв механизъм. Ако конвенционалните вятърни генератори имат ефективност от 30%, то този генератор с платна осигурява 80%. Ефективността му надвишава вятърните мелници с лопатки 2,3 пъти.

Поради липсата на скъпи компоненти, какъвто е случаят с вятърната турбина (лопатки, главини, скоростни кутии), в случая на Saphonian, разходите за оборудване са намалени с до 45%.

Аеродинамичната форма на Saphonian има предимството, че турбулентните вятърни течения имат малък ефект върху тялото на платното и аеродинамичната сила само се увеличава. Турбулентността е причината вятърните турбини да не се използват в градските райони, но Saphonian може да се използва и там. В допълнение, вредните акустични и вибрационни фактори са сведени до минимум. Saphon Energy получи награда от KPMG за усилията си в развитието на иновациите.

Друг много революционен подход към използването на вятърна енергия беше реализиран през 2008 г. от ентусиазиран изобретател от Калифорния. Големите вятърни генератори за малки градове са с размерите на 30-етажна сграда, а лопатките им достигат размера на крилата на Boeing 747.

Тези гигантски генератори със сигурност произвеждат много енергия, но производството, транспортирането и инсталирането на такива системи са сложни и скъпи. Въпреки това индустрията расте с повече от 40 процента всяка година. Точно това мислеше Дъг Селсам от Калифорния, преди да постави амбициозната си цел. Той реши, че е напълно възможно да се получи повече енергия с по-малко материали.

Като инсталира дузина или няколко дузини малки ротори на един вал, свързан към един генератор, Дъг в крайна сметка постигна целта си. Той свърза единия край на дългия вал към генератор и изстреля другия край във въздуха върху балони с хелий. Системата работеше според очакванията.

Дъг прочете в учебниците, че едновинтова турбина е достатъчна, за да постигне максимума, но Дъг имаше своите съмнения. Той мислеше различно: колкото повече ротори, толкова повече вятърна енергия може да се използва.

Ако всеки ротор е разположен под правилния ъгъл, тогава всеки ротор ще получи собствен вятър и това ще увеличи ефективността на генерирането.

Разбира се, това усложнява физиката, защото сега трябваше да се уверим, че всеки ротор хваща собствения си поток, а не само потока от ротора, разположен до него. Необходимо е да се разбере оптимален ъгълза вала по отношение на вятъра и идеалното разстояние между роторите. И в крайна сметка печалбите бяха постигнати с по-малко материали.

През 2003 г. изобретателят получи безвъзмездна помощ от Калифорнийската енергийна комисия в размер на 75 000 долара за разработване на турбина със седем ротора с мощност 3000 вата. Предизвикателството беше успешно изпълнено и Дъг Селсам вече е продал повече от 20 от своите 2000-ватови двуроторни турбини на няколко собственици на жилища. Той построи тези устройства в своя крайградски гараж.

Идеята на Дъг беше една от малкото идеи, които всъщност имаха потенциала да станат големи в комерсиалния свят. Selsam казва, че двата ротора са само началото. Вероятно някой ден ще види своите многороторни турбини да се простират на една миля в небето.

Archimedes, чийто офис се намира в Ротердам, Холандия, излезе със собствена концепция за необичайни вятърни турбини, които могат да бъдат инсталирани директно върху покривите на жилищни сгради.

Според авторите на проекта, ефективният дизайн с нисък шум може напълно да осигури малка къщаелектричество и комплекс от такива генератори, работещи заедно с, е в състояние напълно да намали до нула зависимостта на голяма сграда от външни източнициелектричество. Новите вятърни турбини се наричат ​​Liam F1.

Малка турбина, с диаметър 1,5 метра и тегло около 100 килограма, може да бъде монтирана на всяка стена или покрив на жилищна сграда. Обикновено височината на терасовите покриви е 10 метра, а вятърът в страната почти винаги е югозападен. Тези условия са достатъчни за правилното поставяне на турбината на покрива и ефективно използване на вятърната енергия.

Тук се решават два проблема на конвенционалните вятърни турбини: шумът на конвенционалните лопаткови турбини и високата цена за инсталиране на обемисто оборудване. При конвенционалните вятърни генератори разходите за монтаж често не се възстановяват. Нивото на шума на турбината Liam е около 45 dB, което е дори по-тихо от шума от дъжд (шумът от дъжд в гората е 50 dB).

Оформена като черупка на охлюв, турбината, подобно на ветропоказател, се върти на вятъра, улавя въздушния поток, намалява скоростта му и променя посоката. Директорът на компанията Маринус Миремета твърди, че ефективността на иновативната турбина достига 80% от максималната ефективност, теоретично налична във вятърната енергия. И това вече е напълно достатъчно.

В Холандия средното семейство консумира 3300 kWh електрическа енергияслед година. Според разработчиците половината от тази енергия може да бъде осигурена от една турбина Liam F1 при скорост на вятъра най-малко 4,5 m/s.

Можете да поставите три такива турбини на върховете на триъгълник на покрива на къща, тогава всяка от турбините ще бъде снабдена с вятър и те няма да си пречат една на друга, а напротив, ще си помагат.

Ако ние говорим заотносно монтажа в град, където има турбулентни потоци, производителят предлага леко повдигане на вятърни генератори, инсталирани на градски покриви, монтиране на стълбове, така че стените на съседните къщи да не пречат на вятърните потоци.

Очаквани разходи нова турбинавключително монтаж е 3999 евро. Тъй като устройството е с размер над един метър, може да се изисква специален лиценз за използването му, следователно, в краен случай, компанията произвежда и мини-турбини Liam с диаметър 0,75 метра.

Производителите планират да използват своите турбини не само за захранване на жилищни и промишлени сгради, но и за захранване на морски плавателни съдове.

Както можете да видите, производителите на вятърни генератори имат много интересни алтернативи.