Класове, конструктивни характеристики и схема на работа на вятърни турбини

Естествените енергийни ресурси на Земята непрекъснато намаляват, което води до постоянно търсене на човечеството за все нови, алтернативни и възобновяеми източници на енергия, които осигуряват неговия живот, както в настоящето, така и в бъдеще. Един такъв алтернативен и възобновяем източник на енергия е енергията, съдържаща се в силата на вятъра.

Първият вятърна турбина, който използва вятърна енергия за производство на електричество — е построен в Дания в края на деветнадесети век. Оттогава човечеството постоянно използва вятърна енергия, особено в труднодостъпни райони, където е невъзможно да се използват други източници на енергия. Разбира се, използването на вятърна енергия не е в такъв мащаб, какъвто бихме искали да бъде.

Какъв е принципът на вятърния генератор за генериране на електричество?

Тук всичко се случва съвсем просто. Вятърът със своето налягане върти колело с лопатки, което чрез скоростна кутия прехвърля получения въртящ момент към вала на генератора вятърни турбини… Валът с ротора на вятърния генератор, въртящ се в статора си, ни генерира постоянен електрически ток.

Акумулаторна батерия, състояща се от един или повече акумулатори и включена в дизайна WPP (вятърна електроцентрала) — действа като устройство за съхранение на «излишната», неизползвана понастоящем електроенергия, която се дава на потребителите, ако е необходимо, например по време на отсъствие на вятър. Устройството за преобразуване на напрежение (инвертор), със своята функция, има преобразуване на постоянен електрически ток в променлив ток, с напрежение на захранващата мрежа 220V и честота 50Hz.

Съвременната индустрия произвежда вятърни турбини (WPP) от най-малките, например G-60 с пет лопатки с диаметър само 0,75 м и тегло само 9 кг с мощност около 60 W, до големи индустриални вятърни турбини с колело диаметър около 60 m.

Сега нека преминем към основните принципи, използвани при класификацията на вятърни турбини.

Класификация на вятърните турбини по оста на въртене.

По отношение на местоположението на оста на въртене на нейния ротор — вятърните генератори се предлагат с хоризонтална и вертикална ос на въртене.

• Най -популярните вятърни генератори в света с хоризонтална ос на въртене на ротора, когато тази ос е успоредна на земната повърхност. Този тип вятърни турбини се нарича популярно «вятърни мелници». Оста на такива вятърни генератори автоматично се обръща към вятъра, дори и с неговата малка сила.

• Лопатките на вятърна турбина с вертикална ос на въртене, се въртят в равнина, перпендикулярна на равнината на земната повърхност. Тук не се изисква завъртане на самата турбина по посока на вятъра, тъй като вятърът от всякакви възможни посоки във всеки случай ще завърти турбината. При всяка посока на вятъра турбина с вертикална ос на въртене има само половината от лопатките си насочени към вятъра, поради което при такива генератори половината от тяхната мощност всъщност се губи.

Вятърните турбини с вертикална ос на въртене са доста лесни за инсталиране и поддръжка, тъй като техният генератор и скоростна кутия са разположени на повърхността на земята.Недостатъците на генераторите с вертикална ос на въртене включват скъпата им инсталация и доста голяма площ, заемана от такъв генератор, в сравнение с генератор с хоризонтална ос на въртене.

Що се отнася до областите на приложение на генератори с различни оси на въртене на лопатките, трябва да се каже, че вятърните генератори с хоризонтална ос на въртене се използват по -често за промишлено производство на енергия, въпреки че има много от тях в частния сектор сред население. Вятърните турбини с вертикална ос се използват главно за производство на електроенергия във вилни села и малки частни ферми.

Класификация на вятърните турбини по броя на лопатките.

Според броя на лопатките, вятърните генератори са двулопастни, трилопастни и многолопастни, където броят на лопатките на турбината е около 50 броя и повече.

Многолопатените вятърни турбини се използват, когато самият факт на голям брой обороти в турбината му е необходим, например, за задвижване на помпа за изпомпване на вода и т. Н. За целите на генериране на електричество такива вятърни турбини всъщност не се използват .

Класификация според материала, използван за производството на остриета.

Тук се разграничават следните класове вятърни турбини:

• Плавателни генератори или „платноходки“.

• Генераторни агрегати с твърди лопатки.

Имайте предвид, че ветроходните ножове са много по -лесни и по -евтини за производство от твърдите лопатки, изработени от метал или фибростъкло.

Остриетата от тип платно почти никога не се използват от населението, тъй като покривният материал на такива остриета изисква неговата подмяна почти след всеки «сериозен» вятър.

Класификация на вятърните турбини според стъпката на витлото.

По отношение на този показател всички вятърни турбини имат фиксирана и променлива стъпка на витлото. Ясно е, че променливата стъпка на витлото на вятърната турбина води до значително увеличаване на обхвата на оптималните скорости на въртене на лопатките му. Но в същото време механизмът, осигуряващ тези функции на вятърните генератори, е доста сложен и отнема метал — което до голяма степен води до увеличаване на цената на самия дизайн на вятърния генератор, както и до намаляване на неговата надеждност при работа .

Съвременни вятърни турбини в частния сектор

Заключение.

Накрая, като направим малко обобщение на представения от нас материал, ще кажем, че в света има много проекти и класификации на вятърни електроцентрали. Следователно, всеки от нас, за оптималния си избор във фермата си, се нуждае от подходящи знания, които се опитваме да ви предоставим в нашите статии.