Vēja turbīnu klases, konstrukcijas raksturlielumi un darbības shēma

Zemes dabiskie energoresursi nemitīgi samazinās, kas liek cilvēcei pastāvīgi meklēt arvien jaunus, alternatīvus un atjaunojamus enerģijas avotus, kas nodrošina tās dzīvību gan tagad, gan nākotnē. Viens no šādiem alternatīviem un atjaunojamiem enerģijas avotiem ir vēja enerģijā esošā enerģija.

Pirmā vēja turbīna, kas izmantoja vēja enerģiju elektroenerģijas ražošanai, tika uzbūvēta Dānijā deviņpadsmitā gadsimta beigās. Kopš tā laika cilvēce ir pastāvīgi izmantojusi vēja enerģiju, īpaši grūti sasniedzamās vietās, kur nav iespējams izmantot citus enerģijas avotus. Protams, vēja enerģijas izmantošana nav tādā mērogā, kādu mēs vēlētos.

Kāds ir vēja ģeneratora princips elektroenerģijas ražošanai?

Šeit viss notiek pavisam vienkārši.Vējš ar savu spiedienu griež riteni ar lāpstiņām, kas caur ātrumkārbu nodod radušos griezes momentu uz vēja turbīnas ģeneratora vārpstu... Vārpsta ar vēja ģeneratora rotoru, kas griežas savā statorā, rada mums tiešo elektrisko strāvu. .

Akumulatoru komplekts, kas sastāv no vienas vai vairākām baterijām un ir iekļauts dizainā WPP (vēja elektrostacija) — darbojas kā "liekās", šobrīd neizmantotās elektroenerģijas uzglabāšanas ierīce, kas tiek nodota patērētājiem nepieciešamības gadījumā, piemēram, vēja trūkuma laikā. Sprieguma pārveidošanas ierīcei (invertoram) ar savu funkciju ir līdzstrāvas pārveidošana maiņstrāvā ar tīkla spriegumu 220V un frekvenci 50Hz.

Mūsdienu rūpniecība ražo vēja turbīnas (VES) no mazākajām, piemēram, G-60 ar pieciem lāpstiņām, kuru diametrs ir tikai 0,75 m un svars ir tikai 9 kg ar jaudu aptuveni 60 W, līdz lielām industriālām vēja turbīnām ar riteņa diametrs aptuveni 60 m.

Tagad pāriesim pie pamatprincipiem, kas tiek izmantoti vēja turbīnu klasifikācijā.

Vēja turbīnu klasifikācija pēc rotācijas ass.

Attiecībā uz tā rotora rotācijas ass atrašanās vietu - vēja ģeneratori ir pieejami ar horizontālu un vertikālu rotācijas asi.

• Pasaulē populārākie vēja ģeneratori ar rotora rotācijas horizontālo asi, kad šī ass ir paralēla zemes virsmai. Tautā šāda veida vēja turbīnas dēvē par «vēja dzirnavām». Šādu vēja ģeneratoru ass automātiski pagriežas pret vēju, pat ar savu nelielo spēku.

• Vēja turbīnas lāpstiņas ar vertikālu rotācijas asi griežas plaknē, kas ir perpendikulāra zemes virsmas plaknei.Šeit pašas turbīnas pagriešana vēja virzienā nav nepieciešama, jo vējš no visiem iespējamiem virzieniem jebkurā gadījumā pagriezīs turbīnu. Jebkurā vēja virzienā turbīnai ar vertikālu griešanās asi vējā ir vērsta tikai puse lāpstiņu, tāpēc šādos ģeneratoros faktiski tiek tērēta puse no jaudas.

Vēja turbīnas ar vertikālu griešanās asi ir diezgan viegli uzstādīt un uzturēt, jo to ģenerators un pārnesumkārba atrodas uz zemes virsmas. Ģeneratoru ar vertikālo rotācijas asi trūkumi ietver to dārgo uzstādīšanu un diezgan lielu aizņemto laukumu. ar šādu ģeneratoru, salīdzinot ar ģeneratoru ar horizontālu rotācijas asi.

Runājot par ģeneratoru ar dažādām lāpstiņu griešanās asīm pielietojuma jomām, jāsaka, ka industriālajai enerģijas ražošanai biežāk tiek izmantoti vēja ģeneratori ar horizontālu griešanās asi, lai gan privātajā sektorā tādu ir daudz. populācija. Vertikālās ass vēja turbīnas galvenokārt izmanto elektroenerģijas ražošanai kotedžu ciematos un mazās privātās saimniecībās.

Vēja turbīnu klasifikācija pēc lāpstiņu skaita.

Pēc lāpstiņu skaita vēja ģeneratori ir divu lāpstiņu, trīs lāpstiņu un vairāku lāpstiņu, kur turbīnu lāpstiņu skaits ir aptuveni 50 gab. un vairāk.

Vairāku lāpstiņu vēja turbīnas izmanto, ja ir nepieciešams liels apgriezienu skaits tās turbīnā, piemēram, lai darbinātu sūkni ūdens sūknēšanai utt. Elektrības ražošanai šādas vēja turbīnas faktiski netiek izmantotas. .

Klasifikācija pēc asmeņu izgatavošanai izmantotā materiāla.

Šeit izšķir šādas vēja turbīnu klases:

• Peldošie ģeneratori jeb "burātāji".

• Ģeneratoru komplekti ar cietiem asmeņiem.

Ņemiet vērā, ka buru asmeņus ir daudz vieglāk un lētāk izgatavot nekā stingrus asmeņus, kas izgatavoti no metāla vai stiklplasta.

Buru tipa lāpstiņas iedzīvotāji gandrīz neizmanto, jo šādu lāpstiņu seguma materiāls prasa to nomaiņu gandrīz pēc katra «nopietnākā» vēja.

Vēja turbīnu klasifikācija pēc dzenskrūves soļa.

Runājot par šo rādītāju, visām vēja turbīnām ir fiksēta un mainīga soļa dzenskrūves. Ir skaidrs, ka vēja turbīnas dzenskrūves mainīgais solis ievērojami palielina tā lāpstiņu optimālo rotācijas ātrumu diapazonu. Bet tajā pašā laikā mehānisms, kas nodrošina šīs funkcijas vēja ģeneratoriem, ir diezgan sarežģīts un aizņem metālu, kas lielā mērā izraisa paša vēja ģeneratora konstrukcijas izmaksu pieaugumu, kā arī samazina tā darbības uzticamību. .

Modernas vēja turbīnas privātajā sektorā

Secinājums.

Visbeidzot, veicot nelielu mūsu prezentētā materiāla kopsavilkumu, teiksim, ka pasaulē ir daudz vēja elektrostaciju projektu un klasifikāciju. Tāpēc katram no mums savai optimālai izvēlei savā saimniecībā ir nepieciešamas atbilstošas ​​zināšanas, kuras cenšamies sniegt jums savos rakstos.