Triedy, konštrukčné charakteristiky a schéma prevádzky veterných turbín

Prírodné energetické zdroje Zeme sa neustále zmenšujú, čo vedie k neustálemu hľadaniu ľudstva po stále nových, alternatívnych a obnoviteľných zdrojoch energie, ktoré mu zaisťujú život v súčasnosti aj v budúcnosti. Jedným z takýchto alternatívnych a obnoviteľných zdrojov energie je energia obsiahnutá vo veternej energii.

Prvá veterná turbína, ktorá využívala veternú energiu na výrobu elektriny, bola postavená v Dánsku koncom devätnásteho storočia. Odvtedy ľudstvo neustále využíva veternú energiu, najmä v ťažko dostupných oblastiach, kde nie je možné využiť iné zdroje energie. Samozrejme, využitie veternej energie nie je v takom rozsahu, ako by sme chceli.

Aký je princíp veterného generátora na výrobu elektriny?

Tu sa všetko deje úplne jednoducho.Vietor svojim tlakom roztáča koleso s lopatkami, ktoré cez prevodovku prenáša výsledný krútiaci moment na hriadeľ generátora veternej turbíny... Hriadeľ s rotorom veterného generátora rotujúcim vo svojom statore nám generuje jednosmerný elektrický prúd .

Batéria pozostávajúca z jednej alebo viacerých batérií, ktorá je súčasťou dizajnu WPP (veterná elektráreň) — slúži ako zásobník pre „prebytočnú“, v súčasnosti nevyužitú elektrickú energiu, ktorá sa v prípade potreby poskytuje spotrebiteľom, napríklad počas bezvetria. Zariadenie na premenu napätia (invertor) má svojou funkciou premenu jednosmerného elektrického prúdu na striedavý prúd, so sieťovým napätím 220V a frekvenciou 50Hz.

Moderný priemysel vyrába veterné turbíny (WPP) od najmenších, napríklad G-60 s piatimi lopatkami s priemerom len 0,75 m a hmotnosťou len 9 kg s výkonom okolo 60 W, až po veľké priemyselné veterné turbíny s priemer kolesa cca 60 m.

Teraz prejdime k základným princípom používaným pri klasifikácii veterných turbín.

Klasifikácia veterných turbín podľa osi rotácie.

Pokiaľ ide o umiestnenie osi otáčania jeho rotora - veterné generátory sú k dispozícii s horizontálnou a vertikálnou osou otáčania.

• Najpopulárnejšie veterné generátory na svete s horizontálnou osou otáčania rotora, kedy je táto os rovnobežná so zemským povrchom. Tento typ veternej turbíny sa ľudovo nazýva „veterné mlyny“. Os takýchto veterných generátorov sa automaticky otáča k vetru aj pri jeho malej sile.

• Lopatky veternej turbíny so zvislou osou rotácie sa otáčajú v rovine kolmej na rovinu zemského povrchu.Tu nie je potrebné otáčanie samotnej turbíny v smere vetra, pretože vietor zo všetkých možných smerov bude v každom prípade otáčať turbínu. V akomkoľvek smere vetra má turbína so zvislou osou otáčania len polovicu lopatiek smerujúcich do vetra, preto sa v takýchto generátoroch v skutočnosti polovica ich energie míňa.

Veterné turbíny s vertikálnou osou otáčania sa inštalujú a udržiavajú pomerne ľahko, pretože ich generátor a prevodovka sú umiestnené na povrchu Zeme. Nevýhody generátorov s vertikálnou osou otáčania zahŕňajú ich nákladnú inštaláciu a pomerne veľkú plochu. takýmto generátorom v porovnaní s generátorom s horizontálnou osou otáčania.

Pokiaľ ide o oblasti použitia generátorov s rôznymi osami otáčania lopatiek, treba povedať, že na priemyselnú výrobu energie sa častejšie používajú veterné generátory s horizontálnou osou otáčania, aj keď v súkromnom sektore ich existuje veľa. populácia. Veterné turbíny s vertikálnou osou sa používajú hlavne na výrobu elektriny v chatových osadách a malých súkromných farmách.

Klasifikácia veterných turbín podľa počtu lopatiek.

Podľa počtu lopatiek sú veterné generátory dvojlisté, trojlisté a viaclisté, kde počet lopatiek turbín je cca 50 kusov a viac.

Viaclopatkové veterné turbíny sa používajú vtedy, keď už samotný fakt veľkého počtu otáčok ich turbíny je potrebný napríklad na pohon čerpadla na čerpanie vody a pod. Na účely výroby elektriny sa takéto veterné turbíny v skutočnosti nepoužívajú. .

Klasifikácia podľa materiálu použitého na výrobu čepelí.

Rozlišujú sa tu tieto triedy veterných turbín:

• Plávajúce generátory alebo „sailwalkers“.

• Generátorové súpravy s pevnými lopatkami.

Všimnite si, že výroba plachetníc je oveľa jednoduchšia a lacnejšia ako pevné čepele vyrobené z kovu alebo sklolaminátu.

Obyvateľstvo takmer vôbec nepoužíva lopatky typu plachty, pretože krycí materiál takýchto lopatiek si vyžaduje výmenu takmer po každom „vážnom“ vetre.

Klasifikácia veterných turbín podľa stúpania vrtule.

Z hľadiska tejto metriky majú všetky veterné turbíny vrtule s pevným a variabilným stúpaním. Je zrejmé, že premenlivé stúpanie vrtule veternej turbíny vedie k výraznému zvýšeniu rozsahu optimálnych rýchlostí otáčania jej lopatiek. Zároveň je však mechanizmus poskytujúci tieto funkcie veterným generátorom pomerne zložitý a berie kov - čo do značnej miery vedie k zvýšeniu nákladov na konštrukciu samotného veterného generátora, ako aj k zníženiu jeho spoľahlivosti v prevádzke. .

Moderné veterné turbíny v súkromnom sektore

Záver.

Na záver, keď urobíme malé zhrnutie nami prezentovaného materiálu, povieme, že na svete existuje veľa projektov a klasifikácií veterných elektrární. Každý z nás preto potrebuje pre svoj optimálny výber vo svojom hospodárstve primerané znalosti, ktoré sa vám snažíme poskytnúť v našich článkoch.