Turbin angin menegak

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Walaupun terdapat banyak cara yang lebih maju untuk menjana tenaga hari ini, turbin angin digunakan hampir di mana-mana sahaja. Sudah tentu, ia masih digunakan hari ini, tetapi bilangannya telah menurun dengan ketara. Untuk memahami cara ia berfungsi, adalah penting untuk mengetahui bahawa angin ialah satu bentuk tenaga suria.

Perihalan Umum

Turbin angin berfungsi menggunakan arus angin. Tetapi mengapa angin mampu menjana elektrik? Fenomena ini berlaku disebabkan oleh fakta bahawa terdapat pemanasan atmosfera bumi yang tidak sekata, struktur permukaan planet tidak teratur, dan juga kerana ia berputar. Turbin angin, atau penjana angin, dapat menukar tenaga kinetik angin kepada tenaga mekanikal, yang kemudiannya boleh digunakan untuk beberapa tugas lain.

Bagaimana sebenarnya peranti ini menjana elektrik menggunakan angin biasa? Malah, semuanya agak mudah. Prinsip operasi turbin sedemikian adalah bertentangan secara langsung dengan operasi kipas. Di bawah pengaruh daya angin, bilah turbin angin berputar, yang seterusnya menyebabkan aci yang disambungkan ke penjana menghasilkan tenaga elektrik berputar.

Jenis turbin

Terdapat beberapa jenis pelbagai turbin. Jurutera membezakan dua kategori utama yang sedang digunakan. Kategori pertama ialah paksi mendatar dan kategori kedua ialah paksi menegak. Turbin angin jenis pertama mempunyai reka bentuk yang paling biasa, termasuk dua atau tiga bilah. Unit dengan tiga bilah berfungsi berdasarkan prinsip "melawan angin". Unsur-unsur itu sendiri ditetapkan supaya mereka melihat angin.

Salah satu turbin terbesar di dunia ialah GE Wind Energy. Kuasa peranti ini ialah 3.6 megawatt. Perlu diperhatikan di sini bahawa lebih besar turbin, lebih cekap ia. Selain itu, nisbah manfaat kepada harga juga bertambah baik dengan saiz agregat.

Jumlah turbin

Penunjuk pertama yang digunakan untuk memilih peranti ialah kuasa. Jika kita mengambil turbin "perkhidmatan", maka kuasa mereka boleh bermula dari 100 kW dan mencapai beberapa MW. Ia juga penting untuk ambil perhatian bahawa kedua-dua turbin angin menegak dan mendatar boleh dikumpulkan bersama. Kumpulan sedemikian biasanya dirujuk sebagai ladang angin. Tujuan tapak sedemikian ialah bekalan elektrik borong ke objek yang dikehendaki.

Jika kita bercakap tentang turbin tunggal kecil, yang kuasanya kurang daripada 100 kW, ia paling kerap digunakan untuk membekalkan elektrik ke rumah persendirian, antena telekomunikasi atau untuk membekalkan tenaga kepada pam pemindahan air. Perlu diingatkan bahawa turbin kecil juga boleh digunakan dalam kombinasi dengan enjin diesel.penjana, bateri atau panel solar. Sistem sedemikian dipanggil sistem hibrid. Ia digunakan di tempat yang tiada kemungkinan lain untuk menyambung ke rangkaian elektrik.

Kelebihan turbin menegak

Pada masa ini, jenis peranti menegak lebih kerap digunakan. Ini dibenarkan oleh fakta bahawa jenis menegak mempunyai beberapa kelebihan berbanding yang mendatar.

Pada menara jenis menegak, beban akan bertindak lebih sekata, yang memudahkan untuk mencipta struktur yang lebih besar dari segi dimensinya. Di samping itu, untuk memasang pemutar pada turbin jenis ini, tidak perlu peralatan tambahan. Kelebihan penting yang meningkatkan kecekapan kerja ialah bilah turbin menegak boleh dipintal - dalam bentuk lingkaran. Ini sangat penting, kerana dalam kes ini, tenaga angin akan mempengaruhi mereka di pintu masuk dan di pintu keluar, yang, sudah tentu, meningkatkan kecekapan pemasangan.

Salah satu kelebihan terpenting turbin menegak ialah apabila ia dipasang, tiada gunanya melaraskan paksi kepada aliran angin. Peranti jenis ini akan berfungsi dengan aliran angin yang bertiup dari kedua-dua belah pihak.

turbin angin Bolotov

Unit ini menonjol daripada peranti lain. Untuk operasi normal turbin, tidak perlu menyesuaikannya dengan pelbagai keadaan cuaca. Elemen kuasa angin reka bentuk ini mampu melihat angin dari mana-mana pihak, tanpa sebarangoperasi penetapan. Selain itu, stesen jenis ini tidak memerlukan menara berpusing apabila arah angin berubah. Satu lagi kelebihan turbin angin menegak (VAWT - loji kuasa angin dengan aci penjana menegak) ialah mereka mempunyai reka bentuk khas yang membolehkan anda bekerja dengan aliran angin mana-mana kuasa. Operasi walaupun semasa ribut adalah mungkin. Ia adalah mungkin untuk memilih bilangan modul pemasangan. Kuasa keluaran turbin bergantung pada bilangannya. Iaitu, dengan menukar bilangan modul, anda boleh menukar kuasa unit, yang sangat mudah. Kelebihan lain ialah elemen daya angin dipasang sedemikian rupa sehingga membolehkan penukaran kecekapan tinggi tenaga kinetik kepada tenaga mekanikal.

Dimensi turbin angin Biryukov dan Blinov

Peranti ini mempunyai pemutar dua tingkat dengan diameter 0.75 m. Ketinggian elemen ini ialah 2 m. Di bawah tindakan angin segar, pemutar sedemikian dapat memutar sepenuhnya pemutar tak segerak aci dengan kuasa sehingga 1.2 kW. Turbin boleh menahan daya angin sehingga 30 m/s tanpa kegagalan.

Layak diperkatakan tentang mengapa turbin angin dianggap sebagai pencapaian dua saintis. Perkara itu ialah pada tahun 60-an. di USSR, saintis Biryukov mempatenkan penjana angin karusel dengan KIEV 46%. Walau bagaimanapun, tidak lama kemudian, jurutera Blinov dapat menggunakan reka bentuk yang sama, tetapi dengan penunjuk 58% KIEV.

Turbinjenis hiperboloid

Turbin angin jenis hiperboloid adalah berdasarkan idea jurutera seperti Shukhov Vladimir Grigoryevich.

Ciri-ciri turbin jenis ini termasuk fakta bahawa ia mempunyai kawasan kerja aliran angin yang lebih besar. Jika kita membandingkan penunjuk ini dengan kategori peranti lain, maka jenis hiperboloid menunjukkan hasil 7-8% lebih baik, jika kita mengira dari kawasan yang disapu. Penunjuk ini sah untuk jenis-jenis di mana kawasan kerja aliran angin dilampirkan. Jika kita membandingkan jenis ini, contohnya, dengan turbin Darrieus dan Savonius, maka perbezaannya ialah 40-45%.

Sifat istimewa bagi kategori unit ini juga termasuk fakta bahawa ia boleh berfungsi dengan aliran udara ke atas. Ia sangat produktif jika anda memasang penjana berhampiran tasik, paya, lereng bukit, dll.

Kelebihan turbin tersebut termasuk fakta bahawa garis sentuhan lapisan aktif udara, yang membasuh hiperboloid, akan menjadi 1.6 kali lebih lama daripada silinder serupa yang berputar seperti penjana angin berputar. Sememangnya, oleh itu kesimpulan bahawa kecekapan akan lebih besar dengan jumlah yang sama.

Kecacatan

Walaupun terdapat banyak kelebihan dan ciri turbin ini, ia juga mempunyai beberapa kelemahan.

Faktor negatif termasuk fakta bahawa apabila bilah penjana berputar melawan arus angin, penjana jenis ini akan mengalami kerugian yang ketara, yang seterusnya, akan menyebabkan pengurangan kecekapan kerja sebanyak kira-kira separuh. Penurunan dalam penunjuk ini amat ketara jika kita membandingkan turbin menegak dengan turbin mendatar, yang tidak mengalami kerugian sedemikian.

Satu lagi kelemahan ialah turbin angin menegak mestilah sangat panjang. Jika anda meletakkannya dekat dengan tanah, di mana kelajuan angin jauh lebih rendah daripada di altitud tinggi, maka mungkin terdapat masalah dengan memulakan pemutar, yang memerlukan tolakan untuk mula bekerja. Dengan sendirinya, ia tidak bermula sama sekali. Sudah tentu, anda boleh memasang menara khas untuk menaikkan bilah lebih tinggi, tetapi bahagian bawah pemutar masih akan terlalu rendah.

Keburukan lain termasuk fakta bahawa pada musim sejuk, es akan terbentuk pada bilah turbin angin. Ia juga perlu diperhatikan jumlah besar bunyi yang dikeluarkan oleh turbin semasa operasi. Sesetengah pemasangan malah mampu menghasilkan infrasound berbahaya semasa operasinya. Ia menyebabkan getaran, yang boleh menyebabkan kaca, tingkap, pinggan mangkuk berbunyi.

Fakta menyeronokkan: Turbin angin RimWorld digunakan sebagai sumber kuasa.