Вятърни турбини, принципи на избор, видове и разлики
Изучавайки въпроса за избора на вятърни турбини, можем да срещнем доста различни видове. Основният тип разделяне е хоризонтално и вертикално. Каква е разликата, какви са плюсовете и минусите от използването им?
Вятърни мелници с всякакви форми и размери вече могат да се наблюдават все по-често над домовете на нашите граждани. Ако се интересувате от възможността да направите вятърна турбина, използвайки силата на вятъра, тази статия ще ви помогне да систематизирате знанията, получени от различни източници, и създаденото от вас въображение ще изпълни целта си и първоначално няма да се окаже бъде празен експонат на домашен музей.
към съдържанието?
Принципи на подбор
Като начало формулираме проблема, който се заемаме да решим: за какво точно се нуждаете от вятърна енергия, какъв процес ще осигури. С други думи, какъв ще бъде потребителят. След това процесът на създаване на проекта на бъдещата вятърна турбина: ще трябва да се реши дали ще бъде от типа, как точно ще се предава енергията на крайния потребител (електрически ток или механично? под формата на въртящ момент , транслационни движения, по някакъв друг начин).
В статията ще говорим за видовете най-важния елемент на вятърната турбина - ротора и ще анализираме плюсовете и минусите на всеки вариант. Ще засегнем и темата за използването на произведената енергия. Надяваме се, че тази информация ще ви помогне на етапа на проектиране на устройството.
към съдържанието?
Видове
Основното разделение на две големи групиВятърните турбини имат хоризонтална и вертикална ос на въртене.
към съдържанието?
Хоризонтална
към съдържанието?
Вертикална
Оста на въртене е перпендикулярна на повърхността на земята, въртенето на лопатките е успоредно на земята.
Нека сравним тези два вида конструкции. Съществува мнение, че хоризонталните вятърни турбини са много по-ефективни, тъй като цялата енергия на въздушните маси, които се сблъскват с лопатките, се изразходва със знак плюс, тоест създава въртящ момент в желаната посока.Какво можете да кажете за други дизайни. Приблизително 30...40% от въздушния поток, засягащ вертикалния ротор, работи със знак минус, намалявайки ефективността на инсталацията.
Друго предимство на хоризонталната вятърна турбина е високата скорост на въртене на витлото, което е важно, ако целта е генериране на електроенергия. В края на краищата самостоятелно направените вятърни електроцентрали включват генератор, който най-често се взема готов, например автомобилен. И ако генераторът VAZ 2108 изисква 1500 оборота в минута, за да генерира електричество, тогава хоризонталната вятърна турбина ще произведе само 100, а вертикалната още по-малко? 15...20. Така че, в случай на използване на готов генератор за вятърна електроцентрала на автора, за хоризонталния винт е необходим мултипликатор (редуктор? Напротив) с по-ниско предавателно отношение и по-ниска маса.
към съдържанието?
Разлики
Основеннедостатъкът на хоризонталната вятърна турбина е, че посоката на оста на въртене се променя с времето. Ето списък с възли, които могат да бъдат изоставени, ако се използва вятърна турбина с ос, перпендикулярна на земята;
1. Механизъм за завъртане на ветрогенератора към вятъра, автоматичен със задвижващ или опашен стабилизатор. Вертикалната вятърна инсталация работи във всяка посока на вятъра и няма нужда да завъртате оста навсякъде;
2. Система от четки и контактни пръстени. Вятърната турбина не може да работи без тях, защото генераторът се върти в горната част на високата мачта наляво? вдясно, а генерираното електричество е необходимо отдолу. В допълнение, някои генератори изискват захранване с ток към намотката на възбуждане;
3. Обемна висока мачта също не е необходима. Вертикалните турбини могат да се поставят толкова ниско, колкото желаете, те поддържат постоянна позиция, не изискват резерв от пространство за обръщане на вятъра. Като опция: разположение на покривите на сгради и конструкции. Изчисленията показват, че инсталации с еднаква мощност за хоризонтални ? трябва два пъти по-висока мачта. И освен това поддръжка на възли и възли, разположени на земята или на десетметрова кула? нещата, съгласете се, са различни по сложност;
4. Смята се, че голяма вертикална вятърна турбина достига номиналната си мощност при по-ниска скорост на вятъра;
5. От опита от използването на вятърни турбини се отбелязва, че хоризонталните вятърни генератори имат значително по-високо ниво на шум. Освен това принципът на магнитната левитация все повече се използва при създаването на вятърни мелници, което намалява шума почти до нула.
към съдържанието?
Приложение
Сега за приложението на получената енергия. Използването му в чисто механична форма? въпросът е много проблематичен. В крайна сметка е малко вероятно някой да се радва да изчака седмица, докато скоростта на вятъра достигне необходимата скоростсила, така че помпата, задвижвана от него, да напълни басейна ви, защото искате да плувате тук и сега.
Поради това вятърните турбини често се използват за генериране на електричество. Електричеството може да се съхранява, преобразува и предава на всяко разстояние. Едно НО. За да може електричеството, получено с помощта на самостоятелно изработена вятърна турбина, да се съхранява и след това да захранва обичайните домакински уреди, е необходимо допълнително:
Всичко по-горе струва много пари.
Има вариант, който не изисква толкова задълбочена обработка на получената електроенергия. За отопление на сградата се използват вятърни електроцентрали. Мръсното електричество също може да се използва успешно тук: с увеличаване на вятъра електрическият нагревателен елемент (вграден в системата за парно отопление или отделен нагревател) ще се нагрее повече.