Вертикални вятърни турбини

Ако в момента има много по-напреднали начини за получаване на енергия, тогава вятърните турбини са били използвани почти навсякъде. Разбира се, те все още се използват днес, но броят им значително намалява. За да разберете принципа на тяхната работа, е важно да знаете, че вятърът е форма на слънчева енергия.

Общо описание

Вятърните турбини работят с вятърни токове. Но защо вятърът може да доставя електроенергия? Това явление възниква от факта, че се получава неравномерно нагряване на земната атмосфера, структурата на повърхността на планетата е неравномерна и също така, че тя се върти. Вятърните турбини или вятърните турбини са в състояние да превърнат кинетичната енергия на вятъра в механична, която по-късно може да се използва за някои други задачи.

Как точно тези устройства произвеждат електрическа енергия, използвайки обикновен вятър? Всъщност всичко е съвсем просто. Принципът на действие на такава турбина е директно противоположен на действието на вентилатора. Под влияние на вятърната енергия, вятърната турбина върти остриетата, което от своя страна води до въртенето на вала, свързан с генератор, който произвежда електрическа енергия.

Видове турбини

Има няколко вида различни турбини. Инженерите разграничават две основни категории, използвани в даден момент. Първата категория е хоризонтално-аксиална, а втората категория е вертикално-аксиална. Първият вид вятърни турбини има най-обичайния дизайн, включващ две или три остриета. Единици с три остриета работят на принципа "срещу вятъра". Самите елементи са инсталирани така, че да гледат вятъра.

Една от най-големите турбини в света е GE Wind Energy. Мощността на това устройство е 3,6 мегавата. Тук си струва да се отбележи, че колкото по-голяма е турбината, толкова по-ефективна е тя. В допълнение, съотношението полза / цена също се подобрява с размера на единицата.

Общи характеристики на турбините

Първият индикатор, чрез който устройството е избрано, е мощността. Ако вземем "сервизни" турбини, тогава тяхната мощност може да започне от 100 кВт и да достигне няколко MW. Също така е важно да се отбележи, че както вертикалните вятърни турбини, така и хоризонталните вятърни турбини могат да бъдат сглобени в групи. Такива групи често се наричат ​​вятърни паркове. Целта на тези обекти е доставката на електроенергия на едро към желаното съоръжение.

Ако говорим за малки единични турбини, чиято мощност е по-малка от 100 kW, те се използват най-често за доставка на електроенергия на частни къщи, телекомуникационни антени или за захранване на помпени помпи с енергия. Трябва да се отбележи, че турбините с малък размер също могат да се използват заедно с дизелови генератори, батерии или слънчеви панели. Такава система се нарича хибридна система. Те се използват в местата, където няма друга възможност за свързване към електрическата мрежа.

Предимства на вертикалните турбини

Понастоящем вертикалният тип устройства се използва много по-често. Това е оправдано от факта, че вертикалният тип има няколко предимства пред хоризонталните.

На кулите вертикален тип натоварването ще действа по-равномерно, което дава такава възможност, като по-простото създаване на по-големи, по отношение на размерите му, дизайн. Освен това за монтирането на ротора на този тип турбини не е необходимо допълнително оборудване. Важно предимство, повишаващо ефективността на работата, е, че лопатките на вертикалните турбини могат да бъдат усукани - под формата на спирала. Това е много важно, тъй като в този случай вятърната енергия ще ги засегне както на входа, така и на изхода, което, разбира се, повишава ефективността на инсталацията.

Едно от най-важните предимства на вертикалните турбини е, че когато се инсталира, няма смисъл да се настрои оста на вятъра. Този тип устройство ще работи с потока от вятър, който духа от двете страни.

Вятърна ротационна турбина Bolotova

Тази настройка е подчертана на фона на други устройства. За нормална работа на турбината не е необходимо да се приспособява към различни видове метеорологични условия. Елемент за вятърна енергия на този проект е в състояние да възприема вятъра от двете страни, без да извършва каквито и да било операции по настройка. В допълнение, този тип станция не изисква завъртане на кулата, когато се променя посоката на вятъра. Друго предимство на вертикалните вятърни турбини (VAWT - вятърен парк с вертикално разположена генераторна шахта) е, че имат специален дизайн, който позволява работа с вятърни течения от всякаква мощност. Възможно е да работите дори при пориви на буря. Има възможност за избор на брой инсталационни модули. Техният изход ще зависи от изхода на турбината. Това е, промяна на броя на модулите, можете да промените капацитета на устройството, което е много удобно. Друго предимство е, че елементът на вятърната мощност на конструкцията е сглобен по такъв начин, че позволява превръщането с висока ефективност на кинетичната енергия на механично преобразуване.

Размерите на вятърната турбина Biryukov и Blinov

Това устройство има ротор с диаметър Decker 0.75 m височина на този елемент -. 2 m Действието на свеж въздух, ротор е в състояние напълно да размотавам асинхронен ротор вал с мощност до 1,2 KW .. Турбината може да издържа на вятърната енергия без разрушаване до 30 m / s.

Заслужава да се отбележи защо вятърната ферма се смята за постижение на двама учени. Работата е, че през 60-те. в СССР един учен Бъриуков патентова карусел ветрогенератор с KIEV 46%. Малко по-късно обаче инженерът Блинов успя да използва същия дизайн, но с показател за 58% от KIEA.

Турбини от хиперболоиден тип

В основата на вятърните турбини от хиперболоиден тип се появиха идеите на такъв инженер като Шучков Владимир Григориевич.

Особеностите на този тип турбини могат да бъдат приписани на факта, че те имат по-голяма работна площ от вятъра. Ако сравним този индикатор с други категории устройства, тогава хиперболоидният тип показва резултати с 7-8% по-добре, ако броим от помещението. Този индикатор е валиден за онези типове, в които работната площ на вятъра е крилатна. Ако сравним този тип, например с турбините Darier и Savonius, разликата ще бъде 40-45%.

Към специалните свойства на тази категория агрегати е и фактът, че те могат да работят с възходящи въздушни течения. Това е много продуктивно, ако инсталирате генератор в близост до езеро, блато, на хълм и т.н.

Предимствата на тези турбини и се отнася, че контактът линия на активния слой на въздух, който облива на хиперболоидна, е по-дълъг от 1.6 пъти от тази на същия цилиндър като въртящ вятърна турбина тип ротор. Естествено, оттук и заключението, че ефективността ще бъде повече от същата.

недостатъци

Въпреки многото предимства и особености на тези турбини, те имат редица недостатъци.

Негативните фактори трябва да включват факта, че по време на въртенето на перките на генератора срещу вятъра поток, този вид генератор се дължи на значителни загуби, което от своя страна ще доведе до по-ниска ефективност от около два пъти. Намаляването на този индикатор е много забележимо, ако сравняваме вертикални турбини с хоризонтални, които нямат такива загуби.

Друг недостатък е, че вертикалният ветрогенератор трябва да бъде много дълъг. Ако се намира близо до земята, където скоростта на вятъра е много по-ниска, отколкото при голяма надморска височина, може да има проблеми при стартирането на ротора, което се нуждае от натискане, за да започне работа. Самият той не започва. Можете, разбира се, да инсталирате специални кули, за да повдигнете лопатките по-високо, но долната част на ротора все още ще бъде твърде ниска.

Други недостатъци включват факта, че през зимата на лопатките на ветрогенераторите ще се образуват ледени висулки. Заслужава да се отбележи и голямото количество шум, който турбините изпускат при работа. Някои от растенията дори могат да произведат вредна инфразвука в работата си. То причинява вибрации, които могат да причинят нервност, прозорци, прибори.

Интересен факт: вятърните турбини в RimWorld са били използвани като източник на енергия.