Turbinat me erë vertikale

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Ndërsa ka shumë mënyra më të avancuara për të gjeneruar energji sot, turbinat me erë përdoreshin pothuajse kudo. Sigurisht, ato përdoren edhe sot, por numri është ulur ndjeshëm. Për të kuptuar se si funksionojnë, është e rëndësishme të dini se era është një formë e energjisë diellore.

Përshkrim i përgjithshëm

Turbinat me erë punojnë duke përdorur rrymat e erës. Por pse era është e aftë të prodhojë energji elektrike? Ky fenomen ndodh për faktin se ka një ngrohje të pabarabartë të atmosferës së tokës, struktura e sipërfaqes së planetit është e parregullt, si dhe për shkak se ajo rrotullohet. Turbinat me erë, ose gjeneratorët e erës, janë në gjendje të shndërrojnë energjinë kinetike të erës në energji mekanike, e cila më vonë mund të përdoret për disa detyra të tjera.

Si saktësisht prodhojnë këto pajisje energji elektrike duke përdorur erën normale? Në fakt, gjithçka është mjaft e thjeshtë. Parimi i funksionimit të një turbine të tillë është drejtpërdrejt i kundërt me funksionimin e një tifozi. Nën ndikimin e forcës së erës, fletët e turbinës së erës rrotullohen, të cilat, nga ana tjetër, bëjnë që boshti i lidhur me gjeneratorin të prodhojë energji elektrike për të rrotulluar.

Llojet e turbinave

Ka disa lloje turbinash të ndryshme. Inxhinierët dallojnë dy kategori kryesore aktualisht në përdorim. Kategoria e parë është horizontale-aksiale dhe kategoria e dytë është vertikale-aksiale. Lloji i parë i turbinës me erë ka dizajnin më të zakonshëm, i cili përfshin dy ose tre fletë. Njësitë me tre tehe punojnë në parimin "kundër erës". Vetë elementët janë vendosur në mënyrë që të shikojnë erën.

Një nga turbinat më të mëdha në botë është GE Wind Energy. Fuqia e kësaj pajisjeje është 3.6 megavat. Këtu vlen të theksohet se sa më e madhe të jetë turbina, aq më efikase është. Përveç kësaj, raporti përfitim-çmim përmirësohet gjithashtu me madhësinë e agregatit.

Turbina totale

Treguesi i parë me të cilin zgjidhet një pajisje është fuqia. Nëse marrim turbina "shërbyese", atëherë fuqia e tyre mund të fillojë nga 100 kW dhe të arrijë disa MW. Është gjithashtu e rëndësishme të theksohet se të dyja turbinat me erë vertikale dhe horizontale mund të grupohen së bashku. Grupe të tilla më së shpeshti quhen ferma me erë. Qëllimi i vendeve të tilla është furnizimi me shumicë i energjisë elektrike për objektin e dëshiruar.

Nëse flasim për turbina të vogla të vetme, fuqia e të cilave është më pak se 100 kW, ato përdoren më shpesh për të furnizuar me energji elektrike shtëpi private, antena telekomunikacioni ose për të furnizuar me energji pompat e transferimit të ujit. Duhet të theksohet se turbinat e vogla mund të përdoren edhe në kombinim me motorët me naftë.gjeneratorë, bateri ose panele diellore. Një sistem i tillë quhet sistem hibrid. Ato përdoren në vende ku nuk ka mundësi tjetër për t'u lidhur me rrjetin elektrik.

Përparësitë e turbinave vertikale

Për momentin, lloji vertikal i pajisjeve përdoret shumë më shpesh. Kjo justifikohet me faktin se tipi vertikal ka një sërë përparësish ndaj atyre horizontale.

Në kullat e tipit vertikal, ngarkesa do të veprojë në mënyrë më të barabartë, gjë që e bën më të lehtë krijimin e një strukture më të madhe për nga dimensionet e saj. Përveç kësaj, për të instaluar rotorin në këtë lloj turbine, nuk ka nevojë për pajisje shtesë. Një avantazh i rëndësishëm që rrit efikasitetin e punës është se tehet e turbinave vertikale mund të bëhen të përdredhura - në formën e një spiraleje. Kjo është shumë e rëndësishme, sepse në këtë rast energjia e erës do të ndikojë në to si në hyrje ashtu edhe në dalje, gjë që sigurisht rrit efikasitetin e instalimit.

Një nga avantazhet më të rëndësishme të turbinave vertikale është se kur ato instalohen, nuk ka kuptim të rregulloni boshtin me rrjedhën e erës. Kjo lloj pajisje do të funksionojë me një rrymë ere që fryn nga të dyja anët.

turbinë me erë Bolotov

Kjo njësi dallohet nga pajisjet e tjera. Për funksionimin normal të turbinës, nuk ka nevojë ta përshtatni atë me kushte të ndryshme të motit. Elementi i fuqisë së erës së këtij dizajni është në gjendje të perceptojë erën nga çdo anë, pa asnjëvendosjen e operacioneve. Përveç kësaj, ky lloj stacioni nuk kërkon që kulla të kthehet kur ndryshon drejtimi i erës. Një avantazh tjetër i turbinave me erë vertikale (VAWT - termocentrali i erës me një bosht gjenerator vertikal) është se ato kanë një dizajn të veçantë që ju lejon të punoni me rrjedhat e erës të çdo fuqie. Operacioni edhe gjatë stuhive është i mundur. Është e mundur të zgjidhni numrin e moduleve të instalimit. Fuqia dalëse e turbinës do të varet nga numri i tyre. Kjo do të thotë, duke ndryshuar numrin e moduleve, mund të ndryshoni fuqinë e njësisë, gjë që është shumë e përshtatshme. Një avantazh tjetër është se elementi i forcës së erës është i montuar në mënyrë të tillë që mundëson shndërrimin me efikasitet të lartë të energjisë kinetike në energji mekanike.

Dimensionet e turbinës së erës Biryukov dhe Blinov

Kjo pajisje ka një rotor dykatësh me diametër 0,75 m. Lartësia e këtij elementi është 2 m. Nën veprimin e një ere të freskët, një rotor i tillë ishte në gjendje të rrotullonte plotësisht rotorin e një asinkroni bosht me fuqi deri në 1.2 kW. Turbina mund të përballojë forcën e erës deri në 30 m/s pa dështim.

Ja vlen të flitet përse turbina me erë konsiderohet një arritje e dy shkencëtarëve. Puna është se në vitet '60. në BRSS, shkencëtari Biryukov patentoi një gjenerator të erës karusele me KIEV 46%. Megjithatë, pak më vonë, inxhinieri Blinov ishte në gjendje të përdorte të njëjtin dizajn, por me një tregues prej 58% KIEV.

Turbinattipi hiperboloid

Turbinat e erës të tipit hiperboloid bazoheshin në idetë e një inxhinieri të tillë si Shukhov Vladimir Grigoryevich.

Veçoritë e kësaj lloj turbine përfshijnë faktin se ajo ka një zonë pune më të madhe të rrjedhës së erës. Nëse e krahasojmë këtë tregues me kategoritë e tjera të pajisjeve, atëherë tipi hiperboloid tregon rezultate 7-8% më mirë, nëse llogarisim nga zona e fshirë. Ky tregues është i vlefshëm për ato lloje në të cilat zona e punës e rrjedhës së erës është e zbehur. Nëse e krahasojmë këtë lloj, për shembull, me turbinat Darrieus dhe Savonius, atëherë diferenca do të jetë 40-45%.

Vetitë e veçanta të kësaj kategorie njësish përfshijnë gjithashtu faktin se ato janë në gjendje të punojnë me flukset e ajrit në rritje. Është shumë produktiv nëse e instaloni gjeneratorin pranë një liqeni, moçal, kodër, etj.

Përparësitë e turbinave të tilla përfshijnë faktin se linja e kontaktit të shtresës aktive të ajrit, e cila lan hiperboloidin, do të jetë 1.6 herë më e gjatë se ajo e një cilindri të ngjashëm që rrotullohet si një gjenerator rrotullues i erës. Natyrisht, rrjedhimisht përfundimi se efikasiteti do të jetë më i madh për të njëjtën sasi.

Difekte

Megjithë avantazhet dhe veçoritë e shumta të këtyre turbinave, ato kanë gjithashtu disa disavantazhe.

Faktorët negativ përfshijnë faktin se kur fletët e gjeneratorit rrotullohen kundër rrymave të erës, ky lloj gjeneratori do të pësojë humbje të konsiderueshme, të cilat, nga ana tjetër, do të çojnë në një ulje të efikasitetit të punës me rreth gjysmën. Ulja e këtij treguesi është shumë e dukshme nëse krahasojmë turbinat vertikale me ato horizontale, të cilat nuk kanë humbje të tilla.

Një tjetër disavantazh është se turbina vertikale me erë duhet të jetë shumë e gjatë. Nëse e vendosni afër tokës, ku shpejtësia e erës është shumë më e ulët se në lartësi të madhe, atëherë mund të ketë probleme me ndezjen e rotorit, i cili kërkon një shtytje për të filluar punën. Në vetvete, nuk fillon fare. Sigurisht, mund të instaloni kulla speciale për t'i ngritur fletët më lart, por pjesa e poshtme e rotorit do të jetë ende shumë e ulët.

Dizavantazhe të tjera përfshijnë faktin se në dimër do të krijohen akullnajat në tehet e turbinave me erë. Vlen gjithashtu të theksohet sasia e madhe e zhurmës që lëshojnë turbinat gjatë funksionimit. Disa nga instalimet madje janë në gjendje të prodhojnë infratinguj të dëmshëm gjatë funksionimit të tyre. Shkakton dridhje, e cila mund të shkaktojë tronditje të xhamit, dritareve, enëve.

Fakt argëtues: turbinat me erë të RimWorld u përdorën si burim energjie.