Vetrna turbina je glavni del vetrnega generatorja, ki ima turbino kot napravo, ki služi kot sprejemnik vetrne energije. Ena od možnosti za takšne naprave je ohišje v obliki valja, notranji prostor kjer se nahajajo rezila.

Vetrne naprave na osnovi vetrnih turbin se bolj razlikujejo visoka učinkovitost, v primerjavi z rezili, pa tudi preprostost zasnove in zanesljivost delovanja.

Glavne značilnosti

Kot pri vsaki tehnični napravi so tudi pri zračni turbini parametri, ki razvrščajo njene zmogljivosti in dajejo informacije o določenem modelu, njene tehnične lastnosti.

Glavne tehnične značilnosti takšnih naprav so:

1. Nazivna izhodna moč, merjeno v kW.
2. Nazivna popravljena napetost, ki jo generator proizvede pri določeni hitrosti rotorja naprave.
3. Frekvenca generirane napetosti, merjena v Hz.
4. Frekvenca vrtenja rotorja v načinu delovanja, pri kateri se ustvari nazivna usmerjena napetost. Merjeno v vrtljajih na minuto.
5. Nazivna hitrost, pri kateri vetrna turbina doseže deklarirano moč. Merjeno v vrtljajih na minuto.
6. Prikrita hitrost se meri v vrtljajih na minuto in razvršča največjo sposobnost enote za delovanje pri določeni hitrosti.
7. Način delovanja, v katerem lahko določen model naprave deluje določen čas(dolgoročno, ciklično, kratkoročno itd.).
8. Raven hrupa (zvoka), ki nastane med delovanjem določenega modela, se meri v dB.
9. Učinkovitost naprave.
10. Vrsta hlajenja komponent in mehanizmov.
11. Način namestitve in montaže.
12. Dimenzije.
13. Teža enote.

Konstrukcijske značilnosti vetrne turbine

Vetrni generatorji, opremljeni z vetrno turbino, so valj z lopaticami v notranjosti. Prisotnost zunanje konture okoli rezil jim zagotavlja zaščito pred tujimi predmeti in živimi organizmi, ki pridejo vanje.

Odsotnost potrebe po repnem delu (za orientacijo glede na smer vetra) zmanjša težo in dimenzije naprave ter olajša namestitev in delovanje. Telo v obliki valja je neodvisno usmerjeno v smeri vetrnih tokov in v bistvu deluje kot šoba, povečuje pritisk na nameščene lopatice in s tem povečuje učinkovitost vetrnega generatorja.

Kako pravilno izračunati

Glavni indikator, ki določa izbiro določenega modela, je sposobnost proizvodnje električne energije, ki se meri v kilovatnih urah na časovno enoto.

Količina proizvedene energije je neposredno povezana z močjo naprave, ki je glavna tehnične lastnosti enote, torej izračun vetrne turbine določa njene geometrijske mere, število nameščenih lopatic in višino namestitve nad tlemi.

Moč električnega generatorja, ki določa sposobnost vetrne turbine za ustvarjanje elektrika, je odvisen od pretoka vetra, katerega moč, glede na učinkovitost turbine, lahko izračunamo po formuli:

P=KxRxV 3 xS/2

P – moč pretoka zraka;

K – koeficient, ki upošteva učinkovitost turbine, ima vrednost od 0,2 do 0,5 enote;

R – gostota zraka, je 1,225 kg/m3 (pri normalnem atmosferskem tlaku);

V je hitrost zračnega toka, merjena v m/s;

S – območje pokrivanja vetrne turbine (tok vetra, ki deluje z napravo).

Iz zgornje formule je razvidno, da je moč vetrnega toka in posledično moč generatorja neposredno odvisna od premera vetrne turbine (S= π R 2).

S poznavanjem hitrosti zračnega toka na mestu namestitve in njegovega premera je mogoče določiti moč napeljave in njeno sposobnost proizvajanja električne energije.

Vrste vetrnih turbin

Čeprav je sprva veljalo, da vetrna instalacija z vetrno turbino vključuje njeno namestitev le v vodoravna ravnina, ki je značilen za vetrne generatorje z vodoravno osjo vrtenja, vendar so oblikovalci razvili nove različice takšnih naprav, ki so:

• Vetrna turbina z navpično osjo

V napravah te vrste je valj turbine nameščen navpično, lopatice pa so v ravnini, pravokotni na površino zemlje.

Delovanje vetrnih turbin, s navpična os vrtenje, podobno delovanju naprav z vodoravno osjo vrtenja.

• Vetrna turbina brez lopatic

Prisotnost lopatic na vetrnih turbinah različne oblike, vodi v dejstvo, da njihova namestitev zahteva znatna območja, tudi če gre za vetrne turbine, ki se nahajajo v togem ohišju. V zvezi s tem je bila nova smer v razvoju vetrnih turbin gradnja podobnih naprav z uporabo vetrnih turbin, ki nimajo lopatic.

Ta zasnova je sestavljena iz stebra s kovinskimi diski v notranjosti. Diski so nameščeni na gredi in se nahajajo vzporedno drug z drugim, med njimi pa so nameščena posebna tesnila. Ko zrak zadene tesnila, se premaknejo in dajo določen in usmerjen impulz kovinski diski, pod vplivom katerega se diski začnejo vrteti. Pod vplivom rotacijskega gibanja diskov se palica začne vrteti, kar posledično prenaša svoje rotacijsko gibanje na gred generatorja.

