Вятърната турбина е основната част от вятърния генератор, който има турбина като устройство за приемане на вятърна енергия. Един от вариантите на такива устройства е тяло под формата на цилиндър, във вътрешното пространство на което се намират лопатките.

Вятърните турбини, направени на базата на вятърни турбини, се характеризират с по-висока ефективност в сравнение с лопатковите, както и с опростения си дизайн и надеждност в експлоатация.

Основни характеристики

Както за всяко техническо устройство, така и за въздушна турбина параметрите, които класифицират нейните възможности, както и предоставят информация за определен модел, са техническите му характеристики.

Основните технически характеристики на такива устройства са:

1. Номинална изходна мощност, измерена в kW.
2. Номинално изправено напрежение, което генераторът генерира при определена скорост на ротора на инсталацията.
3. Честотата на приложеното напрежение, измерена в Hz.
4. Скорост на ротора, в работен режим, при който се генерира номиналното коригирано напрежение. Измерено в обороти в минута.
5. Номиналната скорост, при която вятърната турбина отговаря на декларираната мощност. Измерено в обороти в минута.
6. Ускоряващата скорост, измерена в обороти в минута, класифицира максималната способност на устройството да работи с определена скорост.
7. Режим на работа, при който един или друг модел устройство може да работи за определено време (дългосрочно, циклично, краткосрочно и т.н.).
8. Нивото на шума (звука), произведен по време на работа на определен модел, се измерва в dB.
9. Ефективност на устройството.
10. Охлаждащ тип агрегати и механизми.
11. Метод за монтаж и монтаж.
12. Размери.
13. Единично тегло.

Характеристики на дизайна на вятърната турбина

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

Липсата на необходимост от опашна секция (за ориентация спрямо посоката на вятъра), намалява теглото и размерите на устройството, а също така улеснява монтажа и експлоатацията. Тялото, под формата на цилиндър, се ориентира независимо по посока на вятърните потоци и действително, като дюза, увеличава налягането върху монтираните лопатки, като по този начин увеличава ефективността на вятърния генератор.

Как да изчислим правилно

Основният показател, който определя избора на определен модел, е способността за генериране на електрическа енергия, която се измерва в киловат * часа за единица време.

Количеството генерирана енергия е пряко свързано с мощността на инсталацията, което е основната техническа характеристика на блока, следователно изчисляването на вятърната турбина определя нейните геометрични размери, броя на монтираните лопатки и височината на инсталацията по-горе земята.

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

P \u003d KxRxV 3 xS / 2

P е мощността на въздушния поток;

К - коефициент, отчитащ ефективността на турбината, има стойност от 0,2 до 0,5 единици;

R - плътност на въздуха, е 1,225 kg / m 3 (при нормално атмосферно налягане);

V е скоростта на въздушните потоци, измерена в m / s;

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

От горната формула може да се види, че мощността на вятърния поток и, следователно, мощността на генератора, директно зависи от диаметъра на вятърната турбина (S \u003d π R 2).

Познавайки скоростта на въздушните потоци на мястото на инсталацията на инсталацията и нейния диаметър, е възможно да се определи мощността на инсталацията и способността й да генерира електричество.

Видове вятърни турбини

Въпреки че първоначално се смяташе, че вятърната турбина с вятърна турбина включва нейното инсталиране само в хоризонтална равнина, което характеризира ветрогенераторите с хоризонтална ос на въртене, въпреки това, дизайнерите са разработили нови версии на такива устройства, които са:

• Вятърна турбина с вертикална ос

В инсталации от този тип турбинният цилиндър е разположен вертикално, а лопатките са в равнина, перпендикулярна на земната повърхност.

Работата на вятърните турбини с вертикална ос на въртене е подобна на работата на устройства с хоризонтална ос на въртене.

• Вятърна турбина без лопатки

Наличието на лопатки във вятърни турбини от различни конструкции води до факта, че тяхното инсталиране изисква значителни площи, дори ако това са вятърни турбини, разположени в твърда обвивка. В тази връзка нова посока в развитието на вятърните турбини е изграждането на такива устройства, използващи вятърни турбини, които нямат лопатки.

Този дизайн е стълб с метални дискове вътре. Дисковете са монтирани на вал и са успоредни един на друг; между тях са монтирани специални дистанционни елементи. Когато въздухът навлезе в уплътненията, те се задействат и дават специфичен и насочен импулс на металните дискове, под които дисковете започват да се въртят. Под въздействието на въртеливото движение на дисковете пръчката започва да се върти, което от своя страна пренася своето въртеливо движение на вала на генератора.

• Вятърна турбина на покрива

Интересът към възможността да си осигурите безплатна електрическа енергия, като същевременно не създавате проблеми на другите, дори в град, доведе до разработването на дизайн на вятърна турбина, който може да бъде инсталиран на покрива на всяка сграда.

Такава инсталация има малки габаритни размери, малко тегло и е практически безшумна по време на работа. Външната обвивка на устройството е направена под формата на охлюв, което дава възможност да се засили вятърният поток в желаната посока и да се ориентира в пространството, в съответствие с неговата посока.

Популярни модели и марки

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

• Турбина, разработена от специалистите на компанията Fбезделник (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, е възможно да се наблюдава работата на устройството на отдалечено разстояние.

Вятърната турбина работи в тандем с батерия, инсталирана вътре в сградата . Крепежните елементи са проектирани да бъдат монтирани на билото на покрива, което увеличава количеството на вятъра, 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.

• • Турбината Liam F1 е разработена в Холандия от The Archimedes, лека е (до 80,0 кг) и може да се монтира на покрива на сграда или друга самостоятелна опора. Дизайнът на приемния блок, под формата на охлюв, ви позволява да увеличите ефективността на вятърната турбина и винаги да бъдете в равнината на вятърния поток.
  • 
    
  • Нивото на шума по време на работа е много ниско, което позволява инсталиране на всяко удобно място.

  • Средни цени

    Оборудването, използвано за алтернативна енергия, включително вятърни турбини, не е евтино. Това се дължи на факта, че като правило се произвеждат нови модели в парчен дизайн и това, което вече е доставено, не е поток, не се прилага масово, което се дължи на факта, че този метод за получаване на енергия все още не е намерил широко разпространение сред потребителите.

    Цената на горепосочените 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 на американската компания Fiddler, но поради неговата конфигурация и предлагане на подобни устройства на пазара е безопасно да се каже, че цената на инсталацията не е по-ниска от тази на холандските разработчици .

    Предимства и недостатъци

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

    • Възможност за работа при слаби вятърни потоци, със скорост 2,0 m / s.
    • Висока чувствителност към вятърни течения.
    • Възможност за работа при силни, ураганни въздушни скорости, до 60,0 m / s.
    • Със същите габаритни размери, вятърният генератор, оборудван с турбина, има по-висока мощност и по-висока ефективност в сравнение с лопатките.
    • Турбината е безопасно техническо устройство за фауната, обитаваща мястото на инсталиране на блока (птици, прилепи).
    • Турбината не произвежда инфразвук, който е вреден за хората и животните.
    • По-ниска цена в сравнение с дизайна на гребла.
    • Лесно инсталиране, 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 не е подвластно на човека, поради което е невъзможно да се предвиди, за дълъг период, силата на неговия поток и посоката на движение;
    • Във връзка с променливостта на силата на вятърния поток е необходимо да се предвидят значителни електрически капацитети за акумулиране на генерираната енергия;
    • Висока цена на комплект оборудване;
    • Преди да инсталирате вятърни турбини с висока мощност, е необходимо да изчислите икономическата осъществимост във 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 такова оборудване, свържете се с компания, 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 съдействат за инсталирането и последващата поддръжка на закупеното устройство.

    Освен това можете да използвате интернет ресурси, където са представени широк кръг от компании, които предлагат стоки за продажба в този конкретен сегмент от устройства, но това обикновено са продукти на китайски производители, от качеството на които има много оплаквания. Освен това, закупувайки през Интернет сложно оборудване, като вятърни турбини, няма възможност да се върнат некачествени стоки и да се получи квалифицирана помощ.

    Поради факта, че е доста трудно да направите сами вятърна турбина, разположена в затворено пространство (цилиндър), професионални дизайнери и инженери се занимават с това, след това със собствените си ръце, от импровизирани средства, можете да направите турбина за вятърна турбина с вертикална ос на въртене.

    Това ще изисква следните материали:

    1. Тръба, изработена от трайна пластмаса с най-големия наличен диаметър.
    2. Листов шперплат с дебелина 10,0 - 12,0 мм;
    3. Самонарезни винтове за дърво;
    4. Метална фиби с диаметър 12,0 - 16,0 мм;
    5. Гайки и шайби, съответстващи на диаметъра на съществуващия шпилка;
    6. Автомобилна главина, в комплект с лагер.

    и инструмент:

    1. Режещ инструмент: ножовка, мелница с отсечени колела, прободен трион, нож;
    2. Инструменти за шлайфане: шлайф с шлифовъчни колела, пили, шкурка;
    3. Комплект ключове и отвертки;
    4. Отвертка.

    Дизайнът, който трябва да бъде получен в резултат на извършената работа, и диаграмата на неговата работа, са представени на диаграмата по-долу:

• Работата се извършва, както следва:
  • От съществуващата тръба се прави заготовка, за което тръбата се нарязва на необходимата дължина (около 1,0 метра), след което се изрязва по оста си. В резултат се получават 2 половинки с еднаква дължина и дължина.
  • От шперплат, в съответствие с диаметъра на тръбата, се изрязват два кръга, след което според диаметъра те се разделят на две части. Резултатът е четири полукръгли заготовки.
  • Шперплат заготовки са инсталирани вътре в заготовките на тръбите, в горната и долната част на всяка от тях. Закрепването се извършва с самонарезни винтове. Резултатът са две полубурета.
  • Получените полуцеви са свързани помежду си, така че да се припокриват един с друг. Освен това на местата на припокриване е необходимо да изберете сегмент (не е показан на диаграмата), така че те, като че ли, да влязат един в друг. Дълбочината на избрания сегмент е не по-малка от 50,0 mm, дължината може да бъде произволна.
  • От шперплат се изрязват 2 кръга с диаметър 100,0 mm, които също с помощта на винтове за замразяване са фиксирани в горната и долната част на полуцевите, които трябва да бъдат свързани. Резултатът е твърдо свързана структура.
  • В средата на получения въображаем кръг и това трябва да е точката, в която са избрани сегментите (отгоре на фиксираните кръгове от шперплат), се прави отвор в съответствие с диаметъра на съществуващия шпилка. В горната и долната част на заготовките се правят дупки.
  • В отворите се вкарва шип, който чрез монтиране на шайби и гайки се фиксира в сглобената конструкция.
  • За съществуващата автомобилна главина е направена втулка в съответствие с вътрешния диаметър на лагера и диаметъра на шпилката. Втулката се притиска в лагера, след което върху нея се поставя шип, който допълнително се закрепва с гайки.

  За пълната готовност на вятърната турбина, на щифта, под разположението на главината, е необходимо да се монтира ролка, през която въртящото движение от турбината ще се предава към електрическия генератор, и да се монтира сглобената турбина в мястото, избрано за монтаж.

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

Проект за вятърна турбина

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

Класификация

Вятърните генератори се подразделят според разположението на оста на въртене на конструкции с:

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

Според материалите, от които са направени лопатките, вятърните турбини се класифицират на:

• схванат;
• плаване.

По броя на остриетата той се подразделя на:

• генератори с 2 лопатки;
• генератори с 3 лопатки;
• многоостриеви генератори, с броя на остриетата от 50.

Вятърните генератори от турбинен тип принадлежат към категорията от ново поколение, монтирани са на покрива под формата на вентилатори и не смущават съседите с шум

По вида на стъпката на винта генераторите се отличават с:

• постоянна стъпка;
• променлива стъпка.

По тип конструкция:

• острие;
• турбина.

По предварителна уговорка:

• домакинство;
• търговски;
• промишлени.

Индустриалните вятърни мелници са изградени главно с хоризонтална ос на въртене и твърди остриета.

Liam F1 Urban вятърна турбина постига 80% ефективност

Ветроходите за ветроходство и генераторите с вертикална ос често са инсталирани за захранване на частни домове и малки сгради.

Вятърна турбина - вятърен генератор, чиято турбина има цилиндрична форма с монтирани вътре лопатки. Всъщност това е вятърна мелница с хоризонтална ос на въртене, чиито ръбове на лопатките са защитени с цилиндър. Отличава се с опростен, надежден дизайн, голяма, в сравнение с лопаткови вятърни турбини, ефективност.

Основната разлика

Вятърната турбина е цилиндрична верига. Въртящите се остриета са разположени вътре в контура. Структурата се състои от:

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

Вятърните турбини от този тип се характеризират с липсата на незащитени въртящи се лопатки, както и система, предназначена за тяхното регулиране и ориентиране към посоката на вятъра. Това увеличава надеждността и безопасността на конструкцията. Цилиндричната форма на обтекателя се разгръща независимо, улавяйки вятъра, а обтекателят, който действа 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, методът на поставяне (върху опора, ферма и т.н.) могат да варират. Възможно е допълнително оборудване със слънчеви модули.

Прототип на вятърна турбина за бизнес турбина

Вятърните турбини се произвеждат за битови и промишлени цели.

Принцип на инсталиране

За нормална работа на вятърна турбина от тип турбина е необходим вятър, духащ със скорост от 2 m / s до 60 m / s. Принципът на действие на инсталацията е както следва. Устройството независимо улавя посоката на вятъра, завърта се в правилната посока. Въздушният поток удря лопатките, завърта ги. Въздушните маси предават кинетична енергия на движение на лопатките, където тя се превръща в механична енергия, която върти ротора.

Изпробва се турбината на вятърна турбина, разработена в Русия

Въртенето на ротора произвежда трифазен ток, който тече в генератора. От там токът отива към контролера, където се коригира, след това преминава през батериите, зарежда ги и след това отива към инвертора. Инверторът произвежда еднофазен променлив ток, неговата честота на трептене е 50 Hertz за 220 V мрежи или трифазен 380 V ток, който се изисква от промишлените предприятия, както и за захранване на товара.

Предимства на вятърна турбина

Дизайнът на вятърната турбина има значителни предимства пред други конструкции на вятърни турбини.

1. Висока чувствителност към вятър. Минималната скорост на вятъра за задействане на лопатките е от 2 m / s; вятърните турбини от различен тип се нуждаят от 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 двойно по-голяма от ефективността на вятърната турбина с незащитени лопатки. Поради конструкцията на дюзата на обтекателя, вятърната турбина на турбината е много по-мощна от агрегатите от други конструкции.
4. Турбината е безопасна за птици и прилепи. Вятърните мелници с отворени остриета често причиняват смърт на летящи животни, които не могат да определят границите на опасната зона. Прилепите и птиците идентифицират вятърната турбина с турбинен дизайн като едно препятствие и успешно я заобикалят.
5. Вятърните турбини на повечето конструкции произвеждат много шум, генерират инфразвук при определени скорости на вятъра, така че не могат да бъдат поставени в близост 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 мелници не провокират изкуствена миграция на животните.
6. По-ниски, в сравнение с гребло, производствени разходи. Изработването на разхлабени остриета е сложен и скъп процес. Отсъствието им значително намалява цената и опростява производството на инсталацията.
7. Лекота и бързина на инсталиране. Компонентите на турбогенератора се произвеждат в завода; там се извършва и сглобяването на основните блокове. Инсталацията включва само оформлението, свързването на блокове, закрепването му към опората. Монтажът се извършва със стандартни асансьори.
8. Лесна поддръжка. Поддръжката на вятърните турбини е много по-лесна и евтина от тези с лопатки. С правилната работа на уреда, периодично компетентно 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 радарите за ПВО и не представлява заплаха за националната сигурност.

Област на приложение

Генераторът на вятърната турбина постига максимална ефективност в близост до естествените водни тела поради почти целогодишното движение на въздуха и високата чувствителност към вятъра. И също така се инсталира в градове. Дизайнът на инсталацията позволява използването на генератора за автономно или комбинирано осветление на частни къщи и вили.

Вятърният генератор е полезен в населени места, разположени далеч от градовете, регионалните центрове, където често се случва прекъсване на електрозахранването. Вятърната турбина може да се използва в близост до летища, военни полигони. Макар да е невидим за радарите, той не представлява опасност за пилотите и системите за национална сигурност.

