Vēja turbīna ir vēja ģeneratora galvenā daļa, kurai turbīna ir kā ierīce, kas kalpo kā vēja enerģijas uztvērējs. Viena no šādu ierīču iespējām ir cilindra formas korpuss, iekšējā telpa kurā atrodas asmeņi.

Vēja iekārtas, kas izgatavotas uz vēja turbīnu bāzes, atšķiras vairāk augsta efektivitāte, salīdzinot ar lāpstiņām, kā arī dizaina vienkāršība un uzticamība darbībā.

Galvenās īpašības

Kā jebkurai tehniskai ierīcei, tā arī gaisa turbīnai, parametri, kas klasificē tās iespējas, kā arī sniedz informāciju par konkrēto modeli, ir tās tehniskie parametri.

Šādu ierīču galvenie tehniskie parametri ir:

1. Nomināls izejas jauda, mēra kW.
2. Nominālais rektificētais spriegums, ko ģenerators ražo pie noteikta iekārtas rotora ātruma.
3. Radītā sprieguma frekvence, ko mēra Hz.
4. Rotora griešanās frekvence darba režīmā, pie kura tiek izveidots nominālais rektificētais spriegums. Mērīts apgriezienos minūtē.
5. Nominālais ātrums, pie kura vēja turbīna sasniedz deklarēto jaudu. Mērīts apgriezienos minūtē.
6. Stealth ātrumu mēra apgriezienos minūtē un klasificē iekārtas maksimālo spēju darboties ar noteiktu ātrumu.
7. Darbības režīms, kurā var darboties konkrēts ierīces modelis noteiktais laiks(ilgtermiņa, ciklisks, īstermiņa utt.).
8. Konkrēta modeļa darbības laikā radītā trokšņa (skaņas) līmenis tiek mērīts dB.
9. Ierīces efektivitāte.
10. Komponentu un mehānismu dzesēšanas veids.
11. Uzstādīšanas un uzstādīšanas metode.
12. Izmēri.
13. Vienības svars.

Vēja turbīnas dizaina iezīmes

Vēja ģeneratori, kas aprīkoti ar vēja turbīnu, ir cilindrs ar lāpstiņām iekšpusē. Ārējās kontūras klātbūtne ap asmeņiem nodrošina to aizsardzību pret svešķermeņu un dzīvo organismu iekļūšanu tajos.

Tas, ka nav nepieciešama astes daļa (orientācijai attiecībā pret vēja virzienu), samazina ierīces svaru un izmērus, kā arī atvieglo uzstādīšanu un darbību. Korpuss cilindra formā ir neatkarīgi orientēts vēja plūsmu virzienā un, būtībā darbojoties kā sprausla, palielina spiedienu uz uzstādītajām lāpstiņām, tādējādi palielinot vēja ģeneratora efektivitāti.

Kā pareizi aprēķināt

Galvenais rādītājs, kas nosaka konkrētā modeļa izvēli, ir spēja saražot elektroenerģiju, ko mēra kilovatstundās laika vienībā.

Radītās enerģijas daudzums ir tieši saistīts ar iekārtas jaudu, kas ir galvenā tehniskajiem parametriem vienība, tāpēc vēja turbīnas aprēķins nosaka tās ģeometriskos izmērus, uzstādīto lāpstiņu skaitu un uzstādīšanas augstumu virs zemes.

Elektroģeneratora jauda, ​​kas nosaka vēja turbīnas spēju ģenerēt elektrība, ir atkarīgs no vēja plūsmas, kuras jaudu atbilstoši turbīnas efektivitātei var aprēķināt pēc formulas:

P=KxRxV 3 xS/2

P – gaisa plūsmas jauda;

K – koeficients, ņemot vērā turbīnas efektivitāti, ir no 0,2 līdz 0,5 vienībām;

R – gaisa blīvums, ir 1,225 kg/m3 (pie normāla atmosfēras spiediena);

V ir gaisa plūsmas ātrums, ko mēra m/s;

S – vēja turbīnas pārklājuma zona (vēja plūsma darbojas kopā ar iekārtu).

No iepriekš minētās formulas ir skaidrs, ka vēja plūsmas jauda un līdz ar to ģeneratora jauda ir tieši atkarīga no vēja turbīnas diametra (S= π R 2).

Zinot gaisa plūsmas ātrumu uzstādīšanas vietā un tā diametru, ir iespējams noteikt iekārtas jaudu un tās spēju ražot elektroenerģiju.

Vēja turbīnu veidi

Lai gan sākotnēji tika uzskatīts, ka vēja iekārta ar vēja turbīnu ietver tās uzstādīšanu tikai iekšā horizontālā plakne, kas raksturo vēja ģeneratorus ar horizontālu rotācijas asi, tomēr dizaineri ir izstrādājuši jaunas šādu ierīču versijas, kas ir:

• Vertikālās ass vēja turbīna

Šāda veida iekārtās turbīnas cilindrs atrodas vertikāli, un lāpstiņas atrodas plaknē, kas ir perpendikulāra zemes virsmai.

Vēja turbīnas darbība, s vertikālā ass rotācija, līdzīgi kā ierīcēm ar horizontālu rotācijas asi.

• Vēja turbīna bez lāpstiņām

Lāpstiņu klātbūtne vēja turbīnās dažādi dizaini, noved pie tā, ka to uzstādīšanai ir nepieciešamas ievērojamas platības, pat ja tās ir vēja turbīnas, kas atrodas stingrā korpusā. Šajā sakarā jauns virziens vēja turbīnu attīstībā ir bijis līdzīgu ierīču konstruēšana, izmantojot vēja turbīnas, kurām nav lāpstiņu.

Šis dizains sastāv no pīlāra ar metāla diskiem iekšpusē. Diski ir uzstādīti uz vārpstas un atrodas paralēli viens otram, starp tiem ir uzstādītas īpašas blīves. Kad gaiss saskaras ar blīvēm, tās kustas un dod konkrētu un virzienu impulsu metāla diski, kuras ietekmē diski sāk griezties. Disku rotācijas kustības ietekmē stienis sāk griezties, kas savukārt nodod savu rotācijas kustību uz ģeneratora vārpstu.

• Vēja turbīna jumtam

Interese par iespēju nodrošināties ar bezmaksas elektroenerģiju, neradot problēmas citiem, pat pilsētā, noveda pie vēja turbīnas dizaina izstrādes, ko var uzstādīt uz jebkuras ēkas jumta.

Šādai iekārtai ir mazi gabarīti, mazs svars, un tā darbības laikā praktiski klusa. Ierīces ārējais korpuss ir veidots gliemeža formā, kas ļauj palielināt vēja plūsmu vēlamajā virzienā un orientēties telpā atbilstoši tā virzienam.

Populāri modeļi un zīmoli

No dažādām vēja turbīnām, kas ražotas dažādās tehniski attīstītajās valstīs, populārākās ir šādas:

• Uzņēmuma speciālistu izstrādāta turbīna Fsliņķis(ASV), ir paredzēts individuālai lietošanai un ietver uzstādīšanu uz dzīvojamās ēkas jumta vai citas konstrukcijas individuālai lietošanai.

Šis modelis ir aprīkots ar elektronisku bloku, ar kura palīdzību, izmantojot speciālo mobilās lietojumprogrammas, iespējams uzraudzīt ierīces darbību no attāluma.

Vēja turbīna ir savienota pārī ar akumulatoru, kas uzstādīts ēkas iekšpusē . Stiprinājuma elementi ir jāuzstāda uz jumta kores, kas palielina vēja plūsmas apjomu, ko uztver turbīna. Ierīces darbības laikā trokšņu līmenis tiek samazināts līdz minimumam, kas ļauj neradīt diskomfortu iedzīvotājiem, kas dzīvo iekšpusē ēkā, uz kuras ir uzstādīta iekārta.

• • Turbīnas modeli “Liam F1” Holandē izstrādāja The Archimedes, tas ir viegls (līdz 80,0 kg) un paredzēts uzstādīšanai uz ēkas jumta vai cita brīvi stāvoša balsta. Uztvērēja bloka dizains gliemeža formā ļauj palielināt vēja turbīnas efektivitāti un vienmēr atrasties vēja plūsmu kustības plaknē.
  • 
    
  • Trokšņa līmenis darbības laikā ir ļoti zems, kas ļauj uzstādīt jebkurā ērtā vietā.

  • Vidējās cenas

    Alternatīvajā enerģētikā izmantotās iekārtas, tostarp vēja turbīnas, nav lētas. Tas ir saistīts ar faktu, ka parasti jauni modeļi tiek ražoti viengabala versijās, un tas, kas jau ir piegādāts, netiek pārdots masveidā, kas ir saistīts ar faktu, ka šī enerģijas ģenerēšanas metode vēl nav atrasta. plaši izplatīta lietotāju vidū.

    Iepriekš minēto instalāciju izmaksas ir:

    • “Liam F1” modelis tiek pārdots Eiropas Savienībā un Amerikā, tā izmaksas ir no 4000,0 eiro.
    • Nav datu par modeļa izmaksām no amerikāņu uzņēmuma Fiddler, taču, ņemot vērā tā konfigurāciju un līdzīgu ierīču piedāvājumu tirgū, mēs varam ar pārliecību teikt, ka uzstādīšanas cena nav zemāka par Nīderlandes izstrādātājiem.

    Priekšrocības un trūkumi

    Vēja ģeneratoru, kas izgatavoti, izmantojot vēja turbīnu, vienkāršība un uzticamība nav vienīgās šo iekārtu priekšrocības. Turklāt vēja turbīnu izmantošanas priekšrocības ietver:

    • Spēja strādāt zemās vēja plūsmās, ar ātrumu 2,0 m/s.
    • Augsta jutība pret vēja straumēm.
    • Spēja strādāt pie spēcīgiem, viesuļvētras gaisa plūsmu ātrumiem, līdz 60,0 m/s.
    • Ar to pašu kopējie izmēri, vēja ģeneratoram, kas aprīkots ar turbīnu, ir lielāka jauda un augstāka efektivitāte, salīdzinot ar lāpstiņu blokiem.
    • Turbīna ir droša tehniskā ierīce dzīvnieku pasaulei, kas dzīvo iekārtas uzstādīšanas vietā (putni, sikspārņi).
    • Turbīnai darbojoties, netiek radīta infraskaņa, kas ir kaitīga cilvēkiem un dzīvniekiem.
    • Zemākas izmaksas salīdzinājumā ar asmeņu dizainu.
    • Izpildes vieglums uzstādīšanas darbi, sakarā ar galveno elementu montāžu rūpnīcā.
    • Vienkāršība un viegla apkope.
    • Ilgs kalpošanas laiks.

    Šādu ierīču trūkumi ir:

    • Vējš ir atmosfēras parādība, kas ir ārpus cilvēka kontroles, tāpēc nav iespējams ilgtermiņā paredzēt tā plūsmas stiprumu un kustības virzienu;
    • Vēja plūsmas stipruma mainīguma dēļ nepieciešams nodrošināt ievērojamas elektriskās jaudas saražotās enerģijas uzkrāšanai;
    • Augstas aprīkojuma komplekta izmaksas;
    • Pirms lieljaudas vēja turbīnu uzstādīšanas ir nepieciešams veikt aprēķinus ekonomiskā iespējamība saistībā ar izvēlētā reģiona vēja karti.

    Kur var nopirkt

    Vēja ģenerators un attiecīgi atsevišķs elements no šīs iekārtas, kas ir vēja turbīna, ir specifisks produkts. Tāpēc, ja vēlaties iegādāties šādu aprīkojumu, vislabāk ir sazināties ar uzņēmumu, kas specializējas tieši šādu iekārtu ieviešanā.

    Šādas organizācijas izvēle ļaus izvairīties no kļūdām, izvēloties vajadzīgo modeli, turklāt speciālisti varēs sniegt palīdzību iegādātās vienības uzstādīšanā un turpmākajā apkopē.

    Turklāt var izmantot interneta resursus, kur tiek prezentēts plašs uzņēmumu klāsts, kas piedāvā preces pārdošanai šajā konkrētajā ierīču segmentā, taču parasti tie ir Ķīnas ražotāju produkti, kuru kvalitātei ir daudz sūdzību. Turklāt, iegādājoties ar interneta starpniecību sarežģītas iekārtas, piemēram, vēja turbīnas, nav iespējas atgriezt nekvalitatīvas preces un saņemt kvalificētu palīdzību.

