2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21
Si bé avui hi ha moltes maneres més avançades de generar energia, els aerogeneradors solien utilitzar-se gairebé a tot arreu. Per descomptat, encara s'utilitzen avui dia, però el nombre ha disminuït considerablement. Per entendre com funcionen, és important saber que el vent és una forma d'energia solar.
Descripció general
Les turbines eòliques funcionen amb corrents de vent. Però, per què el vent és capaç de generar electricitat? Aquest fenomen es produeix pel fet que hi ha un escalfament desigual de l'atmosfera terrestre, l'estructura de la superfície del planeta és irregular i també perquè gira. Els aerogeneradors, o generadors eòlics, són capaços de convertir l'energia cinètica del vent en energia mecànica, que després es pot utilitzar per a altres tasques.
Com generen exactament electricitat aquests dispositius amb el vent normal? De fet, tot és bastant senzill. El principi de funcionament d'aquesta turbina és directament oposat al funcionament d'un ventilador. Sota la influència de la força del vent, les pales de l'aerogenerador giren, que, al seu torn, fan que l'eix connectat al generador produeixi electricitat per girar.
Tipus de turbina
Hi ha diversos tipus de diferents turbines. Els enginyers distingeixen dues categories principals que s'utilitzen actualment. La primera categoria és horitzontal-axial i la segona categoria és vertical-axial. El primer tipus d'aerogenerador té el disseny més habitual, que inclou dues o tres pales. Les unitats amb tres pales funcionen segons el principi de "contra el vent". Els mateixos elements estan configurats de manera que miren el vent.
Una de les turbines més grans del món és GE Wind Energy. La potència d'aquest dispositiu és de 3,6 megawatts. Val la pena assenyalar aquí que com més gran és la turbina, més eficient és. A més, la relació benefici-preu també millora amb la mida de l'agregat.
Totals de turbina
El primer indicador pel qual es selecciona un dispositiu és l'engegada. Si prenem turbines de "servei", la seva potència pot començar a partir de 100 kW i arribar a diversos MW. També és important tenir en compte que els aerogeneradors tant verticals com horitzontals es poden agrupar. Aquests grups s'anomenen més comunament parcs eòlics. L'objectiu d'aquests llocs és el subministrament a l'engròs d'electricitat a l'objecte desitjat.
Si parlem de petites turbines individuals, la potència de les quals és inferior a 100 kW, s'utilitzen més sovint per subministrar electricitat a cases particulars, antenes de telecomunicacions o per subministrar energia a bombes de transvasament d'aigua. Cal tenir en compte que les turbines petites també es poden utilitzar en combinació amb motors dièsel.generadors, bateries o plaques solars. Aquest sistema s'anomena sistema híbrid. S'utilitzen en llocs on no hi ha cap altra possibilitat de connectar-se a la xarxa elèctrica.
Avantatges de les turbines verticals
En l'actualitat, els dispositius de tipus vertical s'utilitzen molt més sovint. Això es justifica pel fet que el tipus vertical té una sèrie d'avantatges sobre els horitzontals.
En torres de tipus vertical, la càrrega actuarà de manera més uniforme, cosa que facilita la creació d'una estructura més gran pel que fa a les seves dimensions. A més, per instal·lar el rotor en aquest tipus de turbina, no cal cap equip addicional. Un avantatge important que augmenta l'eficiència del treball és que les pales de les turbines verticals es poden retorçar, en forma d'espiral. Això és molt important, perquè en aquest cas l'energia eòlica els afectarà tant a l'entrada com a la sortida, fet que, per descomptat, augmenta l'eficiència de la instal·lació.
Un dels avantatges més importants de les turbines verticals és que quan s'instal·len, no té sentit ajustar l'eix al flux del vent. Aquest tipus de dispositiu funcionarà amb un corrent de vent que bufa a banda i banda.
