Детали конструкции ветряной турбины - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Ветрогенератор – это устройство, использующее направленный поток ветра для выработки энергии. Ветрогенератор вращает лопасти ветряной турбины (лопасти имеют неправильную форму для большей эффективности). Лопасти, в свою очередь, передают крутящий момент на ротор, который генерирует переменный ток через обмотку статора.

Содержание

Конструкция ветрогенератора: как он работает и сколько энергии производит

Ветрогенератор – второй по распространенности источник альтернативной энергии, уступающий только солнечным электростанциям (и то не во всех странах). Тем не менее, если украинские домовладельцы хотя бы в некоторой степени знакомы с SES, то как работают ветрогенераторы остается загадкой для многих людей. Как же работают ветрогенераторы и могут ли они обеспечить электричеством дом?

Большинство современных ветряных турбин имеют горизонтальную ось вращения турбины.

Как работает ветряная турбина?

Когда ветер обдувает турбину, лопасти начинают вращаться за счет кинетической энергии ветра. Он приводится в движение внутренним валом, который соединен с редуктором, увеличивающим скорость, и подключен к генератору, вырабатывающему электроэнергию. Большинство ветряных турбин состоит из полой стальной мачты, высота которой может достигать 100 метров, ротора турбины, лопастей, вала генератора, редуктора, генератора, инвертора и аккумулятора. Часто ветряные турбины оснащены устройствами для измерения направления ветра и автоматического управления и могут изменять угол или “шаг” лопастей для оптимизации использования энергии.

Типы ветровых турбин

Современные ветровые турбины делятся на две основные группы;

с горизонтальной осью вращения, как в традиционных ветряных мельницах, используемых для перекачки воды;
с вертикальной осью вращения, это роторные и лопастные конструкции Дарье.

Большинство современных ветряных турбин имеют горизонтальную ось вращения турбины.

Как правило, они состоят из:

мачта полые, изготовленные из металла или бетона
мотогондолакоторый установлен на вершине мачты и содержит валы, коробку передач, генератор, контроллер и тормоз;
роторв котором находятся лопасти и втулка;
низкоскоростной валнизкоскоростной вал, который приводится в движение ротором
высокоскоростной вал, который соединен с генераторомкоторый подключен к генератору;
редукторКоробка передач, которая механически соединяет низкоскоростной вал с высокоскоростным, увеличивая скорость последнего;
Генератор:Генератор, вырабатывающий электроэнергию;
КонтроллерКоторый управляет работой ветряной турбины;
Флюгер ветракоторый определяет направление ветра и направляет турбину в нужном направлении;
анемометркоторый определяет скорость ветра и отправляет данные на контроллер;
тормозтормоз для остановки ротора в критических ситуациях.

Горизонтальная ось Горизонтальная ось позволяет использовать энергию ветра при любом направлении ветра, чего невозможно достичь при использовании вертикальной оси.Вертикальная ветровая турбина, которая должна приводиться в движение ветром, не может этого сделать. С другой стороны, при слабом ветре эффективность будет нижеособенно если лезвия совсем не выровнены.

Типы ветровых турбин

Существует два типа ветровых турбин – вертикальные и горизонтальные (пропеллерные). Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, в том числе и экономические.

Горизонтальный

Горизонтальная ось позволяет использовать энергию ветра при любом направлении ветра.То же самое нельзя сказать о вертикальной ветровой турбине, которая должна быть направлена против ветра. С другой стороны, эффективность будет ниже при слабом ветреУстройство может быть установлено на любой поверхности – на крыше, на каретном домике или на специальной платформе.

Его также можно установить на любой поверхности – крыше, вагоне, специальной платформе. Он не занимает много места, в том числе и по высоте. Его стоимость ниже, чем стоимость вертикальных ветряных турбин.

Горизонтальный ветрогенератор для частного дома работает более эффективно и последовательночем вертикальный. Падения и засоры случаются реже, поскольку механизм можно установить на небольшой высоте до 1,5 метров.

Вертикальный

Вертикальные ветряные турбины более распространены, потому что они считаются более продуктивными. Благодаря размещению лопастей на большой высоте, где ветер сильнее, вертикальная ветровая турбина может производить больше энергии в единицу времени, чем горизонтальная турбина. Этот тип является предпочтительным для строительства ветряной электростанции.

Есть и недостатки, например, необходимость в большем количестве расходных материалов, поэтому строительство обходится дороже. Установка сложна и требует специализированного оборудования.

Рекомендуется устанавливать как вертикальные, так и горизонтальные ветрогенераторы для обеспечения стабильности производства энергии в стране.

Приобретение бытового ветрогенератора для частного дома мощностью около 2 кВт обойдется в среднем в 100 тысяч российских рублей. Но это только в том случае, если оборудование минимально, т.е. включает в себя генератор и лопасти.

Дополнительные компоненты

КонтроллерКонтроллер, расположенный в электрической цепи за генератором, необходим для управления лопастями и зарядки аккумулятора путем преобразования вырабатываемого переменного тока в постоянный.
Аккумулятор сохраняет заряд для использования в безветренную погоду. Он также стабилизирует выходное напряжение генератора, чтобы не было перебоев в подаче электроэнергии даже при сильных порывах ветра.
Датчики Датчики направления и анемоскоп собирают данные о направлении и скорости ветра.
ATS автоматически переключается между источниками питания с интервалом в 0,5 секунды. Автоматический переключатель мощности позволяет подключить ветряную турбину к общественной сети, дизельному генератору и т.д.

Важно: Сеть не может питаться одновременно от более чем одного источника энергии.

Инверторы. Как известно, большинство бытовых приборов не используют постоянный ток для своей работы, поэтому в цепи между аккумулятором и приборами находится инвертор, который выполняет обратную операцию, то есть преобразует постоянный ток в переменное напряжение 220В, необходимое для работы приборов.

Все эти преобразования “забирают” определенное количество энергии из полученной энергии – до 20 процентов.

Ветряная турбина – это устройство, использующее энергию ветра для выработки электроэнергии. Воздушные потоки, свободно перемещающиеся в атмосфере, обладают огромным количеством энергии, которая совершенно бесплатна. Энергия ветра – это попытка извлечь ее и использовать с пользой.

Зачем он нужен?

Отличительной особенностью электричества является то, что его можно производить в любом количестве, пока позволяет оборудование. Ветряная турбина является именно таким оборудованием – она производит электроэнергию. Таким образом, ветряная турбина – это электростанция, способная обеспечить электроэнергией как большие территории с большим количеством потребителей, так и отдельные дома или приборы.

Мощность машины зависит от размера ротора и мощности генератора. Эти два параметра являются решающими и зависят друг от друга. Чем мощнее ротор, тем мощнее генератор, который сможет вращаться, вырабатывая большое количество энергии.

В то же время, ветряная турбина может быть построена независимо и удовлетворять потребности отдельной группы устройств – напр. освещение, водоснабжение, вентиляция и т.д. Такая избирательность полезна для снижения затрат на электроэнергию путем обеспечения бесперебойного питания на старых, истощенных линиях.

Анемометр предназначен для измерения скорости ветра. Он установлен на задней части корпуса турбины. Информация о скорости ветра анализируется встроенным компьютером, чтобы выработать как можно больше электроэнергии.

Установка ветровых турбин

Одним из необходимых условий для нормального функционирования ветряной турбины является выбор подходящего места. В идеале это должно быть возвышенное место с высокой скоростью ветра и низкой турбулентностью.

Если поблизости есть лес, это снижает эффективность ветрогенератора. Отсутствие поблизости воздушной линии электропередачи не позволит перенаправить вырабатываемую электроэнергию потребителям.

Проблемы, возникающие при эксплуатации ветряных электростанций

Хотя ветряные турбины являются перспективным средством выработки электроэнергии, существует множество проблем, связанных с их эксплуатацией. Особенно в европейских странах, где активно продвигается ветроэнергетика, многие люди жалуются на дискомфорт, вызванный близким расположением ветряных турбин.

В большинстве стран не существует правил, четко определяющих, на каком расстоянии от жилых домов их можно размещать. Иногда ветряная турбина может быть видна на расстоянии 200-250 метров от дома. Люди жалуются на громкий шум, который слышен за сотни метров. Тень от вращающихся лопастей ветряной турбины может падать на расстояние в несколько километров. Это вызывает серьезный психологический дискомфорт.

Проблемы связаны с тем, что полномасштабное использование энергии ветра началось относительно недавно. Мощные ветряные турбины ранее не использовались. Поэтому их воздействие на человека до конца не изучено. В настоящее время разрабатывается законодательство, призванное минимизировать дискомфорт от использования этих механизмов.

Если вы обнаружили ошибку, выделите текст и нажмите кнопку Ctrl+Enter.

Читайте далее: