Tuuleturbiin on tuulegeneraatori põhiosa, millel on turbiin kui seade, mis toimib tuuleenergia vastuvõtjana. Üks selliste seadmete võimalustest on silindrikujuline korpus, sisemine ruum kus terad asuvad.

Tuulikute baasil tehtud tuulepaigaldised erinevad rohkem kõrge efektiivsusega, võrreldes labadega, samuti disaini lihtsus ja töökindlus.

Peamised omadused

Nagu iga tehnilise seadme, nii ka õhuturbiini puhul, on parameetrid, mis klassifitseerivad selle võimeid ja annavad teavet konkreetse mudeli kohta, selle tehnilised omadused.

Selliste seadmete peamised tehnilised omadused on järgmised:

1. Nominaalne väljundvõimsus, mõõdetuna kW-des.
2. Alaldatud nimipinge, mida generaator toodab paigaldise rootori teatud kiirusel.
3. Tekitatud pinge sagedus, mõõdetuna hertsides.
4. Rootori pöörlemissagedus töörežiimis, mille juures tekib nimialaldatud pinge. Mõõdetud pööretes minutis.
5. Nimikiirus, mille juures tuuleturbiin vastab deklareeritud võimsusele. Mõõdetud pööretes minutis.
6. Stealth kiirust mõõdetakse pööretena minutis ja see klassifitseerib seadme maksimaalset töövõimet teatud kiirusel.
7. Töörežiim, milles konkreetne seadmemudel on võimeline töötama määratud aeg(pikaajaline, tsükliline, lühiajaline jne).
8. Konkreetse mudeli töötamise ajal tekkiva müra (heli) taset mõõdetakse dB-des.
9. Seadme efektiivsus.
10. Komponentide ja mehhanismide jahutuse tüüp.
11. Paigaldusmeetod ja paigaldus.
12. Mõõtmed.
13. Ühiku kaal.

Tuuleturbiini disainiomadused

Tuuleturbiiniga varustatud tuulegeneraatorid on silinder, mille sees on labad. Välise kontuuri olemasolu labade ümber kaitseb neid võõrkehade ja elusorganismide sattumise eest.

Sabaosa vajaduse puudumine (tuule suuna suhtes orienteerimiseks) vähendab seadme kaalu ja mõõtmeid ning hõlbustab ka paigaldamist ja kasutamist. Silindrikujuline korpus on iseseisvalt orienteeritud tuulevoogude suunas ja toimides sisuliselt düüsina, suurendab survet paigaldatud labadele, suurendades seeläbi tuulegeneraatori efektiivsust.

Kuidas õigesti arvutada

Peamine näitaja, mis määrab konkreetse mudeli valiku, on elektrienergia tootmise võime, mida mõõdetakse kilovatt-tundides ajaühiku kohta.

Tekkiva energia hulk on otseselt seotud paigaldise võimsusega, mis on peamine tehnilised omadused Seetõttu määrab tuuleturbiini arvutus selle geomeetrilised mõõtmed, paigaldatud labade arvu ja paigalduskõrguse maapinnast.

Elektrigeneraatori võimsus, mis määrab tuuliku genereerimisvõime elektrit, sõltub tuulevoolust, mille võimsust saab vastavalt turbiini kasutegurile arvutada järgmise valemi abil:

P=KxRxV 3 xS/2

P – õhuvoolu võimsus;

K – koefitsient, võttes arvesse turbiini efektiivsust, on väärtusega 0,2–0,5 ühikut;

R – õhu tihedus, on 1,225 kg/m3 (normaalsel atmosfäärirõhul);

V on õhuvoolu kiirus, mõõdetuna m/s;

S on tuuleturbiini leviala (paigaldisega töötav tuulevool).

Ülaltoodud valemist on selge, et tuulevoolu võimsus ja järelikult ka generaatori võimsus sõltub otseselt tuuleturbiini läbimõõdust (S= π R 2).

Teades õhuvoolu kiirust paigalduskohas ja selle läbimõõtu, on võimalik määrata paigaldise võimsust ja selle võimet toota elektrienergiat.

Tuuleturbiinide tüübid

Kuigi algselt arvati, et tuuleturbiiniga tuulepaigaldis hõlmab selle paigaldamist ainult sisse horisontaaltasand, mis iseloomustab horisontaalse pöörlemisteljega tuulegeneraatoreid, kuid disainerid on välja töötanud selliste seadmete uued versioonid, milleks on:

• Vertikaalse teljega tuuleturbiin

Seda tüüpi seadmetes paikneb turbiini silinder vertikaalselt ja labad on maapinnaga risti.

Tuuleturbiini töö, s vertikaalne telg pöörlemine, mis sarnaneb horisontaalse pöörlemisteljega seadmete tööga.

• Tuuleturbiin ilma labadeta

Labade olemasolu tuuleturbiinidel mitmesugused kujundused, toob kaasa asjaolu, et nende paigaldamine nõuab märkimisväärseid alasid, isegi kui need on jäigas korpuses asuvad tuuleturbiinid. Sellega seoses on tuuleturbiinide arendamise uus suund olnud sarnaste seadmete ehitamine, kasutades tuuleturbiine, millel puuduvad labad.

See disain koosneb sambast, mille sees on metallkettad. Kettad on paigaldatud võllile ja asuvad üksteisega paralleelselt, nende vahele on paigaldatud spetsiaalsed tihendid. Kui õhk tabab tihendeid, liiguvad need ja annavad spetsiifilise ja suunatud impulsi metallist kettad, mille mõjul hakkavad kettad pöörlema. Ketaste pöörleva liikumise mõjul hakkab varras pöörlema, mis omakorda edastab oma pöörlemisliikumise generaatori võllile.

• Tuuleturbiin katusele

Huvi võimaluse vastu varustada end tasuta elektrienergiaga, tekitamata seejuures teistele probleeme isegi linnas, viis sellise tuuliku disaini väljatöötamiseni, mida saab paigaldada iga hoone katusele.

Sellisel paigaldusel on väikesed üldmõõtmed, kerge kaal ja see on töö ajal praktiliselt vaikne. Seadme väliskere on valmistatud teo kujul, mis võimaldab suurendada tuulevoolu soovitud suunas ja orienteeruda ruumis vastavalt selle suunale.

Populaarsed mudelid ja kaubamärgid

Erinevates tehniliselt arenenud riikides toodetud tuuleturbiinide hulgas on kõige populaarsemad järgmised:

• Ettevõtte spetsialistide poolt välja töötatud turbiin Fididler(USA), on mõeldud individuaalseks kasutamiseks ja hõlmab paigaldamist elamu katusele või muule konstruktsioonile individuaalseks kasutamiseks.

See mudel on varustatud elektroonilise seadmega, mille abil kasutatakse spetsiaalset mobiilirakendused, on võimalik jälgida seadme tööd eemalt.

Tuulegeneraator on ühendatud hoonesse paigaldatud akuga . Kinnituselemendid nõuavad paigaldamist katuseharjale, mis suurendab turbiini poolt püütava tuulevoolu hulka. Müra tase seadme töötamise ajal on viidud miinimumini, mis võimaldab mitte tekitada ebamugavust selle hoone sees elavatele elanikele, millele seade on paigaldatud.

• • Turbiinimudel “Liam F1” töötati välja Hollandis firmas The Archimedes, see on kerge (kuni 80,0 kg) ja on mõeldud paigaldamiseks hoone katusele või muule eraldiseisvale toele. Vastuvõtuüksuse teokujuline konstruktsioon võimaldab tõsta tuuliku efektiivsust ja olla alati tuulevoogude liikumistasandis.
  • 
    
  • Töötamise ajal on müratase väga madal, mis võimaldab paigaldada igasse mugavasse kohta.

  • Keskmised hinnad

    Alternatiivenergias kasutatavad seadmed, sealhulgas tuuleturbiinid, ei ole odavad. Selle põhjuseks on asjaolu, et reeglina toodetakse uusi mudeleid ühes tükis ja juba tarnitut massiliselt ei müüda, mis on tingitud asjaolust, et seda energiatootmise meetodit pole veel leitud. laialdane kasutamine kasutajate seas.

    Ülaltoodud paigalduste maksumus on:

    • “Liam F1” mudelit müüakse Euroopa Liidus ja Ameerikas, selle maksumus on alates 4000,0 eurost.
    • Ameerika ettevõtte Fiddler mudeli maksumuse kohta andmed puuduvad, kuid selle konfiguratsiooni ja turul pakutavate sarnaste seadmete tõttu võime kindlalt öelda, et paigaldushind ei ole madalam kui Hollandi arendajatel.

    Eelised ja miinused

    Tuuleturbiini abil valmistatud tuulegeneraatorite lihtsus ja töökindlus pole nende seadmete ainsad eelised. Lisaks on tuuleturbiinide kasutamise eelised järgmised:

    • Võime töötada madalate tuulevoogudega, kiirusega 2,0 m/s.
    • Suur tundlikkus tuulevoolude suhtes.
    • Võime töötada tugevate, orkaaniliste õhuvoolude kiirustel, kuni 60,0 m/s.
    • Samaga üldmõõtmed, turbiiniga varustatud tuulegeneraatoril on suurem võimsus ja suurem kasutegur võrreldes labadega.
    • Turbiin on ohutu tehniline seade seadme paigalduskohas elavale loomamaailmale (linnud, nahkhiired).
    • Turbiini töötamisel infraheli ei teki, mis on inimestele ja loomadele kahjulik.
    • Madalam hind võrreldes tera konstruktsiooniga.
    • Täitmise lihtsus paigaldustööd, mis on tingitud põhielementide monteerimisest tehases.
    • Lihtsus ja hoolduse lihtsus.
    • Pikk kasutusiga.

    Selliste seadmete puudused on järgmised:

    • Tuul on atmosfäärinähtus, mis ei ole inimese kontrolli all, mistõttu on selle voolu tugevust ja liikumissuunda pika aja jooksul võimatu ennustada;
    • Tuulevoolu tugevuse muutlikkuse tõttu on vaja tagada märkimisväärsed elektrilised võimsused tekkiva energia salvestamiseks;
    • Seadmete komplekti kõrge hind;
    • Enne suure võimsusega tuuleturbiinide paigaldamist on vaja teha arvutused majanduslik teostatavus seoses valitud piirkonna tuulekaardiga.

    Kust osta saab

    Tuulegeneraator ja vastavalt sellest paigaldist eraldiseisev element, milleks on tuuleturbiin, on spetsiifiline toode. Seetõttu on selliste seadmete ostmisel kõige parem võtta ühendust ettevõttega, mis on spetsialiseerunud just selliste seadmete rakendamisele.

    Sellise organisatsiooni valimine võimaldab teil vajaliku mudeli valimisel vigu vältida, lisaks saavad spetsialistid aidata ostetud seadme paigaldamisel ja hilisemal hooldusel.

    Lisaks saate kasutada Interneti-ressursse, kus esitletakse laias valikus ettevõtteid, kes pakuvad selles konkreetses seadmete segmendis tooteid müügiks, kuid tavaliselt on need Hiina tootjate tooted, mille kvaliteedile on palju kaebusi. Lisaks puudub Interneti kaudu keerukate seadmete, näiteks tuulikute ostmisel võimalus madala kvaliteediga kaupa tagastada ja kvalifitseeritud abi saada.

    Kuna suletud ruumis (silindris) asuvat tuulikut on üsna keeruline valmistada, teevad seda professionaalsed disainerid ja insenerid, vertikaalse pöörlemisteljega tuuliku jaoks saate turbiini teha oma kätega. käed, kasutades improviseeritud vahendeid.

    Selleks vajate järgmisi materjale:

    1. Suurima läbimõõduga vastupidavast plastikust toru, mis saadaolevast.
    2. Lehtvineer paksusega 10,0 - 12,0 mm;
    3. Puidukruvid;
    4. Metallist tihvt läbimõõduga 12,0 – 16,0 mm;
    5. Mutrid ja seibid, mis vastavad olemasoleva naastu läbimõõduga;
    6. Auto rumm, komplektis laagriga.

    ja tööriist:

    1. Lõiketööriistad: rauasaag, veski koos lõikerattad, pusle, nuga;
    2. Lihvimistööriistad: lihvketastega veski, viilid, liivapaber;
    3. Mutrivõtmete ja kruvikeerajate komplekt;
    4. Kruvikeeraja.

    Disain, mis tuleks tehtud töö tulemusena saada, ja selle toimimise skeem on esitatud alloleval diagrammil:

• Tööd teostatakse järgmiselt:
  • Selleks tehakse olemasolevast torust toorik, lõigatakse toru vajaliku pikkusega (umbes 1,0 meetrit), misjärel see lõigatakse mööda selle telge. Tulemuseks on 2 võrdse pikkuse ja pikkusega kaare pooli.
  • Vineerist lõigatakse vastavalt toru läbimõõdule kaks ringi, misjärel jagatakse need vastavalt nende läbimõõdule kaheks osaks. Tulemuseks on neli toorikut poolringi kujul.
  • Vineerist toorikud paigaldatakse torutoorikute sisse, kummagi üla- ja alaossa. Kinnitamine toimub isekeermestavate kruvide abil. Tulemuseks kaks poolikut.
  • Saadud pooltorud ühendatakse üksteisega nii, et need kattuvad üksteisega. Lisaks on kattuvates kohtades vaja valida segment (ei ole diagrammil näidatud), et need sobiksid üksteise sisse. Valitud segmendi sügavus on vähemalt 50,0 mm, pikkus võib olla suvaline.
  • Vineerist lõigatakse välja 2 ringi läbimõõduga 100,0 mm, mis kinnitatakse ka härmatise abil ühendatavate pooltorude ülevalt ja alt. Tulemuseks on jäigalt ühendatud struktuur.
  • Saadud kujuteldava ringi keskele ja see peaks olema segmentide valimise punkt (fikseeritud vineeriringide peale) tehakse auk vastavalt olemasoleva tihvti läbimõõdule. Toorikute ülemisse ja alumisse ossa tehakse augud.
  • Aukudesse sisestatakse tihvt, mis kinnitatakse kokkupandud konstruktsioonis seibide ja mutrite paigaldamisega.
  • Olemasoleva sõiduki rummu jaoks vastavalt sisemine läbimõõt laager ja naastu läbimõõt, tehakse hülss. Puks surutakse laagrisse, mille järel asetatakse sellele tihvt, mis on lisaks kinnitatud mutritega.

  Tuuliku täieliku valmisoleku tagamiseks on vaja rummu asukoha all olevale naastule paigaldada rihmaratas, mille kaudu kantakse pöörlev liikumine turbiinilt edasi elektrigeneraator ja paigaldage kokkupandud turbiin paigaldamiseks valitud kohta.

Tuuleenergia on tasuta, taastuv, ohutu energia. Installatsioon, mis muudab õhuvoolude energia elektriks

Tuuleturbiinide projekt

Kõigi tuuleenergia probleemidega tegelevate teadlaste põhiülesanneteks on vähendada tuulikute tootmiskulusid ning suurendada nende efektiivsust ja võimsust.

Klassifikatsioon

Tuulegeneraatorid jagunevad vastavalt pöörlemistelje asukohale struktuurideks, millel on:

• vertikaaltelg (maapinnaga risti);
• horisontaaltelg (paralleelselt maapinnaga).

Terade valmistamise materjalide põhjal jaotatakse tuulikud järgmisteks osadeks:

• jäiga teraga;
• purjetamine

Terade arvu järgi jaguneb see järgmisteks osadeks:

• 2 labaga generaatorid;
• 3 labaga generaatorid;
• mitme labaga generaatorid, labade arv alates 50.

Turbiin-tüüpi tuulegeneraatorid kuuluvad uue põlvkonna kategooriasse, need paigaldan katusele ventilaatorite kujul ja need ei häiri naabreid müraga

Spiraalse sammu tüübi järgi eristatakse generaatoreid:

• pidev samm;
• muutuv samm.

Ehitustüübi järgi:

• lobed;
• turbiin

Eesmärgi järgi:

• majapidamine;
• kaubanduslik;
• tööstuslik.

Tööstuslikud tuuleturbiinid on ehitatud peamiselt horisontaalse pöörlemistelje ja jäikade labadega.

Tuule turbiin Liam F1 Urban toodab 80% efektiivsust

Eramute ja väikehoonete energiaga varustamiseks paigaldatakse sageli purjetuulikud ja vertikaalse pöörlemisteljega generaatorid.

Tuulegeneraator on tuulegeneraator, mille turbiin on silindrilise kujuga, mille sisse on paigaldatud labad. Sisuliselt on see horisontaalse pöörlemisteljega tuulik, mille labade servad on kaitstud silindriga. Erineb lihtsast, usaldusväärne disain, suurem efektiivsus võrreldes labadega tuuleveskitega.

Põhiline erinevus

Tuuleturbiin on silindriline vooluring. Pöörlevad terad asuvad vooluringi sees. Struktuur koosneb:

• turbiinid;
• välimine või sisemine vooder;
• turbiini generaatori koostu kattekiht;
• gondlid;
• generaator;
• inverter;
• salvestusmoodul;
• juhtseade;
• dünaamiline kinnitusüksus.

Seda tüüpi tuulikuid iseloomustab kaitsmata pöörlevate labade puudumine, samuti nende reguleerimiseks ja tuule suunale orienteerimiseks mõeldud süsteem. See suurendab konstruktsiooni töökindlust ja ohutust. Silindriline kuju Korpus käib iseseisvalt lahti, püüdes tuult kinni ja düüsina töötav kattekiht suurendab paigalduse võimsust.

Sõltuvalt vajalikust võimsusest ja eesmärgist võib disainil olla palju modifikatsioone. Näiteks saab turbiini valmistamisel kasutada erinevaid materjale. Geomeetrilised mõõtmed ja paigutusviis (toele, sõrestikule jne) võivad erineda. Võimalik on lisavarustus päikesepatarei moodulitega.

Turbiintüüpi tuulegeneraatori prototüüp ettevõtlusele

Tuuleturbiine toodetakse koduseks ja tööstuslikuks otstarbeks.

Paigalduse tööpõhimõte

Turbiin-tüüpi tuulepaigaldise normaalseks tööks on vajalik tuule puhumine kiirusega 2 m/s kuni 60 m/s. Paigalduse tööpõhimõte on järgmine. Seade tunneb iseseisvalt tuule suunda ja pöördub soovitud suunas. Õhuvool tabab labasid ja pöörab neid. Õhumassid annavad labadele liikumise kineetilise energia, kus see muundatakse mehaaniliseks energiaks, mis pöörleb rootorit.

Katsetatakse Venemaal väljatöötatud tuulikut

Rootori pöörlemine tekitab kolmefaasilise voolu, mis antakse generaatorile. Sealt läheb vool kontrollerisse, kus see alaldatakse, seejärel voolab see läbi akude, laeb neid ja läheb siis inverterisse. Inverter toodab ühefaasilist vahelduvvoolu, selle võnkesagedus on 220 V pingega võrkude puhul 50 Hz või tööstusettevõtetele vajalik kolmefaasiline vool pingega 380 V, samuti koormuse toiteks.

Turbiintuuliku eelised

Turbiinikonstruktsiooniga tuulegeneraatoril on olulisi eeliseid võrreldes teiste konstruktsioonidega tuuleturbiinidega.

1. Kõrge tundlikkus tuule suhtes. Minimaalne tuulekiirus labade ajamiseks on alates 2 m/s; Muud tüüpi tuulikud nõuavad tuule kiirust 4 m/s.
2. Generaator on võimeline töötama orkaantuule kiirustel (kuni 60 m/s). Enamik teisi tuulikuid töötab kuni 25-30 m/s.
3. Tuulegeneraatori kasutegur on ligi kaks korda suurem kui kaitsmata labadega tuulikul. Tänu katte düüside konstruktsioonile on turbiintuulik palju võimsam kui muu konstruktsiooniga seadmed.
4. Turbiiniseade on lindudele ja nahkhiirtele ohutu. Avatud labadega tuulikud põhjustavad sageli lendavate loomade surma, kes ei suuda ohuala piire määrata. Nahkhiired ja linnud tuvastavad turbiinituuliku kui üksiku takistuse ja navigeerivad selle ümber edukalt.
5. Enamiku konstruktsioonidega tuulikud tekitavad palju müra ja teatud tuulekiirustel tekitavad infraheli, seega ei tohiks neid paigutada lähedale. elamud, talud, metsandus. Turbiinipaigaldised ei tekita infraheli, mis on inimestele ja loomadele kahjulik. Neid saab paigaldada kõrvale elumaja. Turbiintuulikud ei kutsu esile loomade kunstlikku rännet.
6. Madalamad tootmiskulud võrreldes labadega. Tasuta terade valmistamine on keeruline ja kulukas protsess. Nende puudumine vähendab oluliselt kulusid ja lihtsustab paigalduse tootmist.
7. Lihtne ja kiire paigaldus. Turbogeneraatori komponendid toodetakse tehases; Seal pannakse kokku põhiplokid. Paigaldamine hõlmab ainult paigutust, plokkide ühendamist ja kinnitamist toele. Paigaldamine toimub tavaliste liftide abil.
8. Hoolduse lihtsus. Turbiintuulikute hooldus on palju lihtsam ja odavam kui labadega. Kell õige toimimine paigaldised, perioodiliselt pädev müügijärgne teenindus, kasutusiga ulatub 50 aastani.
9. Turbiintüüpi tuuleelektrijaam, erinevalt klassikalistest tuulikutest, ei sega piloote ja lennudispetšereid, seda ei tuvasta õhutõrjeradarid ega kujuta endast ohtu riigi julgeolekule.

Kasutusala

Tuuleturbiini generaator saavutab maksimaalse kasuteguri looduslike veekogude läheduses tänu peaaegu aastaringsele õhu liikumisele ja kõrgele tuuletundlikkusele. Ja see on paigaldatud ka linnadesse. Paigalduse konstruktsioon võimaldab kasutada generaatorit eramajade ja suvilate autonoomseks või kombineeritud valgustamiseks.

Tuulegeneraator on kasulik asustatud alad asuvad linnadest ja piirkondlikest keskustest kaugel, kus sageli esineb elektrikatkestusi. Tuuleturbiini paigaldust saab kasutada lennuväljade ja sõjaväepolügoonide läheduses. Jäädes radarile nähtamatuks, ei kujuta see ohtu pilootidele ega riiklikele turvasüsteemidele.

Tuuleturbiine on elektrienergia allikana kasutatud aastakümneid. Esimest korda hakkasid inimesed selliseid struktuure ära kasutama, kui nad kasutasid looduse jõudu ja hakkasid veskeid ehitama. Tänapäeval kasutatakse elektri tootmiseks kolmanda põlvkonna turbiintüüpi tuulegeneraatoreid. Veelgi enam, struktuurid ise on viimasel ajal omandanud üha ebatavalisemad vormid.

Kaasaegne tuuleturbiin koosneb järgmistest elementidest:

1. Anemomeeter. See vastutab tuule kiiruse mõõtmise eest ja edastab asjakohase teabe tuuliku kontrollerile.
2. Terad. Neid elemente tabav tuul paneb need pöörlema. Selle tulemusena aktiveerub turbiin, mis toodab elektrit.
3. Pidur. Seda täiendavad mehaanilised, hüdraulilised ja muud ajamid. Tuuleturbiini pidurisüsteem on vajalik rootori peatamiseks kriitilistes olukordades.
4. Kontroller. Vastutab kogu paigalduse haldamise eest. See käivitab ja peatab tuuleturbiinid automaatselt.
5. Induktsiooni generaator. Seade toodab elektrit. Seda täiendab kiire võll.
6. Gondola. See asub tuuleturbiini ülaosas. Goldli korpuses on enamik seadme disainikomponente, sealhulgas pidur ja kontroller.

Sõltuvalt konstruktsiooni tüübist saab tuulikut täiendada muude elementidega. Eelkõige on kaasaegsed paigaldised varustatud kaitsekattega, mis püüab tuult ja suurendab selle võimsust.

Turbiinide eelised

Tuule turbiin kaasaegne tüüp sellel on eelkäijatega võrreldes järgmised eelised:

1. Võimalik töötada suure tuulekiirusega. Kaasaegsed turbiinid töötavad siis, kui tuulevoolud ületavad kriitilisi väärtusi (25–60 m/sek).
2. Ei tekita infrahelilaineid. Eelmiste põlvkondade tuuleturbiinidel oli see puudus.
3. Lihtne paigaldus. Disaini alus luuakse tootmises. Üksikud elemendid paigaldatakse kohapeal ja gondel paigaldatakse mastile.
4. Rakendus uuenduslikud materjalid. Need mitte ainult ei pikenda paigalduse kasutusiga, vaid tagavad ka paigaldamise lihtsuse.

Tuuleturbiine paigaldatakse peamiselt mere ja ookeani rannikule või otse vee peale. Selline lähenemine võimaldab saavutada turbiini peaaegu aastaringse töö.

Kaasaegsed arengud

Terade paigaldamise puudused on järgmised:

• need rikuvad looduslikku soojuslikku tasakaalu;
• suhteliselt madal efektiivsus, mitte üle 30%;
• hõivata suurt ala;
• kujutavad endast ohtu lindudele.

Need puudused sunnivad arendajaid üle maailma otsima uut tehnoloogilised lahendused võimaldades vastu võtta tuuleenergiat. Viimaste saavutuste hulka kuuluvad:

1. Hüppeline turbiin.

Struktuurselt sarnaneb õhupall, täidetud heeliumiga. Sees on horisontaalteljele paigaldatud kolme labaga turbiin. Selline süsteem on praegu kasutusel Alaskal. Ujuv turbiin asub tänapäevastele tuuleturbiinidele ligipääsmatul kõrgusel. Selline süsteem on võimeline toimima peaaegu autonoomselt (personali osalus on minimeeritud).

2. Vertikaalsed turbiinid.

Nende terad järgivad kalauimede asetust. Tänu sellele konstruktsioonile on turbiinid võimelised genereerima piisav kogus elektrit, olles samal ajal üksteise lähedal. Pikkus vertikaalsed paigaldused on 9 m tõhus töö Süsteem nõuab vähemalt kahe tihedalt asetseva turbiini paigaldamist. Esialgsete uuringute kohaselt toodab uut tüüpi paigaldis võrreldes labadega analoogidega 10 korda rohkem elektrit, hõivates sama ala.

3. Süsinik "varred".

Rakendati AÜE-s uus projekt puhta elektri tootmisel. See hõlmab 1203 süsiniku "varre" paigaldamist 20-meetrisele alusele. Selle konstruktsiooni kõrgus on 55 m. Süsteemi iga üksikelement asub üksteisest 10 m kaugusel.

Üksiku varre paksus põhjas on 30 m, sees on kihid, mis koosnevad vahelduvatest elektroodidest ja piesoelektrilisest materjalist. Surve all toodab viimane elektrit. Energia tekib siis, kui varred tuules kõikuvad. See süsteem toodab sama palju elektrit kui teised samal alal asuvad tuuleturbiinid.

Tuneesia teadlased lõid midagi sarnast. Nende süsteem erineb AÜE-s kasutatavatest süsiniku "vartest" selle poolest, et selle ülemises osas on vaikne generaator, mis meenutab satelliitantenn.

Hollandis tegid nad ettepaneku paigaldada igale majale väike konstruktsioon, mis suudab tuuleenergia mõjul elektrit toota. Sellel tuulegeneraatoril on teokarpi kuju järgiv turbiin. See tabab tuulevoolu, pöördub ümber ja muudab liikumise suunda. Sellise tuulegeneraatori tootlikkus ulatub 80%-ni teoreetilistest näitajatest, mida sellised rajatised võiksid potentsiaalselt näidata.

IN viimased aastad ilmunud on arendused, mis on mõeldud paigaldamiseks purjelaevadele. Üldiselt suureneb pidevalt nende süsteemide arv, mis võivad asendada labadega tuulegeneraatoreid. Võib-olla suudavad nad tulevikus lahendada kõik tuuleenergiaga seotud probleemid.

Hüperboloidset tüüpi tuuleturbiin Šukhovi sõnul on võimeline töötama isegi tõusvate õhuvoolude korral, mis tavaliselt esinevad jõe, järve, soo kõrval, küngaste ja kuristike nõlvadel. Luuakse „iseimemise” ja „isekandmise” tingimused, nagu spiraalsete turbiinide puhul, kuigi see ei mängi töös otsustavat rolli.

Tehnoloogia ootab rahastamist ja on väljatöötamisel!

Kirjeldus:

Hüperboloidset tüüpi tuuleturbiin Shukhovi järgi põhineb suure vene inseneri ja teadlase V.G.

Pildi peal töötsoon tuulevool on punaseks värvitud. Selle parameetri poolest on see (Shukhovi järgi hüperboloidset tüüpi tuuleturbiin) parem kui muud tüüpi turbiinid, nimelt: laba tüüpi tuulevoolu tööpiirkond on 7-8% pühitavast. ala; Darrieuse ja Savoniuse turbiinid – 45-50%; V sel juhul – 60-70%.

Tuulegeneraator see tüüp on võimeline töötama isegi ülesvoolu korral õhku, mis toimub tavaliselt jõe, järve, soo ääres, küngaste ja kuristike nõlvadel.

Luuakse tingimused "iseimendumiseks" ja "enesetoetuseks", nagu helikoidses turbiinid, kuigi see ei mängi teoses määravat rolli.

Eelised:

– hüperboloidi peseva õhuvoolu aktiivse kihi kontaktjoon on 1,6 korda pikem kui rootortüüpi sirgete labadega tuulegeneraatori pöörleva silindri sarnane joon. On loomulik eeldada, et tõhusus tuuleturbiinid on proportsionaalselt suurem sama väärtusega,

– konstruktiivne seade töökorpus koos kerguse, tugevuse ja tasakaaluga võimaldab paigaldada komponente (käigukast, elektrigeneraator jne) paigutatud sisseehitatud mahu sisse, mis vähendab kogu paigaldise kui terviku mõõtmeid ja kaalu,

– konstruktsiooni koguinertsimoment määratakse materiaalsete punktide masside korrutiste summana raadiuse pikkuse ruuduga. Sellest lähtuvalt järeldub, et konstruktsiooni inertsmoment puhkeolekus on vähemalt pool sirgete labadega tuuliku pöörleva silindri inertsmomendist ja seetõttu vajalik tuulejõud stardihetkel on kaks korda väiksem.

Omaduste võrdlus:

Märkus: tehnoloogia kirjeldus hüperboloid-tüüpi tuuleturbiini näitel Šukhovi järgi.

vertikaalne invelox rimworld suure jõudlusega tuuleturbiin
DIY tuulerootor Bolotov
zvt suletud ujuv tuuleturbiin koos päikesepaneelid isetegemine Fuller varuosad firmalt Ovchinnikov
osta ühe labaga suletud tuuleturbiine koduhinnaga
tuuleturbiini generaatori efektiivsus
mini tuuleturbiini generaator

Nõudluse tegur 1 552

Tehnoloogiate otsimine

Leitud tehnoloogiad 1

Võib olla huvitav:

• Sibiri moodulkompleks on mõeldud kulla, plaatina ja haruldaste muldmetallide kaevandamiseks…

Tuuleenergia areneb aktiivselt üle maailma ning pole ammu olnud saladus, et tegemist on hetkel ühe perspektiivikama alternatiivenergia valdkonnaga. 2014. aasta keskpaigaks oli kõigi maailmas paigaldatud tuulikute koguvõimsus 336 gigavatti ning suurim ja võimsaim vertikaalne kolme labaga tuuleturbiin Vestas-164 paigaldati ja käivitati 2014. aasta alguses Taanis. Selle võimsus ulatub 8 megavatini ja labade siruulatus on 164 meetrit.

Hoolimata teraturbiinide ja tuuleturbiinide tootmise pikalt väljakujunenud tehnoloogiast püüavad paljud entusiastid tehnoloogiat täiustada, tõhustada ja vähendada negatiivseid tegureid.

Teatavasti ulatub tuulevoolu energiakasutuse koefitsient parimal juhul 30%-ni, need on üsna mürarikkad ja häirivad lähialade loomulikku soojusbilanssi, tõstes maapinna õhukihi temperatuuri öösel. Nad on ka lindudele väga ohtlikud ja hõivavad märkimisväärseid alasid.

Millised alternatiivid on olemas? Tegelikult ei tunne tänapäevaste leiutajate loovus piire ja alternatiivsed võimalused palju on leiutatud.

Vaatame 5 kõige ebatavalisemat ja tähelepanuväärsemat alternatiivset tuuleturbiini konstruktsiooni selles valdkonnas.

Alates 2010. aastast Ameerika firma Massachusettsi uurimisinstituudi juures asutatud Altaeros Energies arendab uue põlvkonna tuuleturbiine. Uut tüüpi tuulegeneraatorid on mõeldud töötama kuni 600 meetri kõrgusel, kuhu tavalised tuulegeneraatorid lihtsalt ei ulatu. Just nii suurtel kõrgustel puhuvad pidevalt kõige tugevamad tuuled. tugevad tuuled, mis on 5-8 korda tugevamad kui tuuled maapinna lähedal.

Generaator on täispuhutav konstruktsioon, mis sarnaneb heeliumiga õhulaevaga, mille horisontaalteljele on paigaldatud kolme labaga turbiin. Selline tuulegeneraator käivitati 2014. aastal Alaskal umbes 300 meetri kõrgusel 18 kuuks testimiseks.

Arendajad väidavad, et see tehnoloogia toodab elektrit hinnaga 18 senti kilovatt-tunni kohta, mis on pool tavalisest tuuleenergia hinnast Alaskal. Tulevikus võivad sellised generaatorid asendada diiselelektrijaamad, samuti leiab rakendust probleemsetes piirkondades.

Tulevikus on see seade mitte ainult elektrigeneraator, vaid ka osa ilmajaamast ja mugav vahend Interneti-pakkumiseks vastavast infrastruktuurist kaugemal asuvates piirkondades.

Pärast paigaldamist ei vaja selline süsteem personali kohalolekut ega võta kasutusele suur ala, ja peaaegu vaikne. Seda saab kaugjuhtida ja see nõuab Hooldus ainult üks kord 1-1,5 aasta jooksul.

Teine huvitav lahendus loomise kohta ebatavaline disain Araabia Ühendemiraatides rakendatakse tuuleelektrijaama. Abu Dhabi lähedale ehitatakse Madsari linna, kuhu plaanitakse ehitada üsna ebatavaline tuulepark, mida arendajad kutsuvad "Windstalk".

Selle projekti kujundust välja töötava New Yorgi disainifirma Atelier DNA asutaja ütles, et põhiidee oli leida loodusest kineetiline mudel, mis võiks olla elektrienergia tootmiseks, ja selline mudel ka leiti. 1203 süsinikkiust vart, millest igaüks on umbes 55 meetrit pikk, koos betoonvundamendid 20 meetrit lai, paigaldatakse üksteisest 10 meetri kaugusele.

Varred on tugevdatud kummiga ja nende laius on alt umbes 30 cm ja ülaosast kitsas kuni 5 sentimeetrit. Iga vars sisaldab vahelduvaid kihte elektroode ja keraamilisi kettaid, mis on valmistatud piesoelektrilisest materjalist, mis tekitab surve all elektrivoolu.

Kui varred tuules kõikuvad, tõmbuvad kettad kokku, tekitades elektrivoolu. Ei mingit tuuleturbiini labadest kostvat müra, lindude ohvreid ega midagi peale tuule.

Idee tekkis rabas õõtsuvat pilliroogu vaadeldes.

Atelier DNA projekt Windstalk saavutas Madsari sponsoreeritud konkursil Land Art Generator teise koha, et valida rahvusvahelisest konkursitöö väljast parim kunstiteos, mis suudaks taastuvatest allikatest energiat toota.

Selle ebatavalise tuulejaama pindala on 2,6 hektarit ja võimsus vastab sarnasel alal asuvale tavapärasele tuulegeneraatorile. Süsteem on tõhus traditsioonilistele mehaanilistele süsteemidele omaste hõõrdekadude puudumise tõttu.

Iga varre põhjas on generaator, mis muundab varre pöördemomendi, kasutades amortisaatorite ja silindrite süsteemi, mis sarnaneb Massachusettsi osariigis Cambridge'is välja töötatud Levant Power süsteemiga.

Kuna tuul ei ole püsiv, kasutatakse energiasalvestussüsteemi, et kogunenud energiat saaks kasutada ka siis, kui tuult pole, selgitavad projekti kallal töötavad töötajad.

Iga varre ülaossa jääb LED-tuli, mille heledus sõltub otseselt tuule tugevusest ja hetkel toodetavast elektrikogusest.

Windstalk töötab kaootilisel õõtsuval liikumisel, mis võimaldab paigutada elemente üksteisele palju lähemale kui tavaliste labadega tuulegeneraatoritega.

Sarnast projekti Wavestalk arendatakse ookeanihoovuste ja lainete energia muundamiseks, kus sarnane süsteem oleks vee all tagurpidi.

Tuneesiast pärit Saphon Energy poolt välja töötatud projekt, nagu ka Windstalk, on labadeta tuulegeneraator, kuid seekord on seadmel purje-tüüpi disain.

Seda vaikset satelliitantenni kujulist generaatorit nimetatakse Saphoniaks. Sellel pole pöörlevaid osi ja see on lindudele täiesti ohutu. Generaatori ekraan liigub tuule mõjul edasi-tagasi, tekitades hüdrosüsteemis vibratsiooni.

Projekti eesmärk on parandada tuulegeneraatorite jõudlust tuulevoolu kasutamise osas. Tuul on sõna otseses mõttes rakendatud purjeks, mis liigub selle mõjul edasi-tagasi, samal ajal kui puuduvad labad, rootor ega hammasrattad. See interaktsioon võimaldab muuta rohkem kineetilist energiat kolbide abil mehaaniliseks energiaks.

Energiat saab salvestada hüdroakudesse või generaatori abil elektrienergiaks muuta või selle abil mingi mehhanismi pöörlema ​​panna. Kui tavaliste tuulegeneraatorite kasutegur on 30%, siis see purjetüüpi generaator annab 80%. Selle efektiivsus ületab tera tüüpi tuulikuid 2,3 korda.

Kallite komponentide puudumise tõttu, nagu tuulikul (labad, rummud, käigukastid) on Saphoniani puhul seadmete maksumus kuni 45% väiksem.

Saphoniani aerodünaamilise kuju eeliseks on see, et turbulentsed tuulevoolud avaldavad purje kerele vähe mõju ning aerodünaamiline jõud ainult suureneb. Turbulents on põhjus, miks tuuleturbiine linnapiirkondades ei kasutata, kuid Saphoniani saab kasutada ka seal. Lisaks on kahjulikud akustilised ja vibratsioonitegurid viidud miinimumini. Saphon Energy sai KPMG-lt auhinna innovatsiooni arendamisel tehtud pingutuste eest.