Вятърните турбини се използват като източник на електричество от десетилетия. За първи път хората започнаха да експлоатират подобни структури, когато той впрегна силата на природата и започна да строи мелници. Днес вятърните генератори от трето поколение се използват за производство на електричество. Освен това самите структури напоследък придобиват все по-необичайни форми.

Съвременната вятърна турбина се състои от следните елементи:

1. Анемометър. Той отговаря за измерването на скоростта на вятъра и предава съответната информация на контролера на вятърния генератор на турбината.
2. Остриета. Вятърът, удрящ тези елементи, ги кара да се въртят. В резултат на това се задвижва турбина, която генерира електричество.
3. Спирачка. Той 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 вятърните турбини и ги спира да работят.
5. Индукционен генератор. Устройството генерира електричество. Той е допълнен от високоскоростен вал.
6. Гондола. Той се намира в горната част на вятърната турбина. В корпуса на гондолата се помещават повечето от дизайнерските елементи на устройството, включително спирачката и контролера.

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

Предимства на турбините

Модерната вятърна турбина има следните предимства пред своите предшественици:

1. Способен да работи при висока скорост на вятъра. Съвременните турбини работят, когато вятърните потоци се движат над критичните стойности (25–60 m / s).
2. Не създава инфразвукови вълни. Вятърните турбини от предишни поколения имаха този недостатък.
3. Лесна инсталация. Основата на дизайна се създава в производството. На място са монтирани отделни елементи, а гондолата е монтирана на мачтата.
4. Прилагане на иновативни материали. Те не само увеличават експлоатационния живот на уреда, но и осигуряват лесна инсталация.

Вятърните турбини се инсталират главно по морето и океанското крайбрежие или директно върху водата. Този подход позволява почти целогодишна работа на турбината.

Съвременни разработки

Недостатъците на лопатковите системи включват следното:

• те нарушават естествения топлинен баланс;
• относително ниска ефективност, ненадвишаваща 30%;
• заемат голяма площ;
• са опасни за птиците.

Тези недостатъци принуждават разработчиците по целия свят да търсят нови технологични решения, които правят възможно получаването на вятърна енергия. Последните постижения включват:

1. Рееща се турбина.

Структурно той прилича на балон, пълен с хелий. Вътре по хоризонтална ос е монтирана турбина с три лопатки. В момента такава система се работи в Аляска. Висящата турбина е разположена на височина, която е недостъпна за съвременните вятърни турбини. Такава система може да работи почти автономно (участието на персонала е сведено до минимум).

2. Вертикални турбини.

Техните остриета следват подреждането на перките при рибите. Благодарение на този дизайн турбините са в състояние да генерират достатъчно количество електричество, като същевременно са на близко разстояние една от друга. Дължината на вертикалните възли е 9 м. За ефективна работа на системата е необходимо инсталирането на поне две тясно разположени турбини. Според предварителните проучвания, новият тип инсталация, в сравнение с аналозите на острието, генерира 10 пъти повече електричество, заемайки същата площ.

3. Карбонови "стъбла".

В ОАЕ е в ход нов проект за чисто производство на електроенергия. Той предвижда инсталирането на 1203 въглеродни "стъбла" на 20-метрова основа. Височината на тази конструкция е 55 м. Всеки отделен елемент от системата е разположен на разстояние 10 м един от друг.

Дебелината на отделно стъбло в основата е 30 м. Вътре те са слоеве, състоящи се от редуващи се електроди и пиезоелектричен материал. Под налягане последният генерира електричество. Енергията се генерира, когато стъблата се люлеят на вятъра. Тази система генерира същото количество електричество като другите вятърни турбини от същия район.

Тунизийски учени са създали нещо подобно. Тяхната система се различава от въглеродните "стъбла", използвани в ОАЕ, по това, че в нея се помещава безшумен генератор, наподобяващ сателитна антена в горната част.

В Холандия беше предложено да се монтира малка конструкция на всяка къща, способна да генерира електричество под въздействието на силата на вятъра. Тази вятърна турбина има турбина, която следва формата на черупката на охлюва. Тя, улавяйки потока на вятъра, се обръща и променя посоката на движението си. Производителността на такъв вятърен генератор достига 80% от теоретичните показатели, които подобни инсталации могат потенциално да демонстрират.

През последните години има разработки, предназначени за инсталиране на плаващи съдове. Като цяло броят на системите, които могат да заменят лопатковите вятърни турбини, непрекъснато се увеличава. Може би в бъдеще те ще могат да решат всички проблеми, пред които е изправена вятърната енергия.

Вятърната турбина от хиперболоиден тип според Шухов е способна да работи дори при възходящи въздушни течения, което обикновено се извършва до река, езеро, блато, по склоновете на хълмове и дерета. Създават се условията за "самозасмукване" и "самоподдържане", както при хеликоидалните турбини, въпреки че това не играе решаваща роля в операцията.

Технологията очаква финансиране и е в процес на разработка!

Описание:

Според Шухов вятърната турбина от хиперболоиден тип се основава на идеите на великия руски инженер и учен В. Г. Шухов.

На фигурата работната зона на вятърния поток е оцветена в червено. Според този параметър той (вятърна турбина от хиперболоиден тип по Шухов) превъзхожда други видове турбини, а именно: работната площ на ветропотока тип лопатка - 7-8% от пометената площ; Турбини Дариус и Савоний - 45-50%; в този случай 60-70%.

Вятърен генератор този тип е в състояние да работи дори и нагоре по веригата въздух, което се провежда, като правило, до река, езеро, блато, по склоновете на хълмове и дерета.

Създават се условия за „самозасмукване“ и „самоподдържане“, както при хеликоидалните турбини, въпреки че това не играе решаваща роля в работата.

Ползи:

- линията на контакт на активния слой на въздушния поток, измиващ хиперболоида, е 1,6 пъти по-дълга от аналогичната линия на въртящия се цилиндър на ротационен вятърен генератор с прави лопатки. Естествено е да се очаква, че ефективността вятърни турбини ще бъде по-висока пропорционално на същата стойност,

– градивен устройство работно тяло в комбинация с лекота, здравина и баланс позволява монтажни единици (скоростна кутия, електрически генератор и др.) да се поставят във вградения обем, което намалява размерите и теглото на цялата инсталация като цяло,

– общият момент на инерция на дадена конструкция се определя като сбор от произведенията на масите на материалните точки на квадрата от дължината на радиуса. Въз основа на това следва, че моментът на инерция на конструкцията в покой е най-малко половината от момента на инерция 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 хиперболоидна вятърна турбина според Шухов.

вертикална вградена вятърна турбина с висока производителност
направи си сам ротационна вятърна турбина bolotov
zvt затворена извисяваща се вятърна турбина със соларни панели направи си сам по-пълни резервни части ovchinnikov
купувайте затворени вятърни турбини с едно острие на домашна цена
генераторни турбини за вятърни електроцентрали
мини генератор на вятърна турбина

Коефициент на търсене 1 552

Търсене на технологии

Намерени технологии 1

Може да е интересно:

• Модулният комплекс "Сибир" е предназначен за добив на злато, платина и рядкоземни ...

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

Въпреки дългосрочната технология за производство на лопатки и вятърни турбини като цяло, много ентусиасти се стремят да подобрят технологията, да увеличат нейната ефективност и да намалят негативните фактори.

Както знаете, коефициентът на енергийна употреба на вятърния поток в най-добрия случай достига 30%, те са доста шумни и нарушават естествения топлинен баланс на близките територии, увеличавайки температурата на повърхностния въздушен слой през нощта. Те също са много опасни за птиците и заемат значителни площи.

Какви са алтернативите? Всъщност творчеството на съвременните изобретатели не познава граници и са измислени много различни алтернативи.

Нека да разгледаме 5 от най-необичайните алтернативи на вятърни турбини, забележими в индустрията.

От 2010 г. американската компания Altaeros Energies, основана в Масачузетския изследователски институт, разработва ново поколение вятърни турбини. Новият тип вятърни турбини е проектиран да работи на височини до 600 метра, където конвенционалните вятърни турбини просто не могат да достигнат. Именно на толкова голяма надморска височина непрекъснато духат най-силните ветрове, които са 5-8 пъти по-силни от ветровете близо до земната повърхност.

Генераторът е надуваема конструкция, подобна на дирижабъл, изпомпван с хелий, в който триходова турбина е инсталирана на хоризонтална ос. Такъв вятърен генератор беше пуснат през 2014 г. в Аляска на надморска височина от около 300 метра за тестване в продължение на 18 месеца.