Aerogenerador Bolotov
Aquesta unitat es diferencia d' altres dispositius. Per al funcionament normal de la turbina, no cal adaptar-la a les diferents condicions meteorològiques. L'element d'energia eòlica d'aquest disseny és capaç de percebre el vent des de qualsevol costat, sense capoperacions de configuració. A més, aquest tipus d'estacions no requereix que la torre giri quan canvia la direcció del vent. Un altre avantatge dels aerogeneradors verticals (VAWT - central eòlica amb eix generador vertical) és que tenen un disseny especial que permet treballar amb fluxos de vent de qualsevol potència. El funcionament fins i tot durant les tempestes és possible. És possible escollir el nombre de mòduls d'instal·lació. La potència de sortida de la turbina dependrà del seu nombre. És a dir, canviant el nombre de mòduls, podeu canviar la potència de la unitat, cosa que és molt convenient. Un altre avantatge és que l'element de força del vent està muntat de manera que permet una conversió d' alta eficiència d'energia cinètica en energia mecànica.
Dimensions de l'aerogenerador Biryukov i Blinov
Aquest dispositiu té un rotor de dos pisos amb un diàmetre de 0,75 m. L'alçada d'aquest element és de 2 m. Sota l'acció d'un vent fresc, aquest rotor va poder fer girar completament el rotor d'un dispositiu asíncron. eix amb una potència de fins a 1,2 kW. La turbina podria suportar la força del vent de fins a 30 m/s sense fallar.
Val la pena parlar de per què l'aerogenerador es considera un èxit de dos científics. El cas és que als anys 60. a l'URSS, el científic Biryukov va patentar un generador eòlic de carrusel amb KIEV 46%. Tanmateix, una mica més tard, l'enginyer Blinov va poder utilitzar el mateix disseny, però amb un indicador del 58% KIEV.
Turbinestipus hiperboloide
Les turbines eòliques de tipus hiperboloide es basaven en les idees d'un enginyer com Shukhov Vladimir Grigoryevich.
Les característiques d'aquest tipus de turbina inclouen el fet que té una àrea de treball més gran del flux del vent. Si comparem aquest indicador amb altres categories de dispositius, aleshores el tipus hiperboloide mostra resultats un 7-8% millors, si comptem des de l'àrea escombrada. Aquest indicador és vàlid per a aquells tipus en els quals l'àrea de treball del flux del vent és de paletes. Si comparem aquest tipus, per exemple, amb les turbines Darrieus i Savonius, la diferència serà del 40-45%.
Les propietats especials d'aquesta categoria d'unitats també inclouen el fet que són capaços de treballar amb fluxos d'aire ascendents. És molt productiu si instal·leu el generador a prop d'un llac, un pantà, un vessant, etc.
Els avantatges d'aquestes turbines inclouen el fet que la línia de contacte de la capa activa d'aire, que renta l'hiperboloide, serà 1,6 vegades més llarga que la d'un cilindre similar que gira com un aerogenerador rotatiu. Naturalment, d'aquí la conclusió que l'eficiència serà més gran en la mateixa quantitat.
Defectes
Malgrat els nombrosos avantatges i característiques d'aquestes turbines, també tenen alguns inconvenients.
Els factors negatius inclouen el fet que quan les pales del generador giren contra els corrents del vent, aquest tipus de generador incorrerà en pèrdues importants, que, al seu torn, provocaran una disminució de l'eficiència del treball a la meitat aproximadament. La disminució d'aquest indicador és molt notable si comparem les turbines verticals amb les horitzontals, que no presenten aquestes pèrdues.
Un altre desavantatge és que l'aerogenerador vertical ha de ser molt llarg. Si el col·loqueu a prop del terra, on la velocitat del vent és molt més baixa que a gran alçada, pot haver-hi problemes amb l'arrencada del rotor, que necessita una empenta per començar a funcionar. Per si mateix, no comença gens. Per descomptat, podeu instal·lar torres especials per aixecar les pales més amunt, però la part inferior del rotor encara serà massa baixa.
Altres desavantatges inclouen el fet que a l'hivern es formaran glaçons a les pales dels aerogeneradors. També val la pena destacar la gran quantitat de soroll que emeten les turbines durant el funcionament. Algunes de les instal·lacions són fins i tot capaces de produir infrasons nocius durant el seu funcionament. Provoca vibracions, que poden fer que els vidres, les finestres i els plats tremolin.
Fet curiós: els aerogeneradors de RimWorld es van utilitzar com a font d'energia.