    Sakarā ar to, ka ir diezgan grūti izgatavot vēja turbīnu, kas atrodas slēgtā telpā (cilindrā), to dara profesionāli dizaineri un inženieri, jūs varat izgatavot turbīnu vēja turbīnai ar vertikālu rotācijas asi ar savu palīdzību. rokas, izmantojot improvizētus līdzekļus.

    Lai to izdarītu, jums būs nepieciešami šādi materiāli:

    1. Caurule no izturīgas plastmasas ar lielāko diametru no tā, kas ir pieejams.
    2. Lokšņu saplāksnis ar biezumu 10,0 - 12,0 mm;
    3. Koka skrūves;
    4. Metāla tapa ar diametru 12,0 – 16,0 mm;
    5. Uzgriežņi un paplāksnes, kas atbilst diametram esošajai tapai;
    6. Auto rumba, komplektā ar gultni.

    un rīks:

    1. Griešanas instrumenti: zāģis, slīpmašīna ar griešanas riteņi, finierzāģis, nazis;
    2. Slīpēšanas instrumenti: dzirnaviņas ar slīpripām, vīles, smilšpapīrs;
    3. Uzgriežņu atslēgu un skrūvgriežu komplekts;
    4. Skrūvgriezis.

    Dizains, kas jāiegūst veiktā darba rezultātā, un tā darbības shēma ir parādīti zemāk esošajā diagrammā:

• Darbs tiek veikts šādi:
  • No esošās caurules tiek izgatavota sagatave, caurule tiek sagriezta vajadzīgajā garumā (apmēram 1,0 metri), pēc tam to sagriež pa asi. Rezultāts ir 2 vienāda garuma un garuma loka, pusītes.
  • No saplākšņa tiek izgriezti divi apļi atbilstoši caurules diametram, pēc tam tos pēc diametra sadala divās daļās. Rezultāts ir četras sagataves pusloka formā.
  • Saplākšņa sagataves tiek uzstādītas cauruļu sagatavju iekšpusē, katra no tām augšā un apakšā. Stiprināšana tiks veikta, izmantojot pašvītņojošās skrūves. Rezultāts ir divas pusmucas.
  • Iegūtās pusmucas ir savienotas viena ar otru tā, lai tās pārklājas viena ar otru. Turklāt pārklāšanās vietās ir jāizvēlas segments (nav parādīts diagrammā), lai tie it kā ietilptu viens otrā. Atlasītā segmenta dziļums ir vismaz 50,0 mm, garums var būt patvaļīgs.
  • No saplākšņa izgriezti 2 apļi ar diametru 100,0 mm, kas arī tiek nostiprināti ar sarmu palīdzību savienojamo pusmucu augšdaļā un apakšā. Rezultāts ir stingri savienota struktūra.
  • Iegūtā iedomātā apļa vidū, un tam vajadzētu būt vietai, kur tiek atlasīti segmenti (virs fiksētajiem saplākšņa apļiem), tiek izveidots caurums atbilstoši esošās tapas diametram. Apstrādājamo detaļu augšējā un apakšējā daļā ir izveidoti caurumi.
  • Caurumos tiek ievietota tapa, kas tiek nostiprināta samontētajā konstrukcijā, uzstādot paplāksnes un uzgriežņus.
  • Esošajam transportlīdzekļa centrmezglam saskaņā ar iekšējais diametrs gultnis, un tapas diametrs, ir izgatavota uzmava. Bukse tiek iespiesta gultnī, pēc tam uz tā tiek uzlikta tapa, kas papildus tiek nostiprināta ar uzgriežņiem.

  Lai nodrošinātu pilnīgu vēja turbīnas gatavību, uz tapas zem rumbas vietas ir nepieciešams uzstādīt skriemeli, caur kuru rotācijas kustība no turbīnas tiks pārnesta uz elektriskais ģenerators, un uzstādiet samontēto turbīnu uzstādīšanai izvēlētajā vietā.

Vēja enerģija ir bezmaksas, atjaunojama, droša enerģija. Instalācija, kas pārvērš gaisa plūsmu enerģiju elektroenerģijā

Vēja turbīnu turbīnu projekts

Visu vēja enerģijas problēmu risināšanā iesaistīto zinātnieku galvenie uzdevumi ir samazināt vēja turbīnu ražošanas izmaksas un palielināt to efektivitāti un jaudu.

Klasifikācija

Vēja ģeneratori tiek sadalīti atkarībā no rotācijas ass atrašanās vietas konstrukcijās ar:

• vertikālā ass (perpendikulāra zemei);
• horizontālā ass (paralēli zemei).

Atkarībā no materiāliem, no kuriem izgatavoti asmeņi, vējdzirnavas iedala:

• ar stingru asmeni;
• burāšana

Pamatojoties uz asmeņu skaitu, to iedala:

• ģeneratori ar 2 asmeņiem;
• ģeneratori ar 3 asmeņiem;
• vairāku asmeņu ģeneratori ar asmeņu skaitu no 50.

Turbīnas tipa vēja ģeneratori pieder pie jaunās paaudzes kategorijas es tos uzstādu uz jumta ventilatoru veidā un tie netraucē kaimiņiem ar troksni

Atkarībā no spirālveida piķa veida ģeneratorus izšķir ar:

• pastāvīgs solis;
• mainīgs solis.

Pēc konstrukcijas veida:

• lobēts;
• turbīna

Pēc mērķa:

• mājsaimniecība;
• komerciāls;
• rūpnieciski.

Industriālās vēja turbīnas galvenokārt tiek būvētas ar horizontālu rotācijas asi un stingrām lāpstiņām.

Vēja turbīna Liam F1 Urban ražo 80% efektivitāti

Buru vēja turbīnas un ģeneratori ar vertikālām rotācijas asīm bieži tiek uzstādīti, lai nodrošinātu enerģiju privātmājām un mazām ēkām.

Vēja turbīnas instalācija ir vēja ģenerators, kura turbīnai ir cilindriska forma ar tajā iemontētām lāpstiņām. Būtībā šīs ir vējdzirnavas ar horizontālu griešanās asi, kuru asmeņu malas aizsargā cilindrs. Atšķiras ar vienkāršu, uzticams dizains, lielāka efektivitāte salīdzinājumā ar lāpstiņu vējdzirnavām.

Fundamentāla atšķirība

Vēja turbīna ir cilindriska ķēde. Rotējošie asmeņi atrodas ķēdes iekšpusē. Struktūra sastāv no:

• turbīnas;
• ārējais vai iekšējais apšuvums;
• turbīnu ģeneratora montāžas apvalks;
• gondolas;
• ģenerators;
• invertors;
• uzglabāšanas modulis;
• kontroles vienība;
• dinamiska stiprinājuma vienība.

Šāda veida vējdzirnavām raksturīgs neaizsargātu rotācijas lāpstiņu trūkums, kā arī sistēma, kas paredzēta to regulēšanai un orientēšanai vēja virzienā. Tas palielina konstrukcijas uzticamību un drošību. Cilindriska forma Apšuvums izvēršas neatkarīgi, uztverot vēju, un apvalks, kas darbojas kā sprausla, palielina instalācijas jaudu.

Atkarībā no nepieciešamās jaudas un mērķa dizainam var būt daudz modifikāciju. Piemēram, turbīnas ražošanā var izmantot dažādus materiālus. Ģeometriskie izmēri un novietošanas metode (uz balsta, kopnes utt.) var atšķirties. Iespējams papildus aprīkojums ar saules bateriju moduļiem.

Turbīnas tipa vēja ģeneratora prototips biznesam

Vēja turbīnu bloki tiek ražoti sadzīves un rūpnieciskiem nolūkiem.

Instalācijas darbības princips

Turbīnas tipa vēja iekārtas normālai darbībai ir nepieciešams vējš ar ātrumu no 2 m/s līdz 60 m/s. Instalācijas darbības princips ir šāds. Ierīce patstāvīgi uztver vēja virzienu un griežas vēlamajā virzienā. Gaisa plūsma skar asmeņus un pagriež tos. Gaisa masas piešķir lāpstiņām kustības kinētisko enerģiju, kur tā tiek pārvērsta mehāniskā enerģijā, kas rotē rotoru.

Tiek pārbaudīta Krievijā izstrādāta vēja turbīna

Rotora rotācija rada trīsfāzu strāvu, kas tiek piegādāta ģeneratoram. No turienes strāva iet uz kontrolieri, kur tā tiek iztaisnota, pēc tam plūst cauri akumulatoriem, uzlādē tos un pēc tam iet uz invertoru. Invertors ražo vienfāzes maiņstrāva, tā svārstību frekvence ir 50 Hz tīkliem ar spriegumu 220 V vai trīsfāzu strāva ar spriegumu 380 V, kas nepieciešama rūpniecības uzņēmumiem, kā arī slodzes barošanai.

Turbīnas vēja turbīnas priekšrocības

Turbīnas konstrukcijas vēja ģeneratoram ir ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar citu konstrukciju vēja turbīnām.

1. Augsta jutība pret vēju. Minimālais vēja ātrums lāpstiņu dzīšanai ir no 2 m/s; Citu veidu vēja turbīnām nepieciešams vēja ātrums 4 m/s.
2. Ģenerators spēj darboties viesuļvētras vēja ātrumos (līdz 60 m/s). Lielākā daļa citu vēja turbīnu darbojas līdz 25-30 m/s.
3. Vēja turbīnas ģeneratora efektivitāte ir gandrīz divas reizes lielāka nekā vēja turbīnai ar neaizsargātām lāpstiņām. Pateicoties apvalka sprauslu konstrukcijai, turbīnas vējdzirnavas ir daudz jaudīgākas nekā citu konstrukciju vienības.
4. Turbīnas iekārta ir droša putniem un sikspārņiem. Vēja dzirnavas ar atvērtiem asmeņiem bieži izraisa lidojošo dzīvnieku nāvi, kas nespēj noteikt bīstamās zonas robežas. Sikspārņi un putni identificē turbīnas vēja turbīnu kā vienu šķērsli un veiksmīgi apceļo to.
5. Lielākās daļas konstrukciju vējdzirnavas rada lielu troksni un pie noteikta vēja ātruma rada infraskaņu, tāpēc tās nedrīkst novietot tuvu dzīvojamās ēkas, zemnieku saimniecības, mežsaimniecība. Turbīnu iekārtas nerada infraskaņu, kas ir kaitīga cilvēkiem un dzīvniekiem. Tos var uzstādīt blakus dzīvojamo ēku. Turbīnu vēja turbīnas neizraisa dzīvnieku mākslīgo migrāciju.
6. Zemākas ražošanas izmaksas, salīdzinot ar lāpstiņām. Bezmaksas asmeņu izgatavošana ir sarežģīts un dārgs process. To trūkums ievērojami samazina izmaksas un vienkāršo instalācijas ražošanu.
7. Viegla un ātra uzstādīšana. Turboģeneratora sastāvdaļas tiek ražotas rūpnīcā; Tur ir salikti galvenie bloki. Uzstādīšana ietver tikai izkārtojumu, bloku savienošanu un nostiprināšanu pie balsta. Uzstādīšana notiek, izmantojot standarta pacēlājus.
8. Apkopes vienkāršība. Turbīnu vēja turbīnu apkope ir daudz vienkāršāka un lētāka nekā lāpstiņu turbīnu. Plkst pareiza darbība iekārtas, periodiski kompetentas pēcpārdošanas serviss, kalpošanas laiks sasniedz 50 gadus.
9. Turbīnas tipa vēja elektrostacija, atšķirībā no klasiskajām vēja turbīnām, netraucē pilotiem un lidojumu dispečeriem, to neuztver pretgaisa aizsardzības radari, kā arī nerada draudus valsts drošībai.

Pielietojuma zona

Vēja turbīnas ģenerators savu maksimālo efektivitāti sasniedz dabisko ūdenstilpņu tuvumā, pateicoties gandrīz visu gadu notiekošajai gaisa kustībai un augstajai jutībai pret vēju. Un tas ir uzstādīts arī pilsētās un mazpilsētās. Instalācijas dizains ļauj ģeneratoru izmantot autonomai vai kombinētai privātmāju un kotedžu apgaismošanai.

Vēja ģenerators ir noderīgs apdzīvotās vietās atrodas tālu no pilsētām un reģionālajiem centriem, kur bieži notiek strāvas padeves pārtraukumi. Vēja turbīnas iekārtu var izmantot lidlauku un militāro poligonu tuvumā. Paliekot neredzams radaram, tas nerada draudus pilotiem vai valsts drošības sistēmām.

Vēja turbīnas ir izmantotas kā elektroenerģijas avots gadu desmitiem. Pirmo reizi cilvēki sāka izmantot šādas struktūras, kad viņi izmantoja dabas spēku un sāka būvēt dzirnavas. Mūsdienās elektroenerģijas ražošanai tiek izmantoti trešās paaudzes turbīnas tipa vēja ģeneratori. Turklāt pašas konstrukcijas pēdējā laikā ieguvušas arvien neparastākas formas.

Mūsdienīga vēja turbīna sastāv no šādiem elementiem:

1. Anemometrs. Tas ir atbildīgs par vēja ātruma mērīšanu un nosūta attiecīgo informāciju vēja turbīnas kontrollerim.
2. Asmeņi. Vējš, kas skar šos elementus, liek tiem griezties. Rezultātā tiek aktivizēta turbīna, kas ražo elektroenerģiju.
3. Bremze. To papildina mehāniskās, hidrauliskās un citas piedziņas. Bremžu sistēma vēja turbīnā ir nepieciešama, lai kritiskās situācijās apturētu rotoru.
4. Kontrolieris. Atbildīgs par visas instalācijas pārvaldību. Tas automātiski iedarbina un aptur vēja turbīnas.
5. Indukcijas ģenerators. Ierīce ražo elektroenerģiju. To papildina ātrgaitas vārpsta.
6. Gondola. Tas atrodas vēja turbīnas augšpusē. Gondolas korpusā atrodas lielākā daļa ierīces dizaina komponentu, tostarp bremzes un kontrolleris.

Atkarībā no konstrukcijas veida vēja turbīnu var papildināt ar citiem elementiem. Jo īpaši modernās iekārtas ir aprīkotas ar apvalku, kas uztver vēju un uzlabo tā jaudu.

Turbīnu priekšrocības

Vēja turbīna moderns tips salīdzinājumā ar tā priekšgājējiem ir šādas priekšrocības:

1. Spēj darboties lielā vēja ātrumā. Mūsdienu turbīnas darbojas, kad vēja plūsmas pārsniedz kritiskās vērtības (25–60 m/sek).
2. Nerada infraskaņas viļņus. Iepriekšējo paaudžu vēja turbīnām bija šis trūkums.
3. Viegla uzstādīšana. Dizaina pamats tiek veidots ražošanā. Atsevišķi elementi tiek uzstādīti uz vietas, un gondola tiek uzstādīta uz masta.
4. Pieteikums inovatīvi materiāli. Tie ne tikai palielina instalācijas kalpošanas laiku, bet arī nodrošina vieglu uzstādīšanu.

Vēja turbīnas galvenokārt tiek uzstādītas gar jūras un okeāna piekrasti vai tieši uz ūdens. Šī pieeja ļauj sasniegt gandrīz visu gadu turbīnas darbību.

Mūsdienu attīstība

Lāpstiņu uzstādīšanas trūkumi ir šādi:

• tie izjauc dabisko siltuma līdzsvaru;
• salīdzinoši zema efektivitāte, nepārsniedzot 30%;
• aizņem lielu platību;
• rada briesmas putniem.

Šīs nepilnības liek izstrādātājiem visā pasaulē meklēt jaunu tehnoloģiskie risinājumi kas ļauj saņemt vēja enerģiju. Starp jaunākajiem sasniegumiem ir:

1. Planējoša turbīna.

Strukturāli tas atgādina balons, piepildīts ar hēliju. Iekšpusē uz horizontālas ass ir uzstādīta turbīna ar trim lāpstiņām. Šāda sistēma pašlaik tiek izmantota Aļaskā. Peldošā turbīna atrodas modernām vēja turbīnām nepieejamā augstumā. Šāda sistēma spēj darboties gandrīz autonomi (personāla līdzdalība ir samazināta līdz minimumam).

2. Vertikālās turbīnas.

Viņu asmeņi seko zivju spuru izvietojumam. Pateicoties šai konstrukcijai, turbīnas spēj ģenerēt pietiekamā daudzumā elektrību, atrodoties tuvu viens otram. Garums vertikālās instalācijas ir 9 m efektīvs darbs Sistēmai ir nepieciešams uzstādīt vismaz divas cieši izvietotas turbīnas. Saskaņā ar provizoriskiem pētījumiem jaunais instalācijas veids, salīdzinot ar lāpstiņu analogiem, ģenerē 10 reizes vairāk elektroenerģijas, aizņemot to pašu platību.

3. Oglekļa "stublāji".

Ieviests AAE jauns projekts par tīras elektroenerģijas ražošanu. Tas ietver 1203 oglekļa "stublāju" uzstādīšanu uz 20 metru pamatnes. Šīs konstrukcijas augstums ir 55 m Katrs atsevišķais sistēmas elements atrodas 10 m attālumā viens no otra.

Atsevišķa kāta biezums pie pamatnes ir 30 m, iekšpusē tie ir slāņi, kas sastāv no mainīgiem elektrodiem un pjezoelektriskā materiāla. Zem spiediena pēdējais ražo elektrību. Enerģija rodas, kad kāti šūpojas vējā. Šī sistēma saražo tādu pašu elektroenerģijas daudzumu kā citas vēja turbīnas, kas aizņem to pašu platību.

Tunisijas zinātnieki radīja kaut ko līdzīgu. To sistēma atšķiras no AAE izmantotajiem oglekļa "kātiem" ar to, ka tās augšējā daļā ir kluss ģenerators, kas atgādina satelītantena.

Holandē viņi ierosināja katrā mājā uzstādīt nelielu konstrukciju, kas vēja enerģijas ietekmē var ražot elektroenerģiju. Šim vēja ģeneratoram ir turbīna, kas seko gliemeža čaumalas formai. Tas uztver vēja plūsmu, apgriežas un maina kustības virzienu. Šāda vēja ģeneratora produktivitāte sasniedz 80% no teorētiskajiem rādītājiem, ko šādas iekārtas potenciāli varētu demonstrēt.

IN pēdējie gadi ir parādījušies jauninājumi, kas paredzēti uzstādīšanai uz buru kuģiem. Kopumā to sistēmu skaits, kas var aizstāt lāpstiņu vēja ģeneratorus, nepārtraukti pieaug. Iespējams, nākotnē viņi spēs atrisināt visas problēmas, ar kurām saskaras vēja enerģija.

Hiperboloīda tipa vēja turbīna pēc Šuhova domām spēj darboties pat pieaugošās gaisa plūsmās, kas parasti notiek blakus upei, ezeram, purvam, pakalnu un gravu nogāzēs. Tāpat kā spirālveida turbīnās tiek radīti “pašsūcēšanās” un “pašatbalstīšanas” apstākļi, lai gan tam nav izšķirošas nozīmes darbībā.

Tehnoloģija gaida finansējumu un tiek izstrādāta!

Apraksts:

Hiperboloīda tipa vēja turbīna pēc Šuhova ir balstīta uz izcilā krievu inženiera un zinātnieka V.G.Šuhova idejām.

Uz attēla darba zona vēja plūsma ir sarkanā krāsā. Pēc šī parametra tā (hiperboloīda tipa vēja turbīna pēc Šuhova domām) ir pārāka par cita veida turbīnām, proti: lāpstiņu tipa vēja plūsmas darba zona ir 7-8% no noslaucītā. platība; Darrieus un Savonius turbīnas – 45-50%; V šajā gadījumā – 60-70%.

Vēja ģeneratorsšis tips spēj strādāt pat augšupplūsmā gaiss, kas parasti notiek blakus upei, ezeram, purvam, pauguru un gravu nogāzēs.

Tiek radīti apstākļi “pašabsorbcijai” un “pašatbalstīšanai”, tāpat kā spirālveida gadījumā turbīnas, lai gan tam darbā nav izšķirošas nozīmes.

Priekšrocības:

– hiperboloīdu mazgājošās gaisa plūsmas aktīvā slāņa kontaktlīnija ir 1,6 reizes garāka nekā rotora tipa vēja ģeneratora ar taisnām lāpstiņām rotējošā cilindra līdzīgā līnija. Ir dabiski sagaidīt, ka efektivitāte vēja turbīnas būs lielāka proporcionāli tai pašai vērtībai,

– konstruktīvs ierīci darba korpuss apvienojumā ar vieglumu, izturību un līdzsvaru ļauj uzstādīt komponentus (pārnesumkārbu, elektriskais ģenerators utt.) ievietots iebūvētajā tilpumā, kas samazina visas iekārtas izmērus un svaru kopumā,

– konstrukcijas kopējo inerces momentu nosaka kā materiālu punktu masu reizinājumu ar rādiusa garuma kvadrātu summu. Pamatojoties uz to, izriet, ka konstrukcijas inerces moments miera stāvoklī ir vismaz puse no vēja turbīnas ar taisnām lāpstiņām rotējošā cilindra inerces momenta, un tāpēc nepieciešamais vēja spēks starta brīdī ir divas reizes mazāks.

Raksturlielumu salīdzinājums:

Piezīme: tehnoloģijas apraksts, izmantojot hiperboloīda tipa vēja turbīnas piemēru saskaņā ar Šuhova.

vertikāla invelox rimworld augstas veiktspējas vēja turbīna
DIY vēja rotoru turbīna Bolotov
zvt slēgta peldošā vēja turbīna ar saules paneļi dari pats Fuller rezerves daļas no Ovchinnikov
Pērciet vienas lāpstiņas slēgtās vēja turbīnas par mājas cenu
vēja turbīnu ģeneratora efektivitāte
mini vēja turbīnas ģenerators

Pieprasījuma faktors 1 552

Meklēt tehnoloģijas

Atrastās tehnoloģijas 1

Varētu būt interesanti:

• Sibir moduļu komplekss ir paredzēts zelta, platīna un retzemju ieguvei…

Vēja enerģija aktīvi attīstās visā pasaulē, un jau sen nav noslēpums, ka šī ir viena no perspektīvākajām alternatīvās enerģijas jomām šobrīd. Līdz 2014. gada vidum visu uzstādīto vēja turbīnu kopējā jauda pasaulē bija 336 gigavati, un lielākā un jaudīgākā vertikālā trīs lāpstiņu vēja turbīna Vestas-164 tika uzstādīta un palaists ekspluatācijā 2014. gada sākumā Dānijā. Tā jauda sasniedz 8 megavatus, un lāpstiņas laidums ir 164 metri.

Neskatoties uz sen iedibināto lāpstiņu turbīnu un vēja turbīnu ražošanas tehnoloģiju kopumā, daudzi entuziasti cenšas uzlabot tehnoloģiju, palielināt tās efektivitāti un samazināt negatīvos faktorus.

Kā zināms, vēja plūsmas enerģijas izmantošanas koeficients labākajā gadījumā sasniedz 30%, tie ir diezgan trokšņaini un izjauc tuvējo teritoriju dabisko siltuma bilanci, paaugstinot piezemes gaisa slāņa temperatūru naktīs. Tie ir arī ļoti bīstami putniem un aizņem ievērojamas platības.

Kādas alternatīvas pastāv? Patiesībā mūsdienu izgudrotāju radošumam nav robežu un alternatīvas iespējas daudzi ir izgudroti.

Apskatīsim 5 visneparastākos un ievērojamākos alternatīvos vēja turbīnu dizainus nozarē.

Kopš 2010. Amerikāņu uzņēmums Altaeros Energies, kas dibināta Masačūsetsas Pētniecības institūtā, izstrādā jaunas paaudzes vēja turbīnas. Jaunā tipa vēja ģeneratori paredzēti darbam augstumā līdz 600 metriem, ko parastie vēja ģeneratori vienkārši nevar sasniegt. Tieši tik lielā augstumā pastāvīgi pūš stiprākie vēji. stipri vēji, kas ir 5-8 reizes stiprāks par vējiem netālu no zemes virsmas.

Ģenerators ir piepūšama konstrukcija, līdzīga ar hēliju piepūstam dirižablim, kurā uz horizontālas ass ir uzstādīta trīs lāpstiņu turbīna. Šāds vēja ģenerators tika palaists 2014. gadā Aļaskā aptuveni 300 metru augstumā testēšanai 18 mēnešus.