Разработчиците уверяват, че тази технология ще генерира електричество на цена от 18 цента за киловатчас, което е половината от цената на обичайните разходи за вятърна енергия в Аляска. В бъдеще такива генератори могат да заменят дизелови електроцентрали, както и да намерят приложение в проблемните области.

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

Веднъж инсталирана, такава система не изисква присъствието на персонал, не заема голяма площ и е почти безшумна. Може да се наблюдава дистанционно и изисква поддръжка само веднъж на 1-1,5 години.

Друго интересно решение за създаването на необичаен дизайн на вятърна ферма се прилага в Обединените арабски емирства. Недалеч от Абу Даби се изгражда град Мадсар, в който те планират да построят доста необичаен вятърен парк, наречен от разработчиците „Windstalk“.

Основателят на базираната в Ню Йорк дизайнерска компания Atelier DNA, която разработва дизайна на проекта, заяви, че основната идея е да се намери в природата кинетичен модел, който да служи за генериране на електричество, и такъв модел е намерен. 1203 стъбла от въглеродни влакна, всяка с височина около 55 метра, с бетонни основи с широчина 20 метра, ще бъдат монтирани на разстояние 10 метра.

Стъблата ще бъдат подсилени с гума и ще имат ширина около 30 см в основата и ще се стесняват до 5 сантиметра нагоре. Всяко такова 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 на вятъра, дисковете ще се свиват, генерирайки електрически ток. Без шум от лопатките на вятърните турбини, без жертви на птици, нищо освен вятър.

Идеята възникна от наблюдението на тръстиката, която се люлее в блатото.

Windstalk на Atelier DNA спечели второ място в конкурса, спонсориран от Мадсар, Land Art Generator, за да избере най-добрите международно приложени произведения на изкуството, които могат да генерират енергия от възобновяеми източници.

Площта, заета от тази необичайна вятърна ферма, ще обхваща 2,6 хектара и като капацитет ще съответства на конвенционален вятърен генератор, заемащ същата 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 стъблото, използвайки система от амортисьори и цилиндри, подобно на системата Levant Power, разработена в Кеймбридж, Масачузетс.

Тъй като вятърът не е постоянен, ще се използва система за съхранение на енергия, така че съхранената енергия да може да се изразходва дори когато няма вятър, обясняват от персонала на проекта.

В горната част на всяко стъбло ще бъде инсталиран LED фенер, чиято яркост ще зависи пряко от силата на вятъра и количеството електричество, генерирано в момента.

Windstalk ще работи неравномерно, което позволява елементите да бъдат разположени много по-близо един до друг, отколкото е възможно при конвенционалните лопаткови вятърни турбини.

Подобен проект Wavestalk се разработва за трансформиране на енергията на океанските течения и вълни, където подобна система ще бъде обърната под водата.

Проектът, разработен от базираната в Тунис Saphon Energy, е като Windstalk, генератор на вятър без острие, но този път устройството е с дизайн на платно.

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

Целта на проекта е да се подобрят характеристиките на вятърните генератори във връзка с използването на вятърния поток. Вятърът буквално е впрегнат в платното, което под негово действие прави движения напред и назад, докато няма лопатки, няма ротор, няма зъбни колела. Това взаимодействие ви позволява да преобразувате повече кинетична енергия в механична енергия с помощта на бутала.

Енергията може да се съхранява в хидравлични акумулатори, или да се преобразува в електрическа енергия с помощта на генератор, или може да се използва за въртене на механизъм. Ако конвенционалните вятърни генератори имат ефективност от 30%, тогава този генератор от тип платно дава всичките 80%. Ефективността му е 2,3 пъти по-висока от тази на лопатковите вятърни турбини.

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

Аеродинамичната форма на Saphonian има предимството, че турбулентните ветрови течения имат малък ефект върху тялото на платното и аеродинамичната сила само се увеличава. Поради турбулентността вятърните турбини не се използват в градските райони, а Saphonian може да се използва и там. Освен това вредните акустични и вибрационни фактори са сведени до минимум. Saphon Energy получи наградата KPMG за иновации.