• Vetrna turbina za streho

Zanimanje za zmožnost zagotavljanja brezplačne električne energije, ne da bi drugim delali težave, tudi v mestu, je privedlo do razvoja zasnove vetrne turbine, ki jo je mogoče namestiti na streho katere koli zgradbe.

Takšna namestitev ima majhne skupne dimenzije, majhno težo in je med delovanjem praktično tiha. Zunanje telo naprave je izdelano v obliki polža, kar vam omogoča, da povečate tok vetra v želeni smeri in se v skladu z njegovo smerjo orientirate v prostoru.

Priljubljeni modeli in znamke

Med različnimi vetrnimi turbinami, proizvedenimi v različnih tehnično razvitih državah, so najbolj priljubljene naslednje:

• Turbina, ki so jo razvili strokovnjaki podjetja Fbrezdelnež(ZDA), je namenjen individualni uporabi in vključuje namestitev na streho stanovanjske stavbe ali druge strukture za individualno uporabo.

Ta model je opremljen z elektronsko enoto, s pomočjo katere z uporabo posebnih mobilne aplikacije, je možno spremljanje delovanja naprave na daljavo.

Vetrna turbina je povezana z baterijo, ki je nameščena znotraj zgradbe . Pritrdilni elementi zahtevajo namestitev na sleme strehe, kar poveča pretok vetra, ki ga zajame turbina. Raven hrupa med delovanjem naprave je minimalna, kar preprečuje ustvarjanje nelagodja za stanovalce, ki živijo v zgradbi, na kateri je enota nameščena.

• • Model turbine "Liam F1" je na Nizozemskem razvil The Archimedes, je lahek (do 80,0 kg) in je namenjen za namestitev na streho zgradbe ali drugo prostostoječo oporo. Zasnova sprejemne enote v obliki polža vam omogoča povečanje učinkovitosti vetrne turbine in vedno v ravnini gibanja vetrnih tokov.
  • 
    
  • Raven hrupa med delovanjem je zelo nizka, kar omogoča namestitev na katerem koli priročnem mestu.

  • Povprečne cene

    Oprema, ki se uporablja v alternativni energiji, vključno z vetrnimi turbinami, ni poceni. To je posledica dejstva, da se novi modeli praviloma proizvajajo v enodelnih izvedbah, kar je že dobavljeno, pa se ne prodaja množično, kar je posledica dejstva, da ta način pridobivanja energije še ni bil uveljavljen. široko uporabo med uporabniki.

    Stroški zgoraj navedenih inštalacij so:

    • Model "Liam F1" se prodaja v Evropski uniji in Ameriki, njegova cena je od 4000,0 evrov.
    • Podatkov o stroških modela ameriškega podjetja Fiddler ni, vendar lahko zaradi njegove konfiguracije in ponudbe podobnih naprav na trgu z gotovostjo trdimo, da cena namestitve ni nižja od cene nizozemskih razvijalcev.

    Prednosti in slabosti

    Preprostost in zanesljivost vetrnih generatorjev, izdelanih s pomočjo vetrne turbine, nista edini prednosti teh enot. Poleg tega prednosti uporabe vetrnih turbin vključujejo:

    • Sposobnost dela pri nizkih pretokih vetra s hitrostjo 2,0 m/s.
    • Visoka občutljivost na vetrne tokove.
    • Sposobnost dela pri močnih, orkanskih hitrostih zračnih tokov, do 60,0 m/s.
    • Z enakim splošne dimenzije, vetrni generator, opremljen s turbino, ima večjo moč in večji izkoristek v primerjavi z enotami z lopaticami.
    • Turbina je varna tehnična naprava za živalski svet, ki živi v prostoru, kjer je enota nameščena (ptice, netopirji).
    • Med delovanjem turbine ne nastaja infrazvok, ki je škodljiv za ljudi in živali.
    • Nižji stroški v primerjavi z oblikami rezil.
    • Enostavnost izvedbe inštalacijska dela, zaradi sestavljanja glavnih elementov v tovarni.
    • Enostavnost in enostavnost vzdrževanja.
    • Dolga življenjska doba.

    Slabosti takšnih naprav so:

    • Veter je atmosferski pojav, na katerega človek ne more vplivati, zato je v daljšem obdobju nemogoče predvideti moč njegovega toka in smer gibanja;
    • Zaradi spremenljivosti jakosti vetrnega toka je potrebno zagotoviti znatne električne kapacitete za shranjevanje proizvedene energije;
    • Visoki stroški nabora opreme;
    • Pred namestitvijo močnih vetrnih turbin je potrebno izvesti izračune ekonomska izvedljivost v povezavi z vetrovno karto izbrane regije.

    Kje lahko kupim

    Vetrni generator in s tem ločen element od te instalacije, ki je vetrna turbina, je specifičen izdelek. Zato je najbolje, če želite kupiti takšno opremo, da se obrnete na podjetje, ki je specializirano za izvedbo prav takih inštalacij.

    Izbira takšne organizacije vam bo omogočila, da se izognete napakam pri izbiri zahtevanega modela, poleg tega bodo strokovnjaki lahko zagotovili pomoč pri namestitvi in ​​​​poznejšem vzdrževanju kupljene enote.

    Poleg tega lahko uporabite internetne vire, kjer je predstavljena široka paleta podjetij, ki ponujajo izdelke za prodajo v tem segmentu naprav, vendar so to običajno izdelki kitajskih proizvajalcev, katerih kakovost ima veliko pritožb. Poleg tega pri nakupu kompleksne opreme, kot so vetrne turbine, prek interneta ni možnosti vrniti blaga nizke kakovosti in prejeti kvalificirano pomoč.

    Ker je precej težko izdelati vetrno turbino, ki se nahaja v zaprtem prostoru (cilindru), to počnejo profesionalni oblikovalci in inženirji, lahko turbino za vetrno turbino z navpično osjo vrtenja naredite sami. roke, z uporabo improviziranih sredstev.

    Če želite to narediti, boste potrebovali naslednje materiale:

    1. Cev iz trpežne plastike največjega premera, kar je na voljo.
    2. List vezanega lesa z debelino 10,0 - 12,0 mm;
    3. Lesni vijaki;
    4. Kovinski zatič s premerom 12,0 – 16,0 mm;
    5. Matice in podložke, ki po premeru ustrezajo obstoječemu čepu;
    6. Avtomobilsko pesto, skupaj z ležajem.

    in orodje:

    1. Orodja za rezanje: žaga za kovino, brusilnik z rezalna kolesa, sestavljanka, nož;
    2. Orodje za brušenje: brusilnik z brusilnimi kolesi, pile, brusni papir;
    3. Komplet ključev in izvijačev;
    4. Izvijač.

    Zasnova, ki naj bi bila pridobljena kot rezultat opravljenega dela, in diagram njegovega delovanja sta predstavljena v spodnjem diagramu:

• Delo se izvaja na naslednji način:
  • Iz obstoječe cevi je izdelan surovec, za to se cev razreže na zahtevano dolžino (približno 1,0 metra), nato pa se razreže vzdolž svoje osi. Rezultat sta 2 po dolžini in dolžini loka enaki polovici.
  • Dva kroga sta izrezana iz vezanega lesa v skladu s premerom cevi, nato pa sta glede na premer razdeljena na dva dela. Rezultat so štirje prazni v obliki polkroga.
  • Obloge iz vezanega lesa so nameščene znotraj obrob cevi, na vrhu in na dnu vsake od njih. Pritrditev bo izvedena s pomočjo samoreznih vijakov. Rezultat sta dva polsoda.
  • Nastali polcevi so med seboj povezani tako, da se prekrivajo. Poleg tega je treba na mestih prekrivanja izbrati segment (ni prikazan na diagramu), tako da se zdi, da se prilegajo drug drugemu. Globina izbranega segmenta je najmanj 50,0 mm, dolžina je lahko poljubna.
  • Iz vezanega lesa izrežemo 2 kroga s premerom 100,0 mm, ki ju prav tako pritrdimo s pomočjo zmrzali na vrhu in na dnu spojenih polcev. Rezultat je togo povezana struktura.
  • V sredini nastalega namišljenega kroga, kjer naj bodo segmenti izbrani (na vrhu fiksnih krogov iz vezanega lesa), naredimo luknjo v skladu s premerom obstoječega žebljička. V zgornjem in spodnjem delu obdelovancev so narejene luknje.
  • V luknje se vstavi zatič, ki je v sestavljeni konstrukciji pritrjen z namestitvijo podložk in matic.
  • Za obstoječe vozlišče po notranji premer ležaja in premera čepa, je izdelan tulec. Puša je vtisnjena v ležaj, nato pa je na njej nameščen zatič, ki je dodatno pritrjen z maticami.

  Da bi zagotovili popolno pripravljenost vetrne turbine, je potrebno namestiti jermenico na čep pod mestom pesta, skozi katerega se bo rotacijsko gibanje iz turbine prenašalo na električni generator, in namestite sestavljeno turbino na mesto, izbrano za namestitev.

Vetrna energija je brezplačna, obnovljiva in varna energija. Naprava, ki pretvarja energijo zračnih tokov v električno

Projekt vetrne turbine

Glavne naloge vseh znanstvenikov, ki se ukvarjajo s problemi vetrne energije, so znižanje stroškov proizvodnje vetrnih turbin ter povečanje njihove učinkovitosti in moči.

Razvrstitev

Vetrni generatorji so razdeljeni glede na lokacijo osi vrtenja v strukture z:

• navpična os (pravokotna na tla);
• vodoravna os (vzporedna s tlemi).

Glede na material, iz katerega so izdelane lopatice, vetrnice delimo na:

• togo rezilo;
• jadranje

Glede na število rezil se deli na:

• generatorji z 2 rezili;
• generatorji s 3 rezili;
• večkraki generatorji s številom krakov od 50.

Turbinski vetrni generatorji spadajo v kategorijo nove generacije, nameščam jih na streho v obliki ventilatorjev in ne motijo ​​sosedov s hrupom

Glede na vrsto vijačnega koraka se generatorji razlikujejo po:

• stalni korak;
• spremenljiv korak.

Po vrsti gradnje:

• režnja;
• turbina

Po namenu:

• gospodinjstvo;
• komercialni;
• industrijski.

Industrijske vetrne turbine so zgrajene predvsem z vodoravno osjo vrtenja in togimi lopaticami.

Vetrna turbina Liam F1 Urban proizvaja 80% učinkovitost

Jadralne vetrne turbine in generatorji z navpičnimi osmi vrtenja so pogosto nameščeni za oskrbo zasebnih domov in manjših zgradb z energijo.

Vetrna turbina je vetrni generator, katerega turbina ima cilindrično obliko z lopaticami, nameščenimi v njej. V bistvu je to vetrnica z vodoravno osjo vrtenja, katere robovi lopatic so zaščiteni s cilindrom. Razlikuje se po preprostem, zanesljiv dizajn, večja učinkovitost v primerjavi z vetrnicami z lopaticami.

