Vertikal shamol turbinalari. Yangi shamol turbinasi nima va u qanday? Yopiq shamol turbinalarining yangi turlari

Yangi yaratilgan shamol turbinasi karusel tipidagi vertikal - eksenel shamol turbinalari (xalqaro qisqartma VAWT) ko'rinishidagi qayta tiklanadigan energiya manbalariga taalluqlidir.

Zamonaviy dunyoda ular qayta tiklanadigan energiya manbalariga, jumladan, shamol energiyasiga tayandilar. Gorizontal aylanish o'qi bilan parvona tipidagi shamol turbinalari ustunlik qiladi. Bunday generatorlar kuchli qo'llab-quvvatlovchi minoralar va yuqori tezlikli vites qutilarini talab qiladi, bu esa to'lov muddatini oshiradi. Bundan tashqari, bunday birliklar kuchli past chastotali shovqin manbalari hisoblanadi. Bu holatlar xaridorlar doirasini cheklaydi va ularni an'anaviy shamol energiyasi generatorlariga muqobil izlashga majbur qiladi.

Yangi yaratilgan shamol turbinasi karusel tipidagi vertikal - eksenel shamol turbinalari (xalqaro qisqartma VAWT) ko'rinishidagi qayta tiklanadigan energiya manbalariga taalluqlidir.

Vertikal turdagi rotorlarning afzalligi, birinchi navbatda, pastroq to'lov muddati, shuningdek, ular shamol tezligining keng diapazonida ishlashga imkon beradi. Gorizontal o'qi bo'lgan rotorlar ma'lum bir cheklovchi shamol tezligida avtorotatsiyaning himoya rejimiga o'tkaziladi, ularning ortiqcha qismi strukturani yo'q qilishga olib keladi.

Ushbu rejimda pervanel multiplikatordan va generatordan uziladi, elektr energiyasi ishlab chiqarilmaydi. Va vertikal o'qi bo'lgan rotorlar gorizontal o'qi bo'lgan rotorlarga qaraganda teng shamol tezligida sezilarli darajada kamroq mexanik stresslarni boshdan kechiradi. Bundan tashqari, ikkinchisi qimmat shamol yo'nalishi tizimlarini talab qiladi.

Holbuki, vertikal o'q rotorlari har qanday shamol yo'nalishida ishlashi mumkin. Shuningdek, vertikal rotorlarning afzalligi ularning past shovqini va shahar joylarida, shu jumladan binolarning tomlarida o'rnatish imkoniyatidir.

Ushbu loyiha doirasida vertikal shamol energiyasi generatorlarini loyihalashda printsipial jihatdan yangi yondashuv taklif etiladi. U pastda joylashgan, bardoshli rotordan foydalanishga asoslangan bo'lib, uning chetida ko'plab yelkanlar - qanotlar mavjud.

Rotor g'ildirak shassisining tayanch oyoqlari bilan jihozlangan bo'lib, u shassi g'ildiraklari tufayli poydevorda barqaror teshikka ega bo'lgan sobit o'q atrofida aylanish imkonini beradi. Ko'pgina yelkanlar - qanotlar aerodinamik kuchlar tufayli katta moment hosil qiladi. Ushbu dizayn quvvat zichligi bo'yicha rekord o'rnatgan narsa. Rotorning diametri 10 metr bo'lishi mumkin.

Shu bilan birga, bunday rotorga 200 kvadrat metrdan ortiq maydonga ega qanotlarni o'rnatish mumkin, bu esa yuz kilovattgacha elektr energiyasini ishlab chiqarish imkonini beradi. Shu bilan birga, bunday agregatlarning og'irligi shunchalik kichikki, uni binolarning tomlariga o'rnatish va shu sababli ularni avtonom elektr ta'minoti bilan ta'minlash mumkin. Yoki elektr tarmog‘i yo‘q dashtdagi yirik fermer xo‘jaligini elektr energiyasi bilan ta’minlash mumkin. Quvvatni o'zboshimchalik bilan katta qiymatga oshirishga bunday birliklarni takrorlash orqali erishish mumkin. Ya'ni, bir xil turdagi ko'plab shamol turbinalarini o'rnatish orqali biz kerakli quvvatga erishamiz.

Internet-monitoring davomida turar-joylar, elektr transport vositalariga yonilg'i quyish shoxobchalari, shuningdek, AQSh Mudofaa vazirligi uchun VAWT ishlab chiqaruvchi Amerika kompaniyasi aniqlandi (elektron resurs http://www.vortexis.com/vortexis-engineering.html)

Amerika VAWT va bizning turbinamiz o'rtasidagi uzoq tashqi o'xshashlik bilan quyidagi asosiy farqlar mavjud:

1. Analog VAWT ning ichki qismini aylantiradi. Va tashqi qismi stator (qattiq hidoyat qanoti). Da'vo qilingan ob'ekt butun tizimga ega - bitta rotor. Turbinamizni stator samolyotlari - shamol kontsentratorlari bilan qo'shimcha ravishda to'ldirish mumkin bo'lsa-da.

2. Quvvat rotor, ceteris paribus radiusi bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lgan momentga bog'liq bo'lgani uchun, bizning turbinamiz kattaroq radiusga ega (bir xil o'lchamlarga ega).

3. Bizning turbinamizda analogdan farqli o'laroq gorizontal pervanel mavjud bo'lib, u rotor ichidagi yuqoriga qarab vorteksdan quvvatni olib tashlaydi.

4. Analogning eğimli qanotlari yo'q. Bizning tizimimizda ular 9 dan 18 gacha bo'lgan. Bu qanotlar, to'qqiz qanotli eski modelni va ikki barobar ko'p qanotli yangisini solishtirish orqali ko'rsatilgandek, quvvatni 10% ga oshirdi.

5. Belgilangan kompaniya katta hajmdagi VAWTlarni qila olmaydi. Ariza beruvchi 50...80 kVt gacha quvvatga ega turbinani loyihalashtiradi, bu tasvirlangan hamkasbining ishlashidan bir yarim marta yuqoriroqdir.

Texnik samaradorlikka kelsak. 11 m/s shamol tezligida pichoq balandligi 800 mm va ko'ndalang o'lchami 800 mm bo'lgan prototipimiz 225 Vt (75 aylanish tezligida) mexanik quvvatni ishlab chiqdi. Shu bilan birga, u bir metrdan kam balandlikda er yuzasidan himoyalangan. Http://www.rktp-trade.ru manbasiga ko'ra, taqqoslanadigan quvvat (300 Vt) olti metrli ustunga o'rnatilgan besh qanotli vertikal shamol tegirmoni tomonidan ishlab chiqilgan va u umumiy korpusga o'rnatilgan beshta 1200 mm pichoqga ega. diametri 2000 mm.

Ya'ni, taqqoslangan shamol tegirmonlarining shamol tomonidan supurilgan maydonlarini teng oladigan bo'lsak, prototip 2,5 ... Shundan kelib chiqib, tavsiflangan analogning shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti (KIEV) 0,2 ga teng ekanligini bilib, prototipning KIEV qiymatini 0,48 deