Vjetroturbina je glavni dio vjetrogeneratora koji ima turbinu kao uređaj koji služi kao prijemnik energije vjetra. Jedna od opcija za takve uređaje je kućište u obliku cilindra, unutarnji prostor na kojem se nalaze oštrice.

Instalacije na vjetar temeljene na vjetroturbinama razlikuju se više visoka efikasnost, u usporedbi s onima s oštricama, kao i jednostavnost dizajna i pouzdanost u radu.

Glavne karakteristike

Kao i kod svakog tehničkog uređaja, tako i kod zračne turbine, parametri koji klasificiraju njezine mogućnosti, ali i daju informaciju o pojedinom modelu, jesu njegove tehničke karakteristike.

Glavne tehničke karakteristike takvih uređaja su:

1. Nominalni izlazna snaga, mjereno u kW.
2. Nazivni ispravljeni napon koji generator proizvodi pri određenoj brzini rotora instalacije.
3. Frekvencija generiranog napona, mjerena u Hz.
4. Frekvencija vrtnje rotora, u načinu rada, pri kojoj se stvara nazivni ispravljeni napon. Mjereno u okretajima u minuti.
5. Nazivna brzina pri kojoj vjetroturbina dostiže svoju deklariranu snagu. Mjereno u okretajima u minuti.
6. Stealth brzina se mjeri u okretajima u minuti i klasificira maksimalnu sposobnost jedinice da radi pri određenoj brzini.
7. Način rada u kojem određeni model uređaja može raditi navedeno vrijeme(dugoročne, cikličke, kratkoročne itd.).
8. Razina buke (zvuka) proizvedene tijekom rada određenog modela mjeri se u dB.
9. Učinkovitost uređaja.
10. Vrsta hlađenja komponenti i mehanizama.
11. Način ugradnje i ugradnje.
12. Dimenzije.
13. Težina jedinice.

Značajke dizajna vjetroturbine

Vjetrogeneratori opremljeni vjetroturbinom su cilindar s lopaticama iznutra. Prisutnost vanjske konture oko lopatica pruža im zaštitu od ulaska stranih tijela i živih organizama u njih.

Odsutnost potrebe za repnim dijelom (za orijentaciju u odnosu na smjer vjetra) smanjuje težinu i dimenzije uređaja, a također olakšava instalaciju i rad. Tijelo, u obliku cilindra, neovisno je orijentirano u smjeru strujanja vjetra, te, u biti radeći kao mlaznica, povećava pritisak na ugrađene lopatice, čime se povećava učinkovitost vjetrogeneratora.

Kako pravilno izračunati

Glavni pokazatelj koji određuje izbor određenog modela je sposobnost proizvodnje električne energije, koja se mjeri u kilovat satima po jedinici vremena.

Količina proizvedene energije izravno je povezana sa snagom instalacije, koja je glavna tehničke karakteristike jedinice, dakle, proračun vjetroturbine određuje njezine geometrijske dimenzije, broj ugrađenih lopatica i visinu postavljanja iznad tla.

Snaga električnog generatora, koja određuje sposobnost vjetroturbine da proizvodi struja, ovisi o protoku vjetra, čija se snaga, u skladu s učinkovitošću turbine, može izračunati pomoću formule:

P=KxRxV 3 xS/2

P – snaga strujanja zraka;

K – koeficijent koji uzima u obzir učinkovitost turbine, ima vrijednost od 0,2 do 0,5 jedinica;

R – gustoća zraka, iznosi 1,225 kg/m3 (pri normalnom atmosferskom tlaku);

V je brzina strujanja zraka, mjerena u m/s;

S – područje pokrivenosti vjetroturbine (struja vjetra koja radi s instalacijom).

Iz gornje formule jasno je da snaga strujanja vjetra, a time i snaga generatora, izravno ovisi o promjeru vjetroturbine (S= π R 2).

Poznavajući brzinu strujanja zraka na mjestu instalacije i njegov promjer, moguće je odrediti snagu instalacije i njezinu sposobnost stvaranja električne energije.

Vrste vjetroturbina

Iako se u početku vjerovalo da vjetroelektrana s vjetroturbinom uključuje njezinu ugradnju samo u horizontalna ravnina, koji karakterizira vjetrogeneratore s vodoravnom osi rotacije, međutim, dizajneri su razvili nove verzije takvih uređaja, a to su:

• Vjetroturbina s okomitom osi

U instalacijama ovog tipa, cilindar turbine se nalazi okomito, a lopatice su u ravnini okomitoj na površinu zemlje.

Rad vjetroturbine, s okomita os rotacija, slično radu uređaja s vodoravnom osi rotacije.

• Vjetroturbina bez lopatica

Prisutnost lopatica na vjetroturbinama raznih dizajna, dovodi do činjenice da njihova ugradnja zahtijeva značajna područja, čak i ako su to vjetroturbine smještene u krutom kućištu. S tim u vezi, novi smjer u razvoju vjetroagregata je izgradnja sličnih uređaja pomoću vjetroagregata koji nemaju lopatice.

Ovaj dizajn sastoji se od stupa s metalnim diskovima iznutra. Diskovi su postavljeni na osovinu i smješteni paralelno jedan s drugim, a između njih su ugrađene posebne brtve. Kada zrak udari u brtve, one se pomiču i daju specifičan i usmjeren impuls metalni diskovi, pod utjecajem kojih se diskovi počinju okretati. Pod utjecajem rotacijskog gibanja diskova, šipka se počinje okretati, što zauzvrat prenosi svoje rotacijsko gibanje na osovinu generatora.

• Vjetroturbina za krov

Zanimanje za mogućnost opskrbe besplatnom električnom energijom, bez stvaranja problema drugima, čak iu gradu, dovelo je do razvoja dizajna vjetroturbine koja se može postaviti na krov svake zgrade.

Takva instalacija ima male ukupne dimenzije, malu težinu i praktički je tiha tijekom rada. Vanjsko tijelo uređaja izrađeno je u obliku puža, što vam omogućuje povećanje strujanja vjetra u željenom smjeru i orijentaciju u prostoru u skladu s njegovim smjerom.

Popularni modeli i marke

Među raznim vjetroturbinama proizvedenim u različitim tehnički razvijenim zemljama, najpopularnije su sljedeće:

• Turbina razvijena od strane stručnjaka tvrtke Fneradnik(SAD), namijenjen je individualnoj uporabi i uključuje ugradnju na krov stambene zgrade ili druge građevine za individualnu uporabu.

Ovaj model opremljen je elektroničkom jedinicom, uz pomoć koje se pomoću posebnih mobilne aplikacije, moguće je pratiti rad uređaja s daljine.

Vjetroturbina je uparena s baterijom ugrađenom unutar zgrade . Elementi za pričvršćivanje zahtijevaju ugradnju na sljemenu krova, što povećava količinu protoka vjetra koju hvata turbina. Razina buke tijekom rada uređaja svedena je na minimum, što omogućuje da se ne stvara nelagoda za stanovnike koji žive unutar zgrade na kojoj je jedinica montirana.

• • Model turbine Liam F1 razvijen je u Nizozemskoj od strane The Archimedes, lagan je (do 80,0 kg) i namijenjen je za ugradnju na krov zgrade ili drugu samostojeću potporu. Dizajn prijemne jedinice, u obliku puža, omogućuje povećanje učinkovitosti vjetroturbine i uvijek u ravnini kretanja strujanja vjetra.
  • 
    
  • Razina buke tijekom rada je vrlo niska, što omogućuje ugradnju na bilo kojem prikladnom mjestu.

  • Prosječne cijene

    Oprema koja se koristi u alternativnoj energiji, uključujući vjetroturbine, nije jeftina. To je zbog činjenice da se novi modeli u pravilu proizvode u jednodijelnim verzijama, a ono što je već isporučeno ne prodaje se masovno, što je posljedica činjenice da ovaj način generiranja energije još nije pronađen. široku upotrebu među korisnicima.

    Cijena gore navedenih instalacija je:

    • Model "Liam F1" prodaje se u Europskoj uniji i Americi, a cijena mu je od 4000,0 eura.
    • Nema podataka o cijeni modela američke tvrtke Fiddler, ali zbog njegove konfiguracije i ponude sličnih uređaja na tržištu, možemo pouzdano reći da cijena instalacije nije niža od cijene nizozemskih programera.

    Prednosti i nedostatci

    Jednostavnost i pouzdanost vjetrogeneratora izrađenih pomoću vjetroturbine nisu jedine prednosti ovih jedinica. Osim toga, prednosti korištenja vjetroturbina uključuju:

    • Mogućnost rada pri slabom strujanju vjetra, brzine 2,0 m/s.
    • Visoka osjetljivost na struje vjetra.
    • Sposobnost rada pri jakim, orkanskim brzinama strujanja zraka, do 60,0 m/s.
    • Sa istim ukupne dimenzije, vjetrogenerator opremljen turbinom, ima veću snagu i veću učinkovitost u usporedbi s jedinicama s lopaticama.
    • Turbina je sigurna tehnički uređaj za životinjski svijet koji živi na mjestu gdje je jedinica instalirana (ptice, šišmiši).
    • Tijekom rada turbine ne stvara se infrazvuk koji je štetan za ljude i životinje.
    • Niža cijena u usporedbi s dizajnom oštrica.
    • Jednostavnost izvršenja instalacijski radovi, zbog montaže glavnih elemenata u tvornici.
    • Jednostavnost i lakoća održavanja.
    • Dugi vijek trajanja.

    Nedostaci takvih uređaja su:

    • Vjetar je atmosferska pojava koja je izvan ljudske kontrole, pa je nemoguće predvidjeti, u dužem vremenskom razdoblju, snagu njegova strujanja i smjer kretanja;
    • Zbog promjenjivosti jačine strujanja vjetra potrebno je osigurati značajne električne kapacitete za pohranjivanje proizvedene energije;
    • Visoka cijena skupa opreme;
    • Prije postavljanja vjetroturbina velike snage potrebno je izvršiti proračune ekonomska izvedivost u vezi s kartom vjetrova odabrane regije.

    Gdje mogu kupiti

    Vjetrogenerator, a samim time i izdvojeni element iz ove instalacije, a to je vjetroturbina, je specifičan proizvod. Stoga je najbolje, ako želite nabaviti ovakvu opremu, kontaktirati tvrtku koja je specijalizirana za izvođenje upravo takvih instalacija.

    Odabir takve organizacije omogućit će vam da izbjegnete pogreške pri odabiru potrebnog modela, osim toga, stručnjaci će moći pružiti pomoć pri instalaciji i naknadnom održavanju kupljene jedinice.

    Osim toga, možete koristiti internetske resurse, gdje je predstavljen širok raspon tvrtki koje nude proizvode za prodaju u ovom segmentu uređaja, ali to su obično proizvodi kineskih proizvođača, čija kvaliteta ima mnogo pritužbi. Osim toga, pri kupnji složene opreme, poput vjetroturbina, putem interneta, nema mogućnosti povrata robe niske kvalitete i dobivanja kvalificirane pomoći.

    S obzirom na činjenicu da je prilično teško napraviti vjetroturbinu smještenu u zatvorenom prostoru (cilindar), to rade profesionalni dizajneri i inženjeri, možete napraviti turbinu za vjetroturbinu s okomitom osi rotacije vlastitim rukama rukama, koristeći improvizirana sredstva.

    Da biste to učinili, trebat će vam sljedeći materijali:

    1. Cijev izrađena od izdržljive plastike najvećeg promjera, od onoga što je dostupno.
    2. List šperploče debljine 10,0 - 12,0 mm;
    3. Vijci za drvo;
    4. Metalna igla promjera 12,0 – 16,0 mm;
    5. Matice i podloške koji u promjeru odgovaraju postojećem svornjaku;
    6. Automobilska glavčina, kompletna sa ležajem.

    i alat:

    1. Alati za rezanje: pila za metal, brusilica s rezni kotači, ubodna pila, nož;
    2. Alati za brušenje: brusilica s brusnim pločama, turpije, brusni papir;
    3. Set ključeva i odvijača;
    4. Odvijač.

    Dizajn koji bi se trebao dobiti kao rezultat obavljenog rada i dijagram njegovog rada prikazani su na dijagramu ispod:

• Rad se izvodi na sljedeći način:
  • Od postojeće cijevi izrađuje se zalogaj, za to se cijev reže na potrebnu duljinu (oko 1,0 metar), nakon čega se reže duž svoje osi. Rezultat su 2 jednake duljine i duljine luka, polovice.
  • Od šperploče se izrezuju dva kruga, u skladu s promjerom cijevi, nakon čega se, prema promjeru, dijele na dva dijela. Rezultat su četiri praznine u obliku polukruga.
  • Unutar praznih cijevi, na vrhu i dnu svake od njih, postavljaju se praznine od šperploče. Pričvršćivanje će se izvršiti pomoću samoreznih vijaka. Rezultat su dvije polubačve.
  • Dobivene polubačve spojene su jedna s drugom na način da se preklapaju. Osim toga, na mjestima preklapanja potrebno je odabrati segment (nije prikazan na dijagramu) tako da se čini da se uklapaju jedan u drugi. Dubina odabranog segmenta je najmanje 50,0 mm, duljina može biti proizvoljna.
  • Od šperploče su izrezana 2 kruga promjera 100,0 mm, koji su također pričvršćeni mrazima na vrhu i dnu polubačvi koje se spajaju. Rezultat je kruto povezana struktura.
  • U sredini dobivenog zamišljenog kruga, a to bi trebala biti točka odabira segmenata (na vrhu učvršćenih krugova od šperploče), napravi se rupa u skladu s promjerom postojeće igle. U gornjem i donjem dijelu obradaka izrađuju se rupe.
  • U rupe se umetne zatik koji je pričvršćen u sastavljenu strukturu ugradnjom podložaka i matica.
  • Za postojeće čvorište vozila, prema unutarnji promjer ležaja i promjera svornjaka izrađuje se rukavac. Čahura se utisne u ležaj, nakon čega se na nju stavi klin koji se dodatno učvrsti maticama.

  Kako bi se osigurala potpuna spremnost vjetroturbine, potrebno je ugraditi remenicu na svornjak ispod mjesta glavčine, kroz koju će se rotacijsko kretanje s turbine prenositi na električni generator, i montirajte sastavljenu turbinu na mjesto odabrano za instalaciju.

Energija vjetra je besplatna, obnovljiva, sigurna energija. Instalacija koja pretvara energiju strujanja zraka u električnu energiju

Projekt vjetroagregata

Glavni zadaci svih znanstvenika koji se bave problemima energije vjetra su smanjenje troškova proizvodnje vjetroturbina i povećanje njihove učinkovitosti i snage.

Klasifikacija

Vjetrogeneratori se prema položaju osi rotacije dijele na strukture s:

• okomita os (okomita na tlo);
• horizontalna os (paralelna s tlom).

Na temelju materijala od kojih su izrađene lopatice, vjetrenjače se dijele na:

• krute oštrice;
• jedrenje

Prema broju lopatica dijeli se na:

• generatori s 2 lopatice;
• generatori s 3 lopatice;
• generatori s više lopatica, s brojem lopatica od 50.

Turbinski vjetrogeneratori spadaju u kategoriju nove generacije, postavljam ih na krov u obliku ventilatora i ne smetaju susjedima bukom

Prema vrsti zavojnog koraka, generatori se razlikuju po:

• stalni korak;
• promjenjivi korak.

Po vrsti konstrukcije:

• režnjevit;
• turbina

Po namjeni:

• kućanstvo;
• komercijalni;
• industrijski.

Industrijske vjetroturbine izgrađene su uglavnom s vodoravnom osi rotacije i krutim lopaticama.

Vjetroturbina Liam F1 Urban proizvodi 80% učinkovitosti

Jedrenjačke vjetroturbine i generatori s okomitim osima rotacije često se postavljaju za opskrbu energijom privatnih kuća i malih zgrada.

Instalacija vjetroturbine je vjetrogenerator čija je turbina cilindričnog oblika s lopaticama ugrađenim unutar nje. U biti, radi se o vjetrenjači s vodoravnom osi rotacije, čiji su rubovi lopatica zaštićeni cilindrom. Razlikuje se po jednostavnosti, pouzdan dizajn, veća učinkovitost u usporedbi s vjetrenjačama s lopaticama.

Temeljna razlika

Vjetroturbina je cilindričnog kruga. Rotirajući noževi nalaze se unutar kruga. Struktura se sastoji od:

• turbine;
• vanjska ili unutarnja obloga;
• oplata sklopa turbinskog generatora;
• gondole;
• generator;
• inverter;
• modul za pohranu;
• Kontrolna jedinica;
• dinamička jedinica za pričvršćivanje.

Vjetrenjače ovog tipa karakteriziraju nepostojanje nezaštićenih rotacijskih lopatica, kao i sustav za njihovu regulaciju i usmjeravanje prema smjeru vjetra. To povećava pouzdanost i sigurnost strukture. Cilindrični oblik Oklop se samostalno razvija, hvatajući vjetar, a oklop, koji radi kao mlaznica, povećava snagu instalacije.

Ovisno o potrebnoj snazi ​​i namjeni, dizajn može imati mnogo izmjena. Na primjer, u proizvodnji turbine mogu se koristiti različiti materijali. Geometrijske dimenzije i način postavljanja (na nosač, nosač itd.) mogu varirati. Moguća dodatna oprema solarnim baterijskim modulima.

Prototip vjetrogeneratora turbinskog tipa za poslovanje

Vjetroturbine se proizvode za kućne i industrijske potrebe.

Princip rada instalacije

Za normalan rad vjetroelektrane turbinskog tipa potreban je vjetar brzine od 2 m/s do 60 m/s. Princip rada instalacije je sljedeći. Jedinica samostalno osjeća smjer vjetra i okreće se u željenom smjeru. Protok zraka udara u oštrice i okreće ih. Zračne mase prenose kinetičku energiju kretanja na lopatice, gdje se ona pretvara u mehaničku energiju koja rotira rotor.

Turbina vjetroturbine razvijena u Rusiji se testira

Rotacija rotora proizvodi trofaznu struju koja se dovodi u generator. Odatle struja ide do regulatora, gdje se ispravlja, zatim teče kroz baterije, puni ih i zatim odlazi u pretvarač. Pretvarač proizvodi jednofazni naizmjenična struja, njegova frekvencija osciliranja je 50 Hertza za mreže s naponom od 220 V ili trofaznom strujom s naponom od 380 V, potrebnom za industrijska poduzeća, kao i za napajanje opterećenja.

Prednosti turbine vjetroturbine

Vjetrogenerator s turbinskim dizajnom ima značajne prednosti u odnosu na vjetroturbine drugih dizajna.

1. Visoka osjetljivost na vjetar. Minimalna brzina vjetra za pogon lopatica je od 2 m/s; Vjetroturbine drugih tipova zahtijevaju brzinu vjetra od 4 m/s.
2. Generator je sposoban raditi na orkanskim brzinama vjetra (do 60 m/s). Većina drugih vjetroturbina radi do 25-30 m/s.
3. Učinkovitost generatora vjetroturbine gotovo je dvostruko veća od učinkovitosti vjetroturbine s nezaštićenim lopaticama. Zbog dizajna mlaznice obloge, turbinska vjetrenjača je mnogo snažnija od jedinica drugih dizajna.
4. Turbinska jedinica sigurna je za ptice i šišmiše. Vjetrenjače s otvorenim lopaticama često uzrokuju smrt letećih životinja koje ne mogu odrediti granice opasne zone. Šišmiši i ptice identificiraju vjetroturbinu turbine kao jednu prepreku i uspješno je obilaze.
5. Vjetrenjače većine dizajna proizvode veliku buku, a pri određenim brzinama vjetra generiraju infrazvuk, stoga ih ne treba postavljati blizu stambene zgrade, farme, šumarstvo. Turbinske instalacije ne proizvode infrazvuk koji je štetan za ljude i životinje. Mogu se instalirati pored stambena zgrada. Turbine vjetroturbine ne izazivaju umjetnu migraciju životinja.
6. Niži troškovi proizvodnje u usporedbi s onima s oštricama. Proizvodnja slobodnih oštrica je složen i skup proces. Njihov nedostatak značajno smanjuje troškove i pojednostavljuje proizvodnju instalacije.
7. Jednostavna i brza montaža. Komponente turbogeneratora proizvode se u tvornici; Tamo se sastavljaju glavni blokovi. Instalacija uključuje samo raspored, spajanje blokova i njihovo pričvršćivanje na nosač. Instalacija se odvija pomoću standardnih dizala.
8. Lakoća održavanja. Održavanje turbinskih vjetroagregata puno je jednostavnije i jeftinije od onih s lopaticama. Na ispravan rad instalacije, povremeni kompetent servis nakon prodaje, životni vijek doseže 50 godina.
9. Vjetroelektrana turbinskog tipa, za razliku od klasičnih vjetroturbina, ne ometa pilote i dispečere leta, ne otkrivaju je radari protuzračne obrane i ne stvaraju prijetnju nacionalnoj sigurnosti.

Područje primjene

Generator vjetroturbine postiže svoju maksimalnu učinkovitost u blizini prirodnih vodenih tijela zahvaljujući gotovo cjelogodišnjem kretanju zraka i visokoj osjetljivosti na vjetar. Također je instaliran u gradovima i mjestima. Dizajn instalacije omogućuje korištenje generatora za autonomnu ili kombiniranu rasvjetu privatnih kuća i vikendica.

Vjetrogenerator je koristan u naseljena područja nalazi se daleko od gradova i regionalnih središta, gdje često dolazi do nestanka struje. Instalacija vjetroturbine može se koristiti u blizini aerodroma i vojnih poligona. Iako je nevidljiv radaru, ne predstavlja prijetnju pilotima ili nacionalnim sigurnosnim sustavima.

Vjetroturbine se desetljećima koriste kao izvor električne energije. Ljudi su prvi put počeli iskorištavati takve građevine kada su iskoristili snagu prirode i počeli graditi mlinove. Danas se za proizvodnju električne energije koriste turbinski vjetrogeneratori treće generacije. Štoviše, same strukture u posljednje vrijeme dobivaju sve neobičnije oblike.

Moderna vjetroturbina sastoji se od sljedećih elemenata:

1. Anemometar. On je odgovoran za mjerenje brzine vjetra i prenosi relevantne informacije upravljaču vjetroturbine.
2. Oštrice. Vjetar koji udara u te elemente uzrokuje njihovo okretanje. Kao rezultat toga, aktivira se turbina koja proizvodi električnu energiju.
3. Kočnica. Nadopunjuju ga mehanički, hidraulički i drugi pogoni. Sustav kočenja u vjetroturbini neophodan je za zaustavljanje rotora u kritičnim situacijama.
4. Kontrolor. Odgovoran za upravljanje cjelokupnom instalacijom. Automatski pokreće i zaustavlja vjetroturbine.
5. Indukcijski generator. Uređaj proizvodi električnu energiju. Nadopunjen je osovinom velike brzine.
6. Gondola. Nalazi se na vrhu vjetroturbine. U kućištu gondole nalazi se većina komponenti dizajna jedinice, uključujući kočnicu i upravljač.

Ovisno o vrsti dizajna, vjetroturbina se može nadopuniti drugim elementima. Konkretno, moderne instalacije opremljene su oblogom koja hvata vjetar i povećava snagu potonjeg.

Prednosti turbina

Vjetroturbina modernog tipa ima sljedeće prednosti u odnosu na svoje prethodnike:

1. Sposoban za rad pri velikim brzinama vjetra. Moderne turbine rade kada protok vjetra premaši kritične vrijednosti (25–60 m/s).
2. Ne stvara infrazvučne valove. Vjetroturbine prethodnih generacija imale su ovaj nedostatak.
3. Jednostavna instalacija. Osnova dizajna nastaje u proizvodnji. Pojedinačni elementi se montiraju na licu mjesta, a gondola se montira na jarbol.
4. Primjena inovativni materijali. Oni ne samo da povećavaju životni vijek instalacije, već također osiguravaju jednostavnost instalacije.

Vjetroturbine se uglavnom postavljaju uz obale mora i oceana ili izravno na vodu. Ovakav pristup omogućuje postizanje gotovo cjelogodišnjeg rada turbine.

Suvremeni razvoj

Nedostaci koje imaju instalacije oštrica uključuju sljedeće:

• narušavaju prirodnu toplinsku ravnotežu;
• relativno niska učinkovitost, ne prelazi 30%;
• zauzimaju veliko područje;
• predstavljaju opasnost za ptice.

Ovi nedostaci tjeraju programere širom svijeta da traže nove tehnološka rješenja omogućujući primanje energije vjetra. Među najnovijim postignućima su:

1. Uzlet turbine.

Strukturno, sliči balon, ispunjen helijem. Unutra je na vodoravnoj osi postavljena turbina s tri lopatice. Takav sustav trenutno se koristi na Aljasci. Plutajuća turbina nalazi se na visini nedostupnoj modernim vjetroturbinama. Takav sustav može funkcionirati gotovo autonomno (sudjelovanje osoblja je minimalizirano).

2. Vertikalne turbine.

Njihove oštrice prate raspored ribljih peraja. Zbog ovog dizajna, turbine su sposobne generirati dovoljna količina struje, dok su blizu jedno drugom. Duljina vertikalne instalacije je 9 m. Za učinkovit rad Sustav zahtijeva ugradnju najmanje dvije blisko razmaknute turbine. Prema preliminarnim studijama, nova vrsta instalacije, u usporedbi s lopatičnim analogima, stvara 10 puta više električne energije, zauzimajući isto područje.

3. Karbonske "stabljike".

Provedeno u UAE novi projekt o proizvodnji čiste električne energije. Uključuje ugradnju 1.203 karbonske "stabljike" na 20-metarsku bazu. Visina ove strukture je 55 m. Svaki pojedinačni element sustava nalazi se na udaljenosti od 10 m jedan od drugog.

Debljina pojedine stabljike u bazi je 30 m. Unutar njih su slojevi koji se sastoje od izmjeničnih elektroda i piezoelektričnog materijala. Pod pritiskom, potonji stvara električnu energiju. Energija se javlja kada se stabljike njišu na vjetru. Ovaj sustav proizvodi istu količinu električne energije kao i druge vjetroturbine koje zauzimaju isto područje.

Tuniski znanstvenici stvorili su nešto slično. Njihov sustav razlikuje se od karbonskih "stabljika" koje se koriste u UAE po tome što se u gornjem dijelu nalazi tihi generator, koji podsjeća na satelitska antena.

U Nizozemskoj su predložili postavljanje male strukture na svaku kuću koja može generirati električnu energiju pod utjecajem snage vjetra. Ovaj vjetrogenerator ima turbinu koja prati oblik puževe kućice. Hvata strujanje vjetra, okreće se i mijenja smjer kretanja. Produktivnost takvog generatora vjetra doseže 80% teoretskih pokazatelja koje bi takve instalacije potencijalno mogle pokazati.

U posljednjih godina pojavili su se razvoji dizajnirani za ugradnju na jedrilice. Općenito, broj sustava koji mogu zamijeniti lopatične vjetrogeneratore stalno raste. Možda će u budućnosti uspjeti riješiti sve probleme s kojima se suočava energija vjetra.

Vjetroturbina hiperboloidnog tipa prema Šuhovu sposobna je raditi čak iu uzlaznim zračnim strujama, što se obično događa uz rijeku, jezero, močvaru, na padinama brda i gudura. Stvaraju se uvjeti "samousisavanja" i "samopodupiranja", kao kod spiralnih turbina, iako to nema presudnu ulogu u radu.

Tehnologija čeka financiranje i u razvoju je!

Opis:

Vjetroturbina hiperboloidnog tipa po Šuhovu temelji se na idejama velikog ruskog inženjera i znanstvenika V.G. Šuhova.

Na slici radna zona strujanje vjetra obojeno je crveno. Što se tiče ovog parametra, ona (vjetroturbina hiperboloidnog tipa prema Šuhovu) je superiornija u odnosu na druge vrste turbina, naime: radno područje strujanja vjetra tipa lopatica je 7-8% pometene područje; Darrieus i Savonius turbine – 45-50%; V u ovom slučaju – 60-70%.

Vjetrogenerator ovaj tip je sposoban raditi čak iu uzlaznim strujama zrak, koji se obično odvija uz rijeku, jezero, močvaru, na obroncima brda i gudura.

Stvaraju se uvjeti za “samoapsorpciju” i “samopodržavanje”, kao u helikoidnom turbine, iako to nema presudnu ulogu u radu.

Prednosti:

– kontaktna linija aktivnog sloja protoka zraka koji ispire hiperboloid je 1,6 puta duža od slične linije rotirajućeg cilindra vjetrogeneratora rotorskog tipa s ravnim lopaticama. Prirodno je očekivati ​​da učinkovitost vjetrenjače bit će veći u odnosu na istu vrijednost,

– konstruktivna uređaj radni organ u kombinaciji s lakoćom, čvrstoćom i uravnoteženošću omogućuje ugradnju komponenti (mjenjač, električni generator i sl.) smješteni unutar ugradbenog volumena čime se smanjuju dimenzije i težina cijele instalacije u cjelini,

– ukupni moment tromosti konstrukcije određen je kao zbroj umnožaka masa materijalnih točaka s kvadratom duljine polumjera. Iz toga proizlazi da je moment tromosti konstrukcije u mirovanju najmanje polovica momenta tromosti rotirajućeg cilindra vjetroagregata s ravnim lopaticama, pa je stoga potrebna snaga vjetra u trenutku pokretanja je dva puta manja.

Usporedba karakteristika:

Napomena: opis tehnologije na primjeru vjetroturbine hiperboloidnog tipa prema Šuhovu.

vertikalna invelox rimworld vjetroturbina visokih performansi
DIY vjetroturbina Bolotov
zvt zatvorena plutajuća vjetroturbina sa solarni paneli uradi sam Fuller rezervni dijelovi od Ovchinnikov
kupite zatvorene vjetroturbine s jednom lopaticom po kućnoj cijeni
učinkovitost generatora vjetroelektrane
mini generator vjetroturbine

Faktor potražnje 1 552

Tražite tehnologije

Pronađene tehnologije 1

Moglo bi biti zanimljivo:

• Modularni kompleks Sibir dizajniran je za vađenje zlata, platine i rijetke zemlje…

Energija vjetra aktivno se razvija diljem svijeta i odavno nije tajna da je ovo trenutno jedno od najperspektivnijih područja alternativne energije. Do sredine 2014. ukupni kapacitet svih instaliranih vjetroturbina u svijetu bio je 336 gigavata, a najveća i najsnažnija vertikalna trokraka vjetroturbina Vestas-164 instalirana je i puštena u rad početkom 2014. u Danskoj. Njegova snaga doseže 8 megavata, a raspon lopatica je 164 metra.

Unatoč već odavno uhodanoj tehnologiji proizvodnje lopatičnih turbina i općenito vjetroturbina, mnogi entuzijasti nastoje poboljšati tehnologiju, povećati njezinu učinkovitost i smanjiti negativne čimbenike.

Kao što je poznato, koeficijent iskorištenja energije protoka vjetra doseže u najboljem slučaju 30%, oni su prilično bučni i remete prirodnu toplinsku ravnotežu obližnjih područja, povećavajući temperaturu prizemnog sloja zraka noću. Također su vrlo opasni za ptice i zauzimaju značajne površine.

Koje alternative postoje? Zapravo, kreativnost modernih izumitelja ne poznaje granice i alternativne opcije mnogi su izmišljeni.

Pogledajmo 5 najneobičnijih i najistaknutijih alternativnih dizajna vjetroturbina u industriji.

Od 2010. Američka tvrtka Tvrtka Altaeros Energies, osnovana na Massachusetts Institute of Research, razvija novu generaciju vjetroturbina. Novi tip vjetrogeneratora dizajniran je za rad na visinama do 600 metara, što konvencionalni vjetrogeneratori jednostavno ne mogu doseći. Upravo na tako velikim nadmorskim visinama neprestano pušu najjači vjetrovi. jaki vjetrovi, koji su 5-8 puta jači od vjetrova blizu površine zemlje.

Generator je konstrukcija na napuhavanje, slična zračnom brodu napuhanom helijem, u kojem je na vodoravnoj osi postavljena turbina s tri lopatice. Takav vjetrogenerator lansiran je 2014. godine na Aljasci na visini od oko 300 metara radi ispitivanja u trajanju od 18 mjeseci.

Programeri tvrde da će ova tehnologija proizvoditi električnu energiju po cijeni od 18 centi po kilovat-satu, što je pola uobičajene cijene energije vjetra na Aljasci. U budućnosti bi takvi generatori mogli zamijeniti dizel elektrane, kao i pronaći primjenu u problematičnim područjima.

U budućnosti ovaj uređaj neće biti samo generator struje, već i dio meteorološke stanice i prikladno sredstvo za pružanje interneta u područjima daleko od odgovarajuće infrastrukture.

Nakon instalacije, takav sustav ne zahtijeva prisutnost osoblja i ne zauzima velika površina, i gotovo tiho. Može se kontrolirati daljinski i zahtijeva Održavanje samo jednom u 1-1,5 godina.

Još zanimljivo rješenje na stvaranju neobičan dizajn vjetroelektrana se implementira u Ujedinjenim Arapskim Emiratima. Nedaleko od Abu Dhabija gradi se grad Madsar, u kojem planiraju izgraditi prilično neobičan vjetroelektrana, koji su programeri nazvali "Windstalk".

Osnivač njujorške dizajnerske tvrtke Atelier DNA, koja razvija dizajn za ovaj projekt, rekao je da je glavna ideja bila pronaći kinetički model u prirodi koji bi mogao poslužiti za proizvodnju električne energije, a takav model je i pronađen. 1203 stabljike od karbonskih vlakana, svaka visoka oko 55 metara, sa betonski temelji 20 metara širine, bit će instalirani na udaljenosti od 10 metara jedan od drugog.

Stabljike će biti ojačane gumom, a pri dnu će imati širinu oko 30 cm, a na vrhu sužavati se na 5 centimetara. Svaka stabljika sadržavat će izmjenične slojeve elektroda i keramičkih diskova izrađenih od piezoelektričnog materijala koji generira električnu struju kada je podvrgnut pritisku.

Dok se stabljike njišu na vjetru, diskovi će se stisnuti, generirajući električnu struju. Nema buke lopatica turbina na vjetar, nema žrtava ptica, ništa osim vjetra.

Ideja je nastala promatranjem trske koja se njiše u močvari.

Projekt Windstalk Ateliera DNA zauzeo je drugo mjesto na natjecanju Land Art Generator, koje sponzorira Madsar, za odabir najboljeg umjetničkog djela iz međunarodnog polja prijava koje bi moglo generirati energiju korištenjem obnovljivih izvora.

Površina koju će zauzimati ova neobična vjetrostanica pokrivat će 2,6 hektara, a snaga će odgovarati konvencionalnom vjetrogeneratoru koji zauzima sličnu površinu. Sustav je učinkovit zbog odsutnosti gubitaka zbog trenja svojstvenih tradicionalnim mehaničkim sustavima.

U podnožju svakog vretena nalazit će se generator koji pretvara okretni moment iz vretena pomoću sustava amortizera i cilindara, slično sustavu Levant Power razvijenom u Cambridgeu, Massachusetts.

Budući da vjetar nije konstantan, koristit će se sustav za pohranu energije kako bi se akumulirana energija mogla koristiti i kada nema vjetra, objašnjavaju djelatnici koji rade na projektu.

Na vrhu svake stabljike nalazit će se LED svjetlo čija će svjetlina izravno ovisiti o jačini vjetra i količini proizvedene električne energije u tom trenutku.

Windstalk će raditi na kaotičnom kretanju ljuljanja, što omogućuje postavljanje elemenata mnogo bliže jedan drugome nego što je to moguće s konvencionalnim generatorima vjetra s lopaticama.

Sličan projekt, Wavestalk, razvija se za pretvorbu energije oceanskih struja i valova, gdje bi sličan sustav bio naopako pod vodom.

Projekt koji je razvio Saphon Energy iz Tunisa, kao i Windstalk, je vjetrogenerator bez lopatica, ali ovaj put uređaj ima dizajn jedra.

Ovaj tihi generator, u obliku satelitske antene, zove se Safonski. Nema rotirajućih dijelova i potpuno je siguran za ptice. Rešetka generatora pomiče se naprijed-natrag pod utjecajem vjetra, stvarajući vibracije u hidrauličnom sustavu.

Cilj projekta je poboljšati učinkovitost vjetrogeneratora u pogledu korištenja struje vjetra. Vjetar je doslovno upregnut u jedro koje se pod njegovim utjecajem kreće naprijed-natrag, a nema ni lopatica, ni rotora, ni zupčanika. Ova interakcija omogućuje da se više kinetičke energije pretvori u mehaničku pomoću klipova.

Energija se može skladištiti u hidrauličkim akumulatorima, ili se pomoću generatora pretvara u električnu energiju, ili se uz njegovu pomoć neki mehanizam može pokrenuti na vrtnju. Ako konvencionalni vjetrogeneratori imaju učinkovitost od 30%, onda ovaj generator na jedra daje 80%. Njegova učinkovitost premašuje vjetrenjače s lopaticama za 2,3 puta.

Zbog nepostojanja skupih komponenti, kao što je to slučaj kod vjetroagregata (lopatice, glavčine, mjenjači), u slučaju Saphonian-a troškovi opreme su smanjeni do 45%.

Aerodinamični oblik Safonije ima prednost u tome što turbulentna strujanja vjetra malo utječu na tijelo jedra, a aerodinamička sila se samo povećava. Turbulencija je razlog zašto se vjetroturbine ne koriste u urbanim sredinama, ali Saphonian se i tamo može koristiti. Osim toga, štetni akustični i vibracijski čimbenici su svedeni na minimum. Saphon Energy dobio je nagradu od KPMG-a za svoje napore u razvoju inovacija.

Još jedan vrlo revolucionaran pristup korištenju energije vjetra implementirao je davne 2008. godine entuzijastični izumitelj iz Kalifornije. Veliki vjetrogeneratori za male gradove veličine su zgrade od 30 katova, a njihove lopatice dosežu veličinu krila Boeinga 747.

Ovi divovski generatori sigurno proizvode mnogo energije, ali proizvodnja, transport i instaliranje takvih sustava su složeni i skupi. Unatoč tome, industrija svake godine raste za više od 40 posto. Upravo je to mislio Doug Selsam iz Kalifornije prije nego što je postavio svoj ambiciozni cilj. Odlučio je da je sasvim moguće dobiti više energije koristeći manje materijala.

Instaliranjem desetak ili nekoliko desetaka malih rotora na jednu osovinu spojenu na jedan generator, Doug je na kraju postigao svoj cilj. Spojio je jedan kraj duge osovine na generator, a drugi kraj lansirao u zrak na balonima s helijem. Sustav je radio prema očekivanjima.

Doug je u udžbenicima čitao da je turbina s jednim vijkom dovoljna da se postigne maksimum, ali Doug je sumnjao. On je mislio drugačije: što je više rotora, to je više energije vjetra dostupno za korištenje.

Ako se svaki rotor nalazi ispod pravi kut, tada će svaki rotor dobiti vlastiti vjetar, a to će povećati učinkovitost proizvodnje.

Naravno, to komplicira fiziku, jer sada smo morali paziti da svaki rotor hvata svoj tok, a ne samo tok iz rotora koji se nalazi pored njega. Trebalo je saznati optimalan kut za osovinu u odnosu na vjetar i idealan razmak između rotora. I, na kraju, dobici su postignuti korištenjem manje materijala.

Godine 2003. izumitelj je dobio potporu od 75.000 dolara od Komisije za energiju Kalifornije za razvoj turbine sa sedam rotora snage 3000 W. Izazov je uspješno obavljen, a Doug Selsam već je prodao više od 20 svojih turbina s dvostrukim rotorom od 2000 W nekolicini vlasnika kuća. Sagradio je te uređaje u svojoj garaži u predgrađu.

Dougova ideja bila je jedna od rijetkih ideja koje su zapravo imale potencijal postati velike u komercijalnom svijetu. Selsam kaže da su dva rotora samo početak. Vjerojatno će jednog dana vidjeti kako se njegove turbine s više rotora protežu milju preko neba.

Archimedes, čiji se ured nalazi u nizozemskom Rotterdamu, osmislio je vlastiti koncept neobičnih vjetroturbina koje se mogu postaviti izravno na krovove stambenih zgrada.

Prema autorima projekta, učinkovit dizajn niske razine buke može u potpunosti pružiti mala kuća električne energije, a kompleks takvih generatora, koji rade zajedno s, sposoban je potpuno svesti na nulu ovisnost velike zgrade o vanjski izvori struja. Nove vjetroturbine zovu se Liam F1.

Mala turbina, promjera 1,5 metara i težine oko 100 kilograma, može se postaviti na bilo koji zid ili krov stambene zgrade. Obično je visina terasastih krovova 10 metara, a vjetar u zemlji je gotovo uvijek jugozapadni. Ovi uvjeti su dovoljni za pravilno postavljanje turbine na krov i učinkovito korištenje energije vjetra.

Ovdje su riješena dva problema konvencionalnih turbina na vjetar: buka konvencionalnih turbina s lopaticama i visoki troškovi ugradnje glomazne opreme. S konvencionalnim vjetrogeneratorima troškovi instalacije često se ne nadoknađuju. Razina buke Liamove turbine je oko 45 dB, što je čak tiše od buke kiše (buka kiše u šumi je 50 dB).

Oblikovana poput puževe kućice, turbina se poput vjetrokaze okreće prema vjetru, hvatajući strujanje zraka, smanjujući njegovu brzinu i mijenjajući smjer. Direktor tvrtke Marinus Miremeta tvrdi da učinkovitost inovativne turbine doseže 80% maksimalne učinkovitosti koja je teoretski dostupna u energiji vjetra. I ovo je već sasvim dovoljno.

U Nizozemskoj prosječna obitelj potroši 3300 kWh električna energija u godini. Prema programerima, polovicu te energije može osigurati jedna Liam F1 turbina pri brzini vjetra od najmanje 4,5 m/s.

Možete postaviti tri takve turbine na vrhove trokuta na krovu kuće, tada će svaka od turbina biti opskrbljena vjetrom i neće se miješati jedna s drugom, već će, naprotiv, pomoći jedna drugoj.

Ako govorimo o o instalaciji u gradu gdje se javljaju turbulentni tokovi, proizvođač predlaže lagano podizanje generatora vjetra postavljenih na gradskim krovovima, montirajući ih na stupove tako da zidovi susjednih kuća ne ometaju tokove vjetra.

Procijenjena vrijednost nova turbina uključujući montažu je 3999 eura. Budući da je uređaj veći od jednog metra, može biti potrebna posebna dozvola za njegovu upotrebu, stoga, u krajnjem slučaju, tvrtka proizvodi i mini-Liam turbine promjera 0,75 metara.

Proizvođači planiraju koristiti svoje turbine ne samo za napajanje stambenih i stambenih objekata industrijske zgrade, ali i za napajanje pomorskih plovila.

Kao što vidite, proizvođači generatora vjetra imaju mnogo zanimljivih alternativa.