Друг силно революционен подход към вятърната енергия беше възприет през 2008 г. от ентусиазиран изобретател от Калифорния. Големите вятърни турбини за малките градове са с размерите на 30-етажна сграда, а техните лопатки достигат размера на крилата на Boeing 747.

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

Чрез инсталиране на дузина или няколко дузини малки ротори на един вал, свързан с един генератор, Дъг в крайна сметка постигна целта си. Той свърза единия край на дългата шахта с генератора, а другия край изстреля в небето на балони с хелий. Системата работеше според очакванията.

Дъг беше чел в учебниците си, че турбина с един ротор е достатъчна, за да получи максимума, но Дъг имаше съмнения. Той вярваше в противното: колкото повече ротори, толкова повече вятърна енергия е на разположение за използване.

Ако всеки ротор е позициониран под правилния ъгъл, тогава всеки ротор ще получи свой собствен вятър и това ще увеличи ефективността на производството.

Разбира се, това усложнява физиката, защото сега беше необходимо да се гарантира, че всеки ротор улавя своя поток, а не само потока от близкия ротор. Изискваше се да се открие оптималният ъгъл на вала по отношение на вятъра и идеалното разстояние между роторите. И в крайна сметка изплащането беше постигнато с по-малко материали.

През 2003 г. изобретателят получи безвъзмездна помощ от 75 000 долара от Калифорнийската енергийна комисия за разработване на 3000-ватова турбина със седем ротора. Предизвикателството беше успешно и Дъг Селсам вече продаде повече от 20 от своите 2000-ватови двойни роторни турбини на няколко собственици на жилища. Той построи тези устройства в провинциалния си гараж.

Идеята на Дъг беше една от малкото идеи, които всъщност имат всички шансове да постигнат голям успех в търговския свят. Selsam казва, че двата ротора са само началото. Веднъж той вероятно ще види своите многороторни турбини, простиращи се на една миля по небето.

Архимед със седалище в Ротердам, Холандия, излезе със своята концепция за необичайни вятърни турбини, които могат да бъдат инсталирани директно върху покривите на жилищни сгради.

Както е замислено от авторите на проекта, ефективен дизайн с ниско ниво на шум може напълно да осигури на малка къща електричество, а комплекс от такива генератори, работещи заедно, могат напълно да намалят зависимостта на голяма сграда от външни източници на електричество до нула. Новите вятърни турбини са наречени Liam F1.

Малка турбина, с диаметър 1,5 метра и тегло около 100 килограма, може да бъде инсталирана на всяка стена или покрив на жилищна сграда. Обикновено височината на покривите на терасите е 10 метра, а вятърът в страната е почти винаги югозападен. Тези условия са достатъчни, за да се разположи правилно турбината на покрива и да се използва ефективно енергията от вятъра.

Тук са решени два проблема на конвенционалните вятърни турбини: шумът на конвенционалните лопатки и високите разходи за инсталиране на обемисто оборудване. В конвенционалните вятърни турбини разходите за инсталиране често не се изплащат. Нивото на шума на турбината Liam е около 45dB, което е дори по-тихо от шума на дъжда (шумът от дъжд в гората е 50dB).

Във форма, наподобяваща черупката на охлюв, турбината, подобно на ветропоказател, се разгръща на вятъра, улавяйки въздушния поток, намалявайки скоростта му и променяйки посоката. Директорът на компанията Маринус Миремета твърди, че ефективността на иновативната турбина достига 80% от теоретичната максимална ефективност във вятърната енергия. И това вече е напълно достатъчно.

В Холандия средното домакинство консумира 3300 кВтч електроенергия годишно. 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 в върховете на триъгълник на покрива на къщата, тогава всяка от турбините ще бъде снабдена с вятър и те няма да си пречат, а напротив, ще си помагат.

Ако говорим за инсталация в град, където има турбулентни потоци, производителят предлага леко вдигане на вятърните турбини, инсталирани на градските покриви, като ги фиксира върху стълбове, така че стените на съседните къщи да не пречат на вятърните потоци.

Очакваната цена на новата турбина, включително инсталацията, е 3999 евро. Тъй като устройството има размер повече от един метър, може да се изисква специален лиценз за неговото използване, поради което в най-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 кораби.

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