Dikey rüzgar türbinleri

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Günümüzde enerji üretmenin çok daha gelişmiş yolları olsa da, eskiden rüzgar türbinleri neredeyse her yerde kullanılıyordu. Tabii ki, bugün hala kullanılıyorlar, ancak sayıları önemli ölçüde azaldı. Nasıl çalıştıklarını anlamak için rüzgarın bir güneş enerjisi biçimi olduğunu bilmek önemlidir.

Genel Açıklama

Rüzgar türbinleri rüzgar akımlarını kullanarak çalışır. Ama rüzgar neden elektrik üretebiliyor? Bu fenomen, dünya atmosferinin eşit olmayan bir şekilde ısınması, gezegenin yüzeyinin yapısının düzensiz olması ve ayrıca dönmesi nedeniyle oluşur. Rüzgar türbinleri veya rüzgar jeneratörleri, rüzgarın kinetik enerjisini daha sonra başka görevler için kullanılabilecek mekanik enerjiye dönüştürebilir.

Bu cihazlar normal rüzgar kullanarak tam olarak nasıl elektrik üretiyor? Aslında, her şey oldukça basittir. Böyle bir türbinin çalışma prensibi, bir fanın çalışmasının tam tersidir. Rüzgar kuvvetinin etkisi altında rüzgar türbininin kanatları döner ve bu da jeneratöre bağlı şaftın elektrik üretmesine neden olur.

Türbin türleri

Çeşitli türbinlerin birkaç türü vardır. Mühendisler şu anda kullanımda olan iki ana kategoriyi ayırt eder. Birinci kategori yatay eksenli, ikinci kategori dikey eksenlidir. İlk tip rüzgar türbini, iki veya üç kanat içeren en yaygın tasarıma sahiptir. Üç kanatlı üniteler "rüzgara karşı" prensibi ile çalışır. Öğelerin kendileri rüzgara bakacak şekilde ayarlanmıştır.

Dünyanın en büyük türbinlerinden biri GE Rüzgar Enerjisidir. Bu cihazın gücü 3,6 megavattır. Türbin ne kadar büyükse, o kadar verimli olduğunu burada belirtmekte fayda var. Ayrıca, fayda-fiyat oranı da toplamın boyutuyla birlikte iyileşir.

Türbin toplamları

Bir cihazın seçildiği ilk gösterge güçtür. "Servis" türbinlerini alırsak, güçleri 100 kW'dan başlayabilir ve birkaç MW'a ulaşabilir. Hem dikey hem de yatay rüzgar türbinlerinin birlikte gruplanabileceğini de belirtmek önemlidir. Bu tür gruplara en yaygın olarak rüzgar çiftlikleri denir. Bu tür sitelerin amacı, istenilen nesneye toptan elektrik tedarikidir.

Gücü 100 kW'tan az olan küçük tekli türbinlerden bahsedecek olursak, çoğunlukla özel evlere, telekomünikasyon antenlerine elektrik sağlamak veya su transfer pompalarına enerji sağlamak için kullanılırlar. Küçük türbinlerin de dizel motorlarla birlikte kullanılabileceği unutulmamalıdır.jeneratörler, piller veya güneş panelleri. Böyle bir sisteme hibrit sistem denir. Elektrik şebekesine bağlanmanın başka imkanı olmayan yerlerde kullanılırlar.

Dikey türbinlerin avantajları

Şu anda dikey türdeki cihazlar çok daha sık kullanılmaktadır. Bu, dikey türün yatay türlere göre bir takım avantajlara sahip olması gerçeğiyle doğrulanır.

Dikey tip kulelerde yük daha dengeli hareket edecek, bu da boyutları açısından daha büyük bir yapı oluşturmayı kolaylaştıracaktır. Ayrıca rotoru bu tip türbin üzerine monte etmek için ek bir donanıma gerek yoktur. İş verimliliğini artıran önemli bir avantaj, dikey türbin kanatlarının spiral şeklinde - bükülebilir hale getirilebilmesidir. Bu çok önemli çünkü bu durumda rüzgar enerjisi onları hem girişte hem de çıkışta etkileyecek ve bu da elbette tesisatın verimini artıracaktır.

Dikey türbinlerin en önemli avantajlarından biri, kurulduğunda ekseni rüzgar akışına göre ayarlamanın bir anlamı olmamasıdır. Bu tür bir cihaz, her iki taraftan esen bir rüzgar akışıyla çalışır.

Bolotov rüzgar türbini

Bu ünite diğer cihazlardan sıyrılıyor. Türbin normal çalışması için çeşitli hava koşullarına adapte edilmesine gerek yoktur. Bu tasarımın rüzgar enerjisi elemanı, rüzgarı herhangi bir yönden algılayabilmektedir.ayar işlemleri. Ayrıca bu istasyon tipi rüzgar yönü değiştiğinde kulenin dönmesini gerektirmez. Dikey rüzgar türbinlerinin (VAWT - dikey jeneratör şaftlı rüzgar santrali) bir diğer avantajı, herhangi bir güçteki rüzgar akışlarıyla çalışmanıza izin veren özel bir tasarıma sahip olmalarıdır. Fırtınalar sırasında bile çalışması mümkündür. Kurulum modüllerinin sayısını seçmek mümkündür. Türbinin çıkış gücü, sayılarına bağlı olacaktır. Yani, modül sayısını değiştirerek, çok uygun olan ünitenin gücünü değiştirebilirsiniz. Diğer bir avantaj ise, rüzgar kuvveti elemanının, kinetik enerjinin mekanik enerjiye yüksek verimli bir şekilde dönüştürülmesine izin verecek şekilde monte edilmesidir.

Biryukov ve Blinov rüzgar türbininin boyutları

Bu cihaz, 0,75 m çapında iki katlı bir rotora sahiptir. Bu elemanın yüksekliği 2 m'dir. Taze bir rüzgarın etkisi altında, böyle bir rotor, bir asenkron rotorunu tamamen döndürebildi 1,2 kW'a kadar güce sahip şaft. Türbin, hatasız 30 m/s'ye kadar rüzgar kuvvetine dayanabilir.

Rüzgar türbininin neden iki bilim insanının başarısı olarak görüldüğü hakkında konuşmaya değer. Mesele şu ki, 60'larda. SSCB'de bilim adamı Biryukov, %46 KIEV ile bir atlıkarınca rüzgar jeneratörünün patentini aldı. Ancak, kısa bir süre sonra, mühendis Blinov aynı tasarımı kullanabildi, ancak %58 KIEV göstergesiyle.

Türbinlerhiperboloid tipi

Hiperboloid tipi rüzgar türbinleri, Shukhov Vladimir Grigoryevich gibi bir mühendisin fikirlerine dayanıyordu.

Bu tür türbinin özellikleri arasında rüzgar akışının daha geniş bir çalışma alanına sahip olması yer alır. Bu göstergeyi diğer cihaz kategorileriyle karşılaştırırsak, süpürülen alandan sayarsak hiperboloid tipi sonuçları %7-8 daha iyi gösterir. Bu gösterge, rüzgar akışının çalışma alanının kanatlı olduğu türler için geçerlidir. Bu tipi örneğin Darrieus ve Savonius türbinleriyle karşılaştırırsak aradaki fark %40-45 olacaktır.

Bu ünite kategorisinin özel özellikleri, yukarı doğru hava akışlarıyla çalışabilmelerini de içerir. Jeneratörü göl, bataklık, yamaç vb. yakınına kurarsanız çok verimlidir.

Bu tür türbinlerin avantajları, hiperboloidi yıkayan aktif hava tabakasının temas hattının, döner rüzgar jeneratörü gibi dönen benzer bir silindirinkinden 1,6 kat daha uzun olacağı gerçeğini içerir. Doğal olarak, bu nedenle verimliliğin aynı miktarda daha fazla olacağı sonucu.

Kusurlar

Bu türbinlerin birçok avantajına ve özelliğine rağmen bazı dezavantajları da vardır.

Olumsuz faktörler arasında, jeneratör kanatları rüzgar akımlarına karşı döndüğünde, bu tür jeneratörlerin önemli kayıplara neden olacağı ve bunun da iş verimliliğinde yaklaşık yarı yarıya azalmaya yol açacağı gerçeği yer almaktadır. Dikey türbinleri, bu tür kayıpları olmayan yatay türbinlerle karşılaştırırsak, bu göstergedeki düşüş çok belirgindir.

Diğer bir dezavantajı ise dikey rüzgar türbininin çok uzun olması gerektiğidir. Rüzgar hızının yüksek irtifadan çok daha düşük olduğu yere yakın bir yere yerleştirirseniz, çalışmaya başlamak için itmeye ihtiyaç duyan rotorun çalıştırılmasında sorunlar olabilir. Kendi başına, hiç başlamaz. Elbette, kanatları daha yükseğe kaldırmak için özel kuleler kurabilirsiniz, ancak rotorun alt kısmı yine de çok düşük olacaktır.

Diğer dezavantajlar, kışın rüzgar türbinlerinin kanatlarında buz sarkıtlarının oluşması gerçeğini içerir. Çalışma sırasında türbinlerin yaydığı büyük miktarda gürültüyü de belirtmekte fayda var. Bazı kurulumlar, çalışmaları sırasında zararlı kızılötesi ses üretme yeteneğine bile sahiptir. Titreşime neden olur ve bu da camın, pencerelerin, tabakların tıkırdamasına neden olabilir.

Eğlenceli gerçek: RimWorld'ün rüzgar türbinleri güç kaynağı olarak kullanıldı.