Funksjons- og konstruksjonstrekk ved moderne typer vindparker

Artikkelen diskuterer prinsippet om drift og design ytelsesegenskaper for moderne vindturbiner for industri og privat sektor.

Siden eldgamle tider har menneskeheten forsøkt å temme vinden ved å stille den til tjeneste. Til å begynne med var det seilskuter som bruker vindenergi til sin bevegelse, så begynte vindmøller å bli brukt i dagliglivet, men nå er tiden inne for å bruke vindenergi i vindgeneratorer for å generere elektrisitet som tjener mennesker.

I utlandet produseres en ganske stor del av elektrisiteten av vindkraftverk (HPP), som ærlig talt ikke kan sies om Russland og landene i det post-sovjetiske rommet. Her er det åpenbart – vi er blant etternølerne.

Bruken av vindparker i de utviklede landene i verden gjør det mulig å løse ikke bare problemene med autonom strømforsyning av villaer, landsteder, dacha-samfunn, men også miljøproblemer, siden det ikke er noen miljøforurensning under produksjon av elektrisitet fra moderne vindturbinparker i det hele tatt.

La oss se på driftsprinsippet og mer detaljert hovedtypene av moderne vindkraftverk.

Prinsippet for drift av vindgeneratorer

Ethvert handlingsprinsipp vindkraftverk (HPP) består i å konvertere den kinetiske energien til luftstrømmen som beveger seg gjennom planet til bladene eller turbinene til elektrisk energi - ved bruk av elektriske generatorer. Den vanligste typen moderne vindkraftverk er vindkraftverk med blader, som kombinerer vindkraftverk med blader med en horisontal rotasjonsakse og roterende generatorer med en karusell, der - rotasjonsaksen er plassert vertikalt. Nedenfor skal vi se nærmere på disse typer vindgeneratorer.

Design av hovedtypene vindturbiner

Hver vindgenerator består strukturelt av en base, ellers kalt en mast, en roterende enhet med roterende blader eller en vindturbin, generatorgenerert elektrisitet og et batteri. Det kreves også en kontroll- og konverteringsenhet i hver vindpark.

Når det gjelder antall blader, kan vannkraftturbiner være to, tre og flerbladede. Tre-blads turbiner er de vanligste.For å forhindre for tidlig svikt i vindturbiner, er vindkraftverk utstyrt med et system for aeromekanisk stabilisering av rotasjonshastigheten til bladene.

En elektrisk generator som genererer elektrisitet i et vindkraftverk er direkte koblet til turbinen, når rotasjonsaksen til vindturbinen og generatoren er den samme, eller gjennom en mekanisk transmisjon som overfører rotasjonsbevegelsene til turbinbladene til generator. Moderne vindparker bruker hovedsakelig synkrone flerpolede børsteløse generatorer med permanente magneter, som er strukturelt laget i et helt lukket hus og av standardelementer.

Avhengig av retningen og "trykket" til luftstrømmen på turbinens blader, kan den reorienteres ved hjelp av rotasjonsmekanismen til installasjonen i retningen som er optimal for dens effektive drift.

Funksjonelt er strømstyrings- og konverteringsenheten utformet for å lagre den elektriske energien som genereres av vindparken i lagringsbatteriene med dens påfølgende konvertering fra 12V likespenning til 220V AC spenning — ved hjelp av en "omformer".

Kontrollenheten gjør det også mulig å overvåke og kontrollere batteriladeprosessen, kraften til den elektriske generatoren, etc.

De ulike alternativene for etterbehandling av moderne vindparker, både for industriell bruk og for de som brukes i privat sektor, lar deg velge hvert, det mest optimale alternativet for hver bruker.

For øyeblikket er de mest utbredte i verden vindgeneratorer av bladtypen, hvis rotasjonsakse til bladene er parallelle eller horisontale med luftstrømmens retning. I utgangspunktet skal vi snakke om disse vindturbinene senere.

Et vindparkblad med horisontal rotasjonsakse

Effektiviteten ved å bruke vindenergi for denne typen vindturbiner når 48 %, som er mye høyere enn for karusellgeneratorer. Denne typen vindgeneratorer kan være med to og tre blader.

Her oppnås den mest effektive driften av enheten når vinden rettes vinkelrett på rotasjonsplanet til generatorbladene. Derfor, selv strukturelt, har denne typen «vindturbiner» en enhet som tillater automatisk rotasjon av generatoren vinkelrett på vindretningen. Energiproduksjonen til denne typen vindpark avhenger direkte av vindens hastighet (dens trykk), samt diameteren og arealet til bladene til selve vindturbinen.

Karusell eller roterende vindparker

Denne typen vindturbiner har en vertikal rotasjonsakse, med et hjul montert på den og festet på den, som mottar overflater for vinden. En vesentlig fordel med denne typen vindparker er at de kan jobbe uten å endre posisjon – i alle retninger av luftstrømmen. Denne typen vindturbiner er saktegående og stillegående, og lavhastighets flerpolede elektriske generatorer brukes som generatorer for å generere kraft.

Moderne vindpark med horisontal og vertikal rotasjonsakse

Andre typer moderne vindparker

I tillegg, helt nylig, har de siste vindturbinutviklingene dukket opp med fundamentalt nye design, som strukturelt består av en trebærende base plassert på et kraftig fundament. En ringformet generator er montert på basen, med et innebygd lager og en sentral rotor. Ringen til en slik generator kan være over 100 meter i diameter. Slike vindparker brukes til industriell energiproduksjon.

Det er også vindparker i drift, bestående av flere dusin små vindturbiner - moduler, strukturelt forent i et enkelt feilsøkingssystem for å generere elektrisitet.

Senere har amerikanske spesialister utviklet og satt i industriell produksjon et lite vindkraftverk «Windgate» beregnet for privat sektor. Turbinhjulet når 1,8 meter i diameter og roterer på en horisontal akse. Endene av bladene til en slik turbininstallasjon har permanente magneter, som et resultat av at vi faktisk har en stor rotor - roterende i et integrert foringsrør av statoren til installasjonen. Slike Windgate vindgeneratorer kan til og med installeres på taket av et privat hus eller hytte og er veldig effektive, og prisen deres er omtrent 4,5-5 tusen amerikanske dollar.

Konklusjon

Det skal bemerkes at byggingen av vindkraftverk stadig forbedres, og følgelig forbedres deres teknologiske parametere, aerodynamikk, og viktigst av alt, prisen på disse økologisk rene energiblokkene i fremtiden blir mindre og mindre "bitende" for en enkel forbruker.