Veel ühe väga revolutsioonilise lähenemise tuuleenergia kasutamisele rakendas 2008. aastal entusiastlik leiutaja Californiast. Väikelinnade suured tuulegeneraatorid on 30-korruselise maja suurused ja nende labad ulatuvad Boeing 747 tiibade suuruseni.

Need hiiglaslikud generaatorid toodavad kindlasti palju võimsust, kuid selliste süsteemide tootmine, transportimine ja paigaldamine on keeruline ja kulukas. Sellest hoolimata kasvab tööstus igal aastal enam kui 40 protsenti. Just seda arvas Californiast pärit Doug Selsam enne oma ambitsioonika eesmärgi seadmist. Ta otsustas, et vähemate materjalide abil on täiesti võimalik saada rohkem energiat.

Paigaldades ühe generaatoriga ühendatud ühele võllile kümmekond või mitukümmend väikest rootorit, saavutas Doug lõpuks oma eesmärgi. Ta ühendas pika võlli ühe otsa generaatoriga ja lasi teise otsa heeliumi õhupallidel õhku. Süsteem töötas ootuspäraselt.

Doug luges õpikutest, et maksimumi saamiseks piisas ühe kruviga turbiinist, kuid Doug kahtles. Ta arvas teisiti: mida rohkem rootoreid, seda rohkem on tuuleenergiat kasutada.

Kui iga rootor asub all õige nurk, siis saab iga rootor oma tuule ja see suurendab tootmise efektiivsust.

Muidugi teeb see füüsika keeruliseks, sest nüüd tuli jälgida, et iga rootor püüab kinni oma voolu, mitte ainult selle kõrval asuva rootori voolu. Vajalik välja selgitada optimaalne nurk võlli jaoks tuule suhtes ja rootorite vahelise ideaalse vahemaa jaoks. Ja lõpuks saavutati kasu vähema materjali kasutamisega.

2003. aastal sai leiutaja California Energiakomisjonilt 75 000 dollari suuruse toetuse 3000-vatise seitsme rootoriga turbiini väljatöötamiseks. Väljakutse sai edukalt täidetud ja Doug Selsam on juba müünud ​​enam kui 20 oma 2000-vatist kahe rootoriga turbiini mitmele majaomanikule. Ta ehitas need seadmed oma äärelinna garaažis.

Dougi idee oli üks väheseid ideid, millel oli tegelikult potentsiaali muuta see kommertsmaailmas suureks. Selsam ütleb, et kaks rootorit on alles algus. Tõenäoliselt näeb see kunagi oma mitme rootoriga turbiine, mis ulatuvad miil üle taeva.

Archimedes, kelle kontor asub Hollandis Rotterdamis, on tulnud välja oma kontseptsiooniga ebatavalistest tuuleturbiinidest, mida saab paigaldada otse elumajade katustele.

Projekti autorite sõnul suudab tõhus madala müratasemega disain täielikult pakkuda väike maja elektrienergia ja selliste generaatorite kompleks, mis töötab koos, on võimeline täielikult nullini vähendama suure hoone sõltuvust välistest allikatest elektrit. Uued tuuleturbiinid kannavad nime Liam F1.

Väikese, 1,5-meetrise läbimõõduga ja umbes 100 kilogrammi kaaluva turbiini saab paigaldada elamu mis tahes seinale või katusele. Tavaliselt on terrasskatuste kõrgus 10 meetrit ja maal puhub peaaegu alati edelatuul. Need tingimused on piisavad turbiini õigeks katusele paigutamiseks ja tuuleenergia efektiivseks kasutamiseks.

Siin lahendatakse kaks tavatuulikute probleemi: tavaliste labadega turbiinide müra ja mahukate seadmete paigaldamise kõrge hind. Tavaliste tuulegeneraatorite puhul paigalduskulusid sageli ei hüvitata. Liami turbiini müratase on umbes 45 dB ja see on isegi vaiksem kui vihmamüra (metsas on vihmamüra 50 dB).

Teokarbi kujuline turbiin, nagu tuulelipp, pöördub tuule käes, püüdes kinni õhuvoolu, vähendades selle kiirust ja muutes suunda. Ettevõtte direktor Marinus Miremeta väidab, et uuendusliku turbiini kasutegur ulatub 80%-ni tuuleenergias teoreetiliselt saadaolevast maksimaalsest kasutegurist. Ja see on juba täiesti piisav.

Hollandis tarbib keskmine pere 3300 kWh elektrienergia aasta pärast. Poole sellest energiast suudab arendajate sõnul pakkuda üks Liam F1 turbiin tuule kiirusel vähemalt 4,5 m/s.

Maja katusel asuva kolmnurga tippudes saate paigutada kolm sellist turbiini, siis on iga turbiini jaoks tuul ja need ei sega üksteist, vaid vastupidi, aitavad üksteist.

Kui me räägime paigaldamise kohta linna, kus tekivad turbulentsed voolud, soovitab tootja linnakatustele paigaldatud tuulegeneraatoreid veidi tõsta, paigaldada need postidele, et naabermajade seinad tuulevoogusid ei segaks.

Hinnanguline maksumus uus turbiin koos paigaldusega on 3999 eurot. Kuna seade on suurem kui üks meeter, võib selle kasutamiseks vaja minna erilitsentsi, mistõttu toodab ettevõte viimase abinõuna ka 0,75-meetrise läbimõõduga mini-Liami turbiine.

Tootjad plaanivad oma turbiine kasutada mitte ainult elamute ja tööstushooned, aga ka merelaevade toiteallikaks.

Nagu näete, on tuulegeneraatorite tootjatel palju huvitavaid alternatiive.