Izstrādātāji apgalvo, ka šī tehnoloģija ražos elektroenerģiju par 18 centiem par kilovatstundu, kas ir puse no parastajām vēja enerģijas izmaksām Aļaskā. Nākotnē šādus ģeneratorus var aizstāt dīzeļdegvielas spēkstacijas, kā arī rast pielietojumu problēmzonās.

Nākotnē šī ierīce būs ne tikai elektroenerģijas ģenerators, bet arī daļa no meteoroloģiskās stacijas un ērts līdzeklis interneta nodrošināšanai vietās, kas atrodas tālu no atbilstošās infrastruktūras.

Pēc uzstādīšanas šādai sistēmai nav nepieciešama personāla klātbūtne un tā neuzņemas liela platība, un gandrīz kluss. To var vadīt attālināti un ir nepieciešams Apkope tikai reizi 1-1,5 gados.

Cits interesants risinājums par radīšanu neparasts dizains Apvienotajos Arābu Emirātos tiek īstenota vēja elektrostacija. Netālu no Abū Dabī tiek celta Madsaras pilsēta, kurā viņi plāno būvēt diezgan neparastu vēja ferma, ko izstrādātāji sauc par “Windstalk”.

Ņujorkas dizaina kompānijas Atelier DNA dibinātājs, kas izstrādā šī projekta dizainu, pastāstīja, ka galvenā doma bijusi atrast dabā kinētisku modeli, kas varētu kalpot elektroenerģijas ražošanai, un šāds modelis arī tika atrasts. 1203 oglekļa šķiedras kāti, katrs aptuveni 55 metrus garš, ar betona pamati 20 metru platumā, tiks uzstādīti 10 metru attālumā viens no otra.

Kāti tiks pastiprināti ar gumiju, un to platums pie pamatnes ir aptuveni 30 cm, bet augšpusē tie ir šauri līdz 5 centimetriem. Katrā kātiņā būs mainīgi elektrodu slāņi un keramikas diski, kas izgatavoti no pjezoelektriska materiāla, kas ģenerē elektrisko strāvu, pakļaujot to spiedienam.

Kātiem šūpojoties vējā, diski saspiedīsies, radot elektrisko strāvu. Nav trokšņa no vēja turbīnu lāpstiņām, nav putnu upuru, nekas cits kā vējš.

Ideja radās, vērojot purvā šūpojošās niedres.

Atelier DNA projekts Windstalk ieņēma otro vietu konkursā Land Art Generator, ko sponsorēja Madsar, lai izvēlētos labāko mākslas darbu no starptautiska konkursa konkursa, kas varētu ražot enerģiju, izmantojot atjaunojamos avotus.

Šīs neparastās vēja stacijas aizņemtā platība būs 2,6 hektāri, un jauda atbildīs parastam vēja ģeneratoram, kas aizņem līdzīgu platību. Sistēma ir efektīva, jo tajā nav berzes zudumu, kas raksturīgi tradicionālajām mehāniskajām sistēmām.

Katra kāta pamatnē atradīsies ģenerators, kas pārveido griezes momentu no kāta, izmantojot amortizatoru un cilindru sistēmu, līdzīgi kā Levant Power sistēma, kas izstrādāta Kembridžā, Masačūsetsā.

Tā kā vējš nav nemainīgs, tiks izmantota enerģijas uzkrāšanas sistēma, lai uzkrāto enerģiju varētu izmantot arī tad, kad vēja nav, skaidro projektā strādājošie.

Katra kāta augšpusē būs LED gaismiņa, kuras spilgtums būs tieši atkarīgs no vēja stipruma un uz doto brīdi saražotās elektroenerģijas daudzuma.

Windstalk darbosies ar haotisku šūpošanas kustību, kas ļauj elementus novietot daudz tuvāk viens otram, nekā tas ir iespējams ar parastajiem lāpstiņu vēja ģeneratoriem.

Līdzīgs projekts Wavestalk tiek izstrādāts, lai pārveidotu okeāna straumju un viļņu enerģiju, kur līdzīga sistēma būtu apgriezta zem ūdens.

Projekts, ko izstrādājis Saphon Energy no Tunisijas, tāpat kā Windstalk, ir bezlāpstiņu vēja ģenerators, taču šoreiz ierīcei ir buru tipa dizains.

Šo kluso ģeneratoru, kas veidota kā satelītantena, sauc par Saphonian. Tam nav rotējošu daļu un tas ir pilnīgi drošs putniem. Ģeneratora ekrāns vēja ietekmē kustas uz priekšu un atpakaļ, radot vibrācijas hidrauliskajā sistēmā.

Projekta mērķis ir uzlabot vēja ģeneratoru veiktspēju attiecībā uz vēja plūsmas izmantošanu. Vējš ir burtiski iejūgts burā, kas tā ietekmē kustas uz priekšu un atpakaļ, kamēr nav ne lāpstiņu, ne rotora, ne zobratu. Šī mijiedarbība ļauj vairāk kinētiskās enerģijas pārveidot mehāniskajā enerģijā, izmantojot virzuļus.

Enerģiju var uzkrāt hidrauliskajos akumulatoros, vai ar ģeneratora palīdzību pārvērst elektrībā, vai ar tā palīdzību kādu mehānismu var iedzīt rotācijā. Ja parastajiem vēja ģeneratoriem ir 30% efektivitāte, tad šis buru tipa ģenerators nodrošina 80%. Tā efektivitāte 2,3 reizes pārsniedz lāpstiņu tipa vējdzirnavas.

Tā kā nav dārgu komponentu, kā tas ir vēja turbīnā (lāpstiņas, rumbas, pārnesumkārbas), Saphonian gadījumā aprīkojuma izmaksas tiek samazinātas līdz pat 45%.

Saphonian aerodinamiskajai formai ir tāda priekšrocība, ka turbulentās vēja straumes maz ietekmē buras korpusu, un aerodinamiskais spēks tiek tikai palielināts. Turbulence ir iemesls, kāpēc vēja turbīnas neizmanto pilsētās, bet Saphonian var izmantot arī tur. Turklāt tiek samazināti kaitīgie akustiskie un vibrācijas faktori. Saphon Energy saņēma balvu no KPMG par pūlēm inovāciju attīstībā.

Vēl vienu ļoti revolucionāru pieeju vēja enerģijas izmantošanai tālajā 2008. gadā ieviesa kāds entuziastisks izgudrotājs no Kalifornijas. Lielie vēja ģeneratori mazām pilsētām ir 30 stāvu ēkas izmērā, un to lāpstiņas sasniedz Boeing 747 spārnu izmērus.

Šie milzu ģeneratori noteikti ražo daudz enerģijas, taču šādu sistēmu ražošana, transportēšana un uzstādīšana ir sarežģīta un dārga. Neskatoties uz to, nozare katru gadu pieaug par vairāk nekā 40 procentiem. Tieši tā domāja Dags Selsams no Kalifornijas, pirms izvirzīja savu ambiciozo mērķi. Viņš nolēma, ka ir pilnīgi iespējams iegūt vairāk enerģijas, izmantojot mazāk materiālu.

Uzstādot duci vai vairākus desmitus mazu rotoru uz vienas vārpstas, kas savienota ar vienu ģeneratoru, Dags galu galā sasniedza savu mērķi. Viņš savienoja vienu garās vārpstas galu ar ģeneratoru, bet otru galu palaida gaisā uz hēlija baloniem. Sistēma darbojās kā paredzēts.

Dags mācību grāmatās lasīja, ka pietiek ar vienas skrūves turbīnu, lai iegūtu maksimumu, taču Dagam bija šaubas. Viņš domāja savādāk: jo vairāk rotoru, jo vairāk vēja enerģijas pieejams lietošanai.

Ja katrs rotors atrodas zem pareizais leņķis, tad katrs rotors saņems savu vēju, un tas palielinās ražošanas efektivitāti.

Protams, tas apgrūtina fiziku, jo tagad bija jāpārliecinās, ka katrs rotors uztver savu plūsmu, nevis tikai plūsmu no blakus esošā rotora. Vajadzēja noskaidrot optimālais leņķis vārpstai attiecībā pret vēju un ideālo attālumu starp rotoriem. Un galu galā ieguvumi tika sasniegti, izmantojot mazāk materiālu.

2003. gadā izgudrotājs no Kalifornijas Enerģētikas komisijas saņēma 75 000 ASV dolāru dotāciju, lai izstrādātu 3000 vatu septiņu rotoru turbīnu. Izaicinājums tika veiksmīgi izpildīts, un Dags Selsams jau ir pārdevis vairāk nekā 20 savas 2000 vatu divu rotoru turbīnas vairākiem māju īpašniekiem. Viņš uzbūvēja šīs ierīces savā piepilsētas garāžā.

Daga ideja bija viena no nedaudzajām idejām, kam faktiski bija potenciāls padarīt to par nozīmīgu komerciālajā pasaulē. Selsam saka, ka divi rotori ir tikai sākums. Iespējams, kādreiz tā redzēs, ka tās vairāku rotoru turbīnas stiepjas jūdzi gar debesīm.

Arhimēds, kura birojs atrodas Roterdamā, Nīderlandē, ir nācis klajā ar savu konceptu par neparastām vēja turbīnām, kuras var uzstādīt tieši uz dzīvojamo ēku jumtiem.

Pēc projekta autoru domām, efektīva zema trokšņa līmeņa konstrukcija var pilnībā nodrošināt maza māja elektrību, un šādu ģeneratoru komplekss, kas darbojas kopā ar, spēj pilnībā samazināt līdz nullei lielas ēkas atkarību no ārējie avoti elektrība. Jaunās vēja turbīnas sauc Liam F1.

Nelielu turbīnu, kuras diametrs ir 1,5 metri un sver aptuveni 100 kilogramus, var uzstādīt uz jebkuras dzīvojamās ēkas sienas vai jumta. Parasti rindu jumtu augstums ir 10 metri, un valstī gandrīz vienmēr pūš dienvidrietumu vējš. Šie apstākļi ir pietiekami, lai pareizi novietotu turbīnu uz jumta un efektīvi izmantotu vēja enerģiju.

Šeit tiek atrisinātas divas parasto vēja turbīnu problēmas: parasto lāpstiņu turbīnu radītais troksnis un lielgabarīta iekārtu uzstādīšanas augstās izmaksas. Izmantojot tradicionālos vēja ģeneratorus, uzstādīšanas izmaksas bieži vien netiek atmaksātas. Liam turbīnas trokšņu līmenis ir aptuveni 45 dB, un tas ir pat klusāks par lietus troksni (lietus troksnis mežā ir 50 dB).

Gliemeža čaumalas formas turbīna, tāpat kā vējrādītājs, griežas vējā, uztverot gaisa plūsmu, samazinot tās ātrumu un mainot virzienu. Uzņēmuma direktors Marinuss Miremeta apgalvo, ka inovatīvās turbīnas efektivitāte sasniedz 80% no vēja enerģētikā teorētiski pieejamās maksimālās lietderības. Un ar to jau ir pilnīgi pietiekami.

Nīderlandē vidēji ģimene patērē 3300 kWh elektriskā enerģija gadā. Pēc izstrādātāju domām, pusi no šīs enerģijas var nodrošināt viena Liam F1 turbīna pie vēja ātruma vismaz 4,5 m/s.

Trīs šādas turbīnas var novietot trīsstūra virsotnēs uz mājas jumta, tad katra no turbīnām tiks nodrošināta ar vēju un tās viena otrai netraucēs, bet, gluži otrādi, palīdzēs.

Ja mēs runājam par par uzstādīšanu pilsētā, kur notiek turbulentas plūsmas, ražotājs iesaka nedaudz pacelt uz pilsētu jumtiem uzstādītos vēja ģeneratorus, montējot tos uz stabiem, lai kaimiņu māju sienas netraucētu vēja plūsmām.

Paredzamās izmaksas jauna turbīna ieskaitot uzstādīšanu ir 3999 eiro. Tā kā iekārta ir lielāka par vienu metru, tās lietošanai var būt nepieciešama speciāla licence, tāpēc galējā gadījumā uzņēmums ražo arī mini-Liam turbīnas ar 0,75 metru diametru.

Ražotāji plāno izmantot savas turbīnas ne tikai elektroapgādei dzīvojamo un rūpnieciskās ēkas, bet arī jūras kuģu elektroapgādei.

Kā redzat, vēja ģeneratoru ražotājiem ir daudz interesantu alternatīvu.