Razredi, konstrukcijske značilnosti in shema delovanja vetrnih turbin

Naravni energetski viri Zemlje se nenehno zmanjšujejo, kar vodi v nenehno iskanje človeštva za vedno novimi, alternativnimi in obnovljivimi viri energije, ki mu zagotavljajo življenje, tako zdaj kot v prihodnosti. Eden takšnih alternativnih in obnovljivih virov energije je energija vetra.

Prva vetrna turbina, ki je za proizvodnjo električne energije uporabljala energijo vetra, je bila zgrajena na Danskem v poznem devetnajstem stoletju. Od takrat človeštvo nenehno uporablja energijo vetra, še posebej na težko dostopnih območjih, kjer je uporaba drugih virov energije nemogoča. Izraba vetrne energije seveda ni v takšnem obsegu, kot bi si želeli.

Kakšno je načelo vetrnega generatorja za proizvodnjo električne energije?

Tukaj se vse zgodi precej preprosto.Veter s svojim pritiskom vrti kolo z lopaticami, ki preko menjalnika prenese nastali navor na gred generatorja vetrne turbine... Gred z rotorjem vetrnega generatorja, ki se vrti v svojem statorju, nam ustvarja enosmerni električni tok. .

Baterijski sklop, ki je sestavljen iz ene ali več baterij in je vključen v zasnovo WPP (vetrna elektrarna) — deluje kot hranilnik "presežne", trenutno neporabljene električne energije, ki se po potrebi odda porabnikom, na primer v času brezvetra. Naprava za pretvorbo napetosti (inverter) ima s svojo funkcijo pretvorbo enosmernega električnega toka v izmenični, z omrežno napetostjo 220V in frekvenco 50Hz.

Sodobna industrija proizvaja vetrne turbine (VE) od najmanjših, na primer G-60 s petimi lopaticami s premerom le 0,75 m in težo le 9 kg z močjo okoli 60 W, do velikih industrijskih vetrnih turbin z premer kolesa približno 60 m.

Zdaj pa preidimo na osnovna načela, ki se uporabljajo pri klasifikaciji vetrnih turbin.

Razvrstitev vetrnih turbin glede na vrtilno os.

Glede na lokacijo osi vrtenja njegovega rotorja - vetrni generatorji so na voljo z vodoravno in navpično osjo vrtenja.

• Najbolj priljubljeni vetrni generatorji na svetu z vodoravno osjo vrtenja rotorja, ko je ta os vzporedna z zemeljsko površino. Ta vrsta vetrnih turbin se popularno imenuje "mlini na veter". Os takih vetrnih generatorjev se samodejno obrne proti vetru, tudi z majhno silo.

• Lopatice vetrne turbine z navpično vrtilno osjo se vrtijo v ravnini, ki je pravokotna na ravnino zemeljskega površja.Pri tem obračanje same turbine v smeri vetra ni potrebno, saj bo turbino v vsakem primeru obračal veter iz vseh možnih smeri. V kateri koli smeri vetra ima turbina z navpično vrtilno osjo samo polovico lopatic obrnjenih v veter, zato se v takšnih generatorjih dejansko porabi polovica njihove moči.

Vetrne turbine z navpično osjo vrtenja so precej enostavne za namestitev in vzdrževanje, saj se njihov generator in menjalnik nahajata na površini zemlje.Pomanjkljivosti generatorjev z navpično osjo vrtenja so njihova draga namestitev in precej velika zasedena površina. s takim generatorjem v primerjavi z generatorjem z vodoravno osjo vrtenja.

Kar zadeva področja uporabe generatorjev z različnimi osmi vrtenja lopatic, je treba povedati, da se vetrni generatorji z vodoravno osjo vrtenja pogosteje uporabljajo za industrijsko proizvodnjo energije, čeprav jih je veliko v zasebnem sektorju med Prebivalstvo. Vetrne turbine z navpično osjo se večinoma uporabljajo za proizvodnjo električne energije v vikend naseljih in majhnih zasebnih kmetijah.

Razvrstitev vetrnih turbin glede na število lopatic.

Glede na število lopatic so vetrni generatorji dvokraki, trikraki in večkraki, pri čemer je število turbinskih lopatic okoli 50 kosov in več.

Večkrake vetrne turbine se uporabljajo, kadar je potrebno samo dejstvo velikega števila vrtljajev v turbini, na primer za pogon črpalke za črpanje vode ipd. Za namene pridobivanja električne energije se takšne vetrne turbine dejansko ne uporabljajo. .

Razvrstitev glede na material, uporabljen za izdelavo rezil.

Tu ločimo naslednje razrede vetrnih turbin:

• Lebdeči generatorji ali "jadralci".

• Generatorski agregati s trdnimi rezili.

Upoštevajte, da je izdelava jadralnih lopatic veliko lažja in cenejša kot toge lopatice iz kovine ali steklenih vlaken.

Prebivalstvo skoraj nikoli ne uporablja jadralnih lopatic, saj je treba pokrivni material takšnih lopatic zamenjati skoraj po vsakem "resnejšem" vetru.

Razvrstitev vetrnih turbin glede na korak propelerja.

Z vidika te metrike imajo vse vetrne turbine propelerje s fiksnim in spremenljivim korakom. Jasno je, da spremenljivi korak propelerja vetrne turbine vodi do znatnega povečanja razpona optimalnih vrtilnih hitrosti njegovih lopatic. Toda hkrati je mehanizem, ki zagotavlja te funkcije vetrnim generatorjem, precej zapleten in zahteva kovino - kar v veliki meri vodi do povečanja stroškov zasnove samega vetrnega generatorja, pa tudi do zmanjšanja njegove zanesljivosti pri delovanju .

Sodobne vetrne turbine v zasebnem sektorju

Zaključek.

Na koncu, če naredimo majhen povzetek gradiva, ki smo ga predstavili, bomo rekli, da je na svetu veliko projektov in klasifikacij vetrnih elektrarn. Zato vsak od nas za svojo optimalno izbiro na svoji kmetiji potrebuje ustrezno znanje, ki vam ga skušamo posredovati v naših člankih.