Temeljna razlika

Vetrna turbina je cilindrično vezje. Vrtljivi rezili so nameščeni znotraj vezja. Struktura je sestavljena iz:

• turbine;
• zunanji ali notranji oklep;
• oklep sklopa turbinskega generatorja;
• gondole;
• generator;
• pretvornik;
• modul za shranjevanje;
• kontrolna enota;
• dinamična pritrdilna enota.

Za tovrstne vetrnice je značilna odsotnost nezaščitenih rotacijskih lopatic, pa tudi sistem za njihovo regulacijo in usmerjanje glede na smer vetra. To poveča zanesljivost in varnost strukture. Cilindrična oblika Oklep se samostojno odpre in lovi veter, oklep, ki deluje kot šoba, pa poveča moč namestitve.

Glede na zahtevano moč in namen ima lahko zasnova veliko sprememb. Na primer, pri izdelavi turbine je mogoče uporabiti različne materiale. Geometrijske mere in način namestitve (na nosilec, nosilec itd.) so lahko različni. Možna je dodatna oprema s solarnimi baterijskimi moduli.

Prototip turbinskega vetrnega generatorja za podjetja

Enote vetrnih turbin se proizvajajo za domače in industrijske namene.

Načelo delovanja namestitve

Za normalno delovanje turbinske vetrne naprave je potreben veter s hitrostjo od 2 m/s do 60 m/s. Načelo delovanja namestitve je naslednje. Enota samostojno zaznava smer vetra in se obrača v želeno smer. Zračni tok zadene rezila in jih vrti. Zračne mase prenašajo kinetično energijo gibanja na lopatice, kjer se ta pretvori v mehansko energijo, ki vrti rotor.

V Rusiji razvita vetrna turbina se testira

Vrtenje rotorja proizvaja trifazni tok, ki se dovaja generatorju. Od tam gre tok do krmilnika, kjer se popravi, nato teče skozi baterije, jih polni in gre nato v inverter. Inverter proizvaja enofazni izmenični tok, njegova frekvenca nihanja je 50 Hertz za omrežja z napetostjo 220 V ali trifazni tok z napetostjo 380 V, potreben za industrijska podjetja, pa tudi za napajanje bremena.

Prednosti vetrne turbine

Vetrni generator s turbinsko zasnovo ima pomembne prednosti pred vetrnimi turbinami drugih izvedb.

1. Visoka občutljivost na veter. Najmanjša hitrost vetra za pogon lopatic je od 2 m/s; Vetrne turbine drugih vrst zahtevajo hitrost vetra 4 m/s.
2. Generator lahko deluje pri hitrosti orkanskega vetra (do 60 m/s). Večina drugih vetrnih turbin deluje do 25-30 m/s.
3. Učinkovitost vetrne turbine je skoraj dvakrat večja od učinkovitosti vetrne turbine z nezaščitenimi lopaticami. Zaradi zasnove šobe ohišja je turbinska vetrnica veliko močnejša od enot drugih izvedb.
4. Turbinska enota je varna za ptice in netopirje. Vetrnice z odprtimi lopaticami pogosto povzročijo smrt letečih živali, ki ne morejo določiti meja nevarnega območja. Netopirji in ptice prepoznajo vetrno turbino kot eno samo oviro in jo uspešno obkrožijo.
5. Mlini na veter pri večini izvedb proizvajajo veliko hrupa in pri določenih hitrostih vetra ustvarjajo infrazvok, zato jih ne postavljajte blizu stanovanjske zgradbe, kmetije, gozdarstvo. Turbinske naprave ne proizvajajo infrazvoka, ki je škodljiv za ljudi in živali. Lahko se namestijo poleg stanovanjski objekt. Turbinske vetrne elektrarne ne povzročajo umetnih selitev živali.
6. Nižji proizvodni stroški v primerjavi z rezili. Izdelava prostih rezil je zapleten in drag proces. Njihova odsotnost bistveno zmanjša stroške in poenostavi izdelavo namestitve.
7. Enostavna in hitra namestitev. Komponente turbogeneratorja se proizvajajo v tovarni; Tam so sestavljeni glavni bloki. Namestitev vključuje samo postavitev, povezavo blokov in pritrditev na nosilec. Namestitev poteka s standardnimi dvigali.
8. Enostavnost vzdrževanja. Vzdrževanje turbinskih vetrnih turbin je veliko enostavnejše in cenejše od lopatic. pri pravilno delovanje inštalacij, občasno pristoj poprodajne storitve, življenjska doba doseže 50 let.
9. Turbinska vetrna elektrarna za razliko od klasičnih vetrnih elektrarn ne moti pilotov in dispečerjev letenja, radarji zračne obrambe je ne zaznajo in ne ogroža nacionalne varnosti.

Področje uporabe

Generator vetrne turbine doseže največjo učinkovitost v bližini naravnih vodnih teles zaradi skoraj celoletnega gibanja zraka in visoke občutljivosti na veter. Nameščen je tudi v mestih. Zasnova instalacije omogoča uporabo generatorja za avtonomno ali kombinirano razsvetljavo zasebnih hiš in vikend.

Vetrni generator je uporaben pri naseljena območja nahajajo se daleč od mest in regionalnih središč, kjer pogosto prihaja do izpadov električne energije. Namestitev vetrnih turbin se lahko uporablja v bližini letališč in vojaških vadišč. Čeprav ostaja neviden za radar, ne predstavlja grožnje pilotom ali nacionalnim varnostnim sistemom.

