Descrierea și caracteristicile diferitelor tipuri de generatoare eoliene, punctele forte și punctele slabe ale acestora și aplicațiile în diferite domenii.
la continut?
Introducere
Preocuparea pentru mediu și pentru propriul portofel a determinat mințile strălucitoare ale omenirii să inventeze și să implementeze noi metode de producere a energiei, a căror sursă ar fi resursele inepuizabile: soarele, apa și vântul. Utilizarea fiecărei astfel de surse are avantajele și dezavantajele sale, dar energia eoliană este considerată cea mai accesibilă și eficientă.
Desigur, natura impune anumite restricții privind utilizarea generatoarelor eoliene, iar costurile materiale ale producerii a 1 kW de energie electrică din energia solară și eoliană sunt aproximativ comparabile. Dar la latitudinile nordice, în special în regiunile de coastă, utilizarea generatoarelor eoliene este în afara competiției.
Întrebarea fezabilității instalării se bazează pe viteza medie a vântului din regiune. Incepand de la 4 m/s se considera potrivita instalarea unui generator eolian, iar la 9-12 m/s functioneaza cu randament maxim. Dar puterea generatorului eolian depinde nu numai de viteza fluxului vântului (diagrama 1), ci și de diametrul rotorului și de zona paletelor (diagrama 2).
la continut?
Calcul
Dacă viteza medie a vântului este cunoscută, atunci prin manipularea valorilor diametrului șurubului sau a zonei acestuia, este posibil să se obțină puterea corespunzătoare a instalației, care este necesară.
P = 2D*3V/7000, kW, unde P este puterea; D este diametrul șurubului, m; V este viteza vântului în m/s.
Această formulă de calcul a randamentului generatorului eolian este valabilă doar pentru tipul palete-orizontal.
la continut?
feluri
În prezent, există 2 tipuri de generatoare eoliene în producție în serie:
Dar au un dezavantaj serios - se mișcă încet. Pentru a o depăși, se folosesc cutii de viteze step-up, ceea ce reduce oarecum eficiența.
Avantaje:
- Viteză de rotație mai mare, permite conectarea cu generatorul, ceea ce crește eficiența;
- Ușurință de fabricație;
- O mare varietate de modele.
Dezavantaje:
- Nivel ridicat de zgomot și poluare cu ultrasunete. Poate fi periculos pentru sănătatea oamenilor. Prin urmare, instalațiile industriale generatoare sunt amplasate în locuri pustii;
- Necesitatea utilizării unui stabilizator și a dispozitivelor de direcție a vântului;
- Viteza de rotație este invers proporțională cu numărul de lame, astfel încât modelele industriale rareori folosesc mai mult de trei lame.
Lucrările pentru depășirea ultimului dezavantaj sunt în desfășurare de ceva timp. Au fost dezvoltate și produse mai multe modele mici de generatoare eoliene. Eficiența lor este destul de mare pentru clasa sa de putere, datorită structurii originale a lamei.
Zona de rezistență la vânt într-un astfel de model este minimă, poate funcționa cu forțăviteza vântului de 2 m/s și puterea de 30 W în același timp. Dar ținând cont de faptul că până la 40% din energie se duce la frecare și alte pierderi la modelele din această clasă, restul de 18 W nu este suficient nici măcar pentru aprinderea cu un singur bec. Pentru utilizare la țară sau într-o casă privată este nevoie de ceva mai serios.
la continut?
Alegerea modelului
Costul unui set de generator eolian, invertor, catarg, SHAVR — dulap pentru includerea automată a rezervei, depinde direct de putere și eficiență.
Putere maximă kW Diametrul rotorului m Înălțimea catargului
m Viteza nominală m/s Tensiune înaltă
marţi
0,55 2,5 6 8 24
2,6 3,2 9 9 120
6,5 6,4 12 10 240
11,2 8 12 10 240
22 10 18 12 360
După cum putem vedea, sunt necesare generatoare de mare putere pentru a alimenta integral sau parțial imobilul cu energie electrică, care sunt destul de problematici de instalat pe cont propriu. În orice caz, investițiile mari de capital și necesitatea de a efectua lucrări de instalare a catargului cu ajutorul echipamentelor speciale reduc semnificativ popularitatea sistemelor de energie eoliană pentru uz privat.
Există generatoare eoliene portabile de putere mică care pot fi luate cu tine în călătorie. Aceste modele compacte se montează rapid la fața locului, nu necesită îngrijire specială și oferă suficientă energie pentru o odihnă confortabilă în natură.
Și deși puterea maximă a unui astfel de model este de doar 450 W, aceasta este suficientă pentru a ilumina întregul camping și face posibilă utilizarea aparatelor electrocasnice departe de civilizație.
Pentru întreprinderile mijlocii și mici, instalarea mai multor centrale eoliene ar putea oferi economii semnificative la costurile energetice. Multe companii europene sunt angajate în producția de produsede acest tip
Acestea sunt sisteme de inginerie complexe care necesită prevenire și întreținere, dar puterea lor nominală este de așa natură încât poate acoperi nevoile întregii producții. De exemplu, în Texas, la cel mai mare parc eolian din SUA, doar 420 de astfel de generatoare produc 735 de megawați pe an.
la continut?
Ultimele evoluții
Progresul nu stă pe loc, iar noile dezvoltări ridică eficiența generatoarelor eoliene la noi înălțimi, la propriu. Una dintre părțile cele mai consumatoare de timp ale creării unei centrale eoliene a fost instalarea sistemelor de sol: catarg, generator, rotor, pale. La altitudini joase, aproape de sol, curenții vântului nu sunt constanți, iar creșterea capacităților de generare la o altitudine mare face catargul să fie prea complicat și costisitor.
Acum acest lucru poate fi evitat. Compania Makani Power a dezvoltat un generator eolian zburător — o aripă care, lansând-o la o altitudine mare de 550 m, poate obține până la 1 MW de energie electrică pe an.