Vetrne turbine se že desetletja uporabljajo kot vir električne energije. Prvič so ljudje začeli izkoriščati takšne strukture, ko so izkoristili moč narave in začeli graditi mline. Danes se za proizvodnjo električne energije uporabljajo turbinski vetrni generatorji tretje generacije. Poleg tega same strukture v zadnjem času dobivajo vse bolj nenavadne oblike.

Sodobna vetrna turbina je sestavljena iz naslednjih elementov:

1. Anemometer. Odgovoren je za merjenje hitrosti vetra in posreduje ustrezne informacije krmilniku vetrne turbine.
2. Rezila. Veter, ki zadene te elemente, povzroči, da se vrtijo. Posledično se aktivira turbina, ki proizvaja elektriko.
3. Zavora. Dopolnjujejo ga mehanski, hidravlični in drugi pogoni. Zavorni sistem v vetrni turbini je potreben za zaustavitev rotorja v kritičnih situacijah.
4. Krmilnik. Odgovoren za upravljanje celotne namestitve. Samodejno zažene in ustavi vetrne turbine.
5. Indukcijski generator. Naprava proizvaja električno energijo. Dopolnjuje ga visokohitrostna gred.
6. Gondola. Nahaja se na vrhu vetrne turbine. V ohišju gondole je večina konstrukcijskih komponent enote, vključno z zavoro in krmilnikom.

Odvisno od vrste zasnove lahko vetrno turbino dopolnimo z drugimi elementi. Zlasti sodobne naprave so opremljene z oblogo, ki zajame veter in poveča moč slednjega.

Prednosti turbin

Vetrna turbina modernega tipa ima v primerjavi s svojimi predhodniki naslednje prednosti:

1. Sposobnost delovanja pri visokih hitrostih vetra. Sodobne turbine delujejo, ko pretok vetra preseže kritične vrednosti (25–60 m/s).
2. Ne ustvarja infrazvočnih valov. Vetrne turbine prejšnjih generacij so imele to pomanjkljivost.
3. Enostavna namestitev. Osnova oblikovanja nastane v proizvodnji. Posamezne elemente montiramo na licu mesta in gondolo namestimo na jambor.
4. Aplikacija inovativni materiali. Ne le povečajo življenjsko dobo namestitve, temveč tudi zagotovijo enostavnost namestitve.

Vetrne turbine so večinoma nameščene ob morskih in oceanskih obalah ali neposredno na vodi. Ta pristop omogoča doseganje skoraj celoletnega delovanja turbine.

Sodobni razvoj

Slabosti, ki jih imajo namestitve rezil, vključujejo naslednje:

• porušijo naravno toplotno ravnovesje;
• relativno nizka učinkovitost, ki ne presega 30%;
• zasedajo veliko območje;
• predstavljajo nevarnost za ptice.

Te pomanjkljivosti silijo razvijalce po vsem svetu, da iščejo nove tehnološke rešitve omogoča sprejemanje vetrne energije. Med zadnjimi dosežki so:

1. Vzpenjajoča se turbina.

Strukturno je podoben balon, napolnjen s helijem. V notranjosti je na vodoravni osi nameščena turbina s tremi lopaticami. Takšen sistem je trenutno v uporabi na Aljaski. Lebdeča turbina se nahaja na višini, ki je nedostopna sodobnim vetrnim turbinam. Takšen sistem lahko deluje skoraj avtonomno (udeležba osebja je minimalna).

2. Vertikalne turbine.

Njihova rezila sledijo razporeditvi ribjih plavuti. Zaradi te zasnove so turbine sposobne proizvajati zadostna količina elektriko, medtem ko sta blizu drug drugemu. Dolžina vertikalne instalacije je 9 m učinkovito delo Sistem zahteva vgradnjo vsaj dveh tesno razporejenih turbin. Po predhodnih študijah nova vrsta napeljave v primerjavi z lopatičnimi analogi ustvari 10-krat več električne energije, ki zaseda isto površino.

3. Karbonska "stebla".

Izvedeno v ZAE nov projekt o pridobivanju čiste električne energije. Vključuje namestitev 1.203 karbonskih "stebel" na 20-metrsko podlago. Višina te strukture je 55 m. Vsak posamezen element sistema se nahaja na razdalji 10 m drug od drugega.

Debelina posameznega stebla na dnu je 30 m. V njih so plasti, sestavljene iz izmenjujočih se elektrod in piezoelektričnega materiala. Slednji pod pritiskom proizvaja elektriko. Energija nastane, ko stebla nihajo v vetru. Ta sistem proizvede enako količino električne energije kot druge vetrne turbine, ki zasedajo isto površino.

Tunizijski znanstveniki so ustvarili nekaj podobnega. Njihov sistem se od karbonskih "stebel", ki jih uporabljajo v ZAE, razlikuje po tem, da je v zgornjem delu tihi generator, ki spominja na satelitski krožnik.

Na Nizozemskem so predlagali namestitev majhne strukture na vsako hišo, ki lahko proizvaja elektriko pod vplivom vetrne energije. Ta vetrni generator ima turbino, ki sledi obliki polžje hišice. Zajame tok vetra, se obrača in spreminja smer njegovega gibanja. Produktivnost takšnega vetrnega generatorja doseže 80% teoretičnih kazalnikov, ki bi jih takšne naprave lahko potencialno dokazale.

IN Zadnja leta pojavili so se dogodki, zasnovani za namestitev na jadrnice. Na splošno se število sistemov, ki lahko nadomestijo vetrne generatorje z lopaticami, nenehno povečuje. Morda jim bo v prihodnosti uspelo rešiti vse probleme vetrne energije.

Vetrna turbina hiperboloidnega tipa po Šuhovu je sposobna delovati tudi v naraščajočih zračnih tokovih, kar se običajno pojavi ob reki, jezeru, močvirju, na pobočjih hribov in grap. Ustvarjeni so pogoji "samosesanja" in "samopodpore", kot pri vijačnih turbinah, čeprav to nima odločilne vloge pri delovanju.

Tehnologija čaka na financiranje in je v razvoju!

Opis:

Vetrna turbina hiperboloidnega tipa po Šuhovu temelji na zamislih velikega ruskega inženirja in znanstvenika V.G.

Na sliki delovna cona tok vetra je obarvan rdeče. Glede na ta parameter je (vetrna turbina hiperboloidnega tipa po Shukhovu) boljša od drugih vrst turbin, in sicer: delovno območje vetrnega toka tipa lopatice je 7-8% pometene območje; Turbine Darrieus in Savonius – 45-50 %; V v tem primeru – 60-70%.

Vetrni generator ta tip je sposoben delovati tudi v vzponu zrak, ki običajno poteka ob reki, jezeru, močvirju, na pobočjih hribov in grap.

Ustvarjeni so pogoji za "samo-absorpcijo" in "samo-podporo", kot v helikoidnem turbine, čeprav to pri delu ne igra odločilne vloge.

Prednosti:

– kontaktna črta aktivne plasti zračnega toka, ki pere hiperboloid, je 1,6-krat daljša od podobne črte vrtljivega valja vetrnega generatorja rotorskega tipa z ravnimi lopaticami. Naravno je pričakovati, da učinkovitost vetrne turbine bo višja sorazmerno z isto vrednostjo,

– konstruktiven napravo delovno telo v kombinaciji z lahkotnostjo, trdnostjo in uravnoteženostjo omogoča namestitev komponent (menjalnik, električni generator ipd.) nameščene znotraj vgradnega volumna, kar zmanjša dimenzije in težo celotne instalacije kot celote,

– skupni vztrajnostni moment konstrukcije je določen kot vsota zmnožkov mas materialnih točk s kvadratom dolžine polmera. Iz tega sledi, da je vztrajnostni moment konstrukcije v mirovanju vsaj polovica vztrajnostnega momenta rotirajočega valja vetrne turbine z ravnimi lopaticami, zato je zahtevana sila vetra v trenutku speljevanja je dvakrat manjša.

Primerjava lastnosti:

Opomba: opis tehnologije na primeru vetrne turbine hiperboloidnega tipa po Šuhovu.

navpična visokozmogljiva vetrna turbina invelox rimworld
DIY vetrna turbina Bolotov
zvt zaprta lebdeča vetrna turbina z sončni kolektorji rezervni deli Fuller naredi sam proizvajalca Ovchinnikov
kupite zaprte vetrne turbine z eno lopatico po domači ceni
učinkovitost generatorja vetrne turbine
mini generator vetrne turbine

Faktor povpraševanja 1 552

Iskanje tehnologij

Najdene tehnologije 1

Morda bo zanimivo:

• Modularni kompleks Sibir je zasnovan za pridobivanje zlata, platine in redkih zemelj…

Vetrna energija se aktivno razvija po vsem svetu in že dolgo ni skrivnost, da je to trenutno eno najbolj obetavnih področij alternativne energije. Do sredine leta 2014 je bila skupna zmogljivost vseh nameščenih vetrnih turbin na svetu 336 gigavatov, največja in najmočnejša vertikalna trikraka vetrna turbina Vestas-164 pa je bila nameščena in zagnana v začetku leta 2014 na Danskem. Njegova moč doseže 8 megavatov, razpon rezila pa 164 metrov.

Kljub dolgo uveljavljeni tehnologiji izdelave lopatic turbin in nasploh vetrnih turbin si številni navdušenci prizadevajo izboljšati tehnologijo, povečati njeno učinkovitost in zmanjšati negativne dejavnike.

Kot je znano, koeficient energetske izrabe toka vetra v najboljšem primeru doseže 30%, so precej hrupni in motijo ​​​​naravno toplotno ravnovesje bližnjih območij, ponoči pa zvišujejo temperaturo prizemne plasti zraka. Prav tako so zelo nevarne za ptice in zasedajo precejšnje površine.

Kakšne alternative obstajajo? Pravzaprav ustvarjalnost sodobnih izumiteljev ne pozna meja in alternativne možnosti veliko jih je bilo izumljenih.

Oglejmo si 5 najbolj nenavadnih in opaznih alternativnih modelov vetrnih turbin v industriji.

od leta 2010, Ameriško podjetje Podjetje Altaeros Energies s sedežem na Massachusetts Institute of Research razvija novo generacijo vetrnih turbin. Nova vrsta vetrnih generatorjev je zasnovana za delovanje na nadmorskih višinah do 600 metrov, ki jih običajni vetrni generatorji enostavno ne dosežejo. Prav na tako visokih nadmorskih višinah nenehno pihajo najmočnejši vetrovi. močni vetrovi, ki so 5-8 krat močnejši od vetrov blizu površja zemlje.

Generator je napihljiva konstrukcija, podobna zračni ladji, napihnjeni s helijem, v kateri je na vodoravni osi nameščena trikraka turbina. Takšen vetrni generator so izstrelili leta 2014 na Aljaski na nadmorski višini okoli 300 metrov za testiranje 18 mesecev.

Razvijalci trdijo, da bo ta tehnologija proizvajala elektriko po ceni 18 centov na kilovatno uro, kar je polovica običajnega stroška vetrne energije na Aljaski. V prihodnosti bi lahko takšni generatorji nadomestili dizelske elektrarne, kot tudi najti uporabo na problematičnih področjih.

V prihodnosti ta naprava ne bo le generator električne energije, ampak tudi del vremenske postaje in priročno sredstvo za zagotavljanje interneta na območjih, ki so daleč od ustrezne infrastrukture.

Po namestitvi tak sistem ne zahteva prisotnosti osebja in se ne zavzame velika površina, in skoraj tiho. Upravlja se lahko na daljavo in zahteva Vzdrževanje le enkrat na 1-1,5 leta.

Še ena zanimiva rešitev pri ustvarjanju nenavaden dizajn vetrna elektrarna se izvaja v Združenih arabskih emiratih. Nedaleč od Abu Dabija se gradi mesto Madsar, v katerem nameravajo zgraditi precej nenavaden vetrna elektrarna, ki so ga razvijalci poimenovali »Windstalk«.

Ustanovitelj newyorškega oblikovalskega podjetja Atelier DNA, ki razvija zasnovo za ta projekt, je povedal, da je bila glavna ideja najti kinetični model v naravi, ki bi lahko služil za pridobivanje električne energije, in takšen model je bil tudi najden. 1203 stebel iz ogljikovih vlaken, vsako je visoko približno 55 metrov, z betonski temelji 20 metrov širine, bodo nameščeni na razdalji 10 metrov drug od drugega.

Stebla bodo ojačana z gumo in bodo na dnu široka približno 30 cm, na vrhu pa se bodo zožila na 5 centimetrov. Vsako steblo bo vsebovalo izmenične plasti elektrod in keramičnih diskov iz piezoelektričnega materiala, ki ob pritisku ustvarja električni tok.

Ko se stebla zibljejo v vetru, se diski stisnejo in ustvarijo električni tok. Brez hrupa lopatic vetrnih turbin, brez žrtev ptic, nič drugega kot veter.

Ideja je nastala ob opazovanju trstičja, ki se je majalo v močvirju.

Projekt Windstalk Atelier DNA je zasedel drugo mesto na natečaju Land Art Generator, ki ga sponzorira Madsar, da bi izbrali najboljše umetniško delo z mednarodnega področja vnosov, ki bi lahko proizvajali energijo z uporabo obnovljivih virov.

Površina, ki jo bo zasedla ta nenavadna vetrna postaja, bo obsegala 2,6 hektarja, moč pa bo ustrezala običajnemu vetrnemu generatorju, ki zaseda podobno površino. Sistem je učinkovit zaradi odsotnosti izgub zaradi trenja, ki so značilne za tradicionalne mehanske sisteme.

Na dnu vsakega stebla bo generator, ki pretvarja navor iz stebla s pomočjo sistema amortizerjev in valjev, podobno sistemu Levant Power, razvitem v Cambridgeu v Massachusettsu.

Ker veter ni stalen, bodo uporabili sistem za shranjevanje energije, da bo mogoče akumulirano energijo uporabiti tudi v brezvetrju, pojasnjujejo sodelavci, ki delajo na projektu.

Na vrhu vsakega stebla bo LED lučka, katere svetlost bo neposredno odvisna od moči vetra in količine proizvedene električne energije v tem trenutku.

Windstalk bo deloval na kaotičnem zibanju, kar omogoča, da so elementi nameščeni veliko bližje skupaj, kot je to mogoče pri običajnih vetrnih generatorjih z lopaticami.

Podoben projekt, Wavestalk, se razvija za pretvorbo energije oceanskih tokov in valov, kjer bi bil podoben sistem obrnjen na glavo pod vodo.

Projekt, ki ga je razvilo podjetje Saphon Energy iz Tunizije, je tako kot Windstalk vetrni generator brez lopatic, toda tokrat ima naprava obliko jadra.

Ta tihi generator, oblikovan kot satelitski krožnik, se imenuje safonski. Nima vrtljivih delov in je popolnoma varen za ptice. Zaslon generatorja se pod vplivom vetra premika naprej in nazaj, kar ustvarja tresljaje v hidravličnem sistemu.

Cilj projekta je izboljšati zmogljivost vetrnih generatorjev glede izrabe vetrnega toka. Veter je dobesedno vprežen v jadro, ki se pod njegovim vplivom premika naprej in nazaj, medtem ko ni ne lopatic, ne rotorja, ne zobnikov. Ta interakcija omogoča pretvorbo več kinetične energije v mehansko s pomočjo batov.

Energijo lahko shranjujemo v hidravličnih akumulatorjih ali jo pretvarjamo v električno preko generatorja ali pa z njegovo pomočjo poženemo kakšen mehanizem v vrtenje. Če imajo običajni vetrni generatorji izkoristek 30 %, potem ta jadralni generator zagotavlja 80 %. Njegova učinkovitost presega vetrnice z rezili za 2,3-krat.

Zaradi odsotnosti dragih komponent, kot je to v primeru vetrne turbine (lopatice, pesta, menjalniki), se pri Saphonianu stroški opreme znižajo do 45 %.

Aerodinamična oblika Saphonian ima to prednost, da turbulentni tokovi vetra malo vplivajo na telo jadra, aerodinamična sila pa se le poveča. Turbulenca je razlog, zakaj se vetrne turbine ne uporabljajo v mestnih območjih, vendar se tam lahko uporablja tudi Saphonian. Poleg tega so škodljivi akustični dejavniki in dejavniki vibracij zmanjšani. Saphon Energy je prejel nagrado KPMG za svoja prizadevanja pri razvoju inovacij.

Še en zelo revolucionaren pristop k izrabi vetrne energije je že leta 2008 izvedel navdušeni izumitelj iz Kalifornije. Veliki vetrni generatorji za majhna mesta so velikosti 30-nadstropne zgradbe, njihove lopatice pa dosegajo velikost kril boeinga 747.

Ti velikanski generatorji zagotovo proizvedejo veliko energije, vendar so proizvodnja, transport in namestitev takih sistemov zapleteni in dragi. Kljub temu se panoga vsako leto poveča za več kot 40 odstotkov. Točno to je razmišljal Doug Selsam iz Kalifornije, preden si je zadal svoj ambiciozen cilj. Odločil se je, da je povsem mogoče pridobiti več energije z manj materiali.

Z namestitvijo ducata ali več ducatov majhnih rotorjev na eno samo gred, povezano z enim generatorjem, je Doug na koncu dosegel svoj cilj. En konec dolge gredi je povezal z generatorjem, drugi konec pa je izstrelil v zrak na balonih s helijem. Sistem je deloval po pričakovanjih.

Doug je v učbenikih prebral, da turbina z enim vijakom zadostuje za doseganje maksimuma, vendar je Doug dvomil. Mislil je drugače: več kot je rotorjev, več vetrne energije je na voljo za uporabo.

Če se vsak rotor nahaja pod pravi kot, potem bo vsak rotor prejel svoj veter, kar bo povečalo učinkovitost proizvodnje.

To seveda oteži fiziko, saj smo sedaj morali poskrbeti, da vsak rotor ujame svoj tok in ne samo tok iz rotorja, ki se nahaja poleg njega. Treba je ugotoviti optimalen kot za gred glede na veter in idealno razdaljo med rotorjema. In na koncu so bili dobički doseženi z manj materiala.

Leta 2003 je izumitelj prejel 75.000 dolarjev nepovratnih sredstev kalifornijske energetske komisije za razvoj 3000-vatne turbine s sedmimi rotorji. Izziv je bil uspešno opravljen in Doug Selsam je že prodal več kot 20 svojih 2000-vatnih turbin z dvojnim rotorjem več lastnikom stanovanj. Te naprave je zgradil v svoji primestni garaži.

Dougova ideja je bila ena redkih idej, ki je dejansko imela potencial, da postane velika v komercialnem svetu. Selsam pravi, da sta dva rotorja šele začetek. Verjetno bo nekoč videl svoje turbine z več rotorji, ki se raztezajo miljo čez nebo.

Podjetje Archimedes, katerega pisarna se nahaja v Rotterdamu na Nizozemskem, je pripravilo svoj koncept nenavadnih vetrnih turbin, ki jih je mogoče namestiti neposredno na strehe stanovanjskih zgradb.

Po mnenju avtorjev projekta lahko učinkovita nizkošumna zasnova v celoti zagotovi majhna hiša elektrike in kompleks takšnih generatorjev, ki delujejo v povezavi z, je sposoben popolnoma zmanjšati na nič odvisnost velike zgradbe od zunanji viri elektrika. Nove vetrne turbine se imenujejo Liam F1.

Majhno turbino, s premerom 1,5 metra in težo okoli 100 kilogramov, lahko namestite na katero koli steno ali streho stanovanjskega objekta. Običajno je višina terasastih streh 10 metrov, veter v državi pa je skoraj vedno jugozahodni. Ti pogoji zadoščajo za pravilno namestitev turbine na streho in učinkovito uporabo vetrne energije.

Tu sta rešeni dve težavi običajnih vetrnih turbin: hrup običajnih turbin z lopaticami in visoki stroški namestitve obsežne opreme. Pri običajnih vetrnih generatorjih se stroški namestitve pogosto ne povrnejo. Raven hrupa Liamove turbine je približno 45 dB, kar je celo tišje od hrupa dežja (hrup dežja v gozdu je 50 dB).

Turbina, oblikovana kot polžja hišica, se kot loputa obrača v vetru, zajema zračni tok, zmanjšuje njegovo hitrost in spreminja smer. Direktor podjetja Marinus Miremeta trdi, da izkoristek inovativne turbine dosega 80 % največjega izkoristka, ki je teoretično na voljo pri vetrni energiji. In to je že čisto dovolj.

Na Nizozemskem povprečna družina porabi 3300 kWh električna energijačez eno leto. Po besedah ​​razvijalcev lahko polovico te energije zagotovi ena turbina Liam F1 pri hitrosti vetra vsaj 4,5 m/s.

Tri takšne turbine lahko postavite na vrhove trikotnika na strehi hiše, potem bo vsaka od turbin zagotovljena z vetrom in se ne bodo motile druga druge, ampak, nasprotno, pomagale druga drugi.

če govorimo o o namestitvi v mestu, kjer se pojavljajo turbulentni tokovi, proizvajalec predlaga, da vetrne generatorje, nameščene na mestnih strehah, rahlo dvignete in jih namestite na stebre, tako da stene sosednjih hiš ne motijo ​​tokov vetra.

Ocenjeni stroški nova turbina vključno z montažo je 3999 eur. Ker je naprava večja od enega metra, bo morda potrebna posebna licenca za njeno uporabo, zato podjetje v skrajnem primeru proizvaja tudi mini Liamove turbine s premerom 0,75 metra.

Proizvajalci nameravajo svoje turbine uporabljati ne le za oskrbo z električno energijo stanovanjskih in industrijske zgradbe, ampak tudi za napajanje morskih plovil.

Kot lahko vidite, imajo proizvajalci vetrnih generatorjev veliko zanimivih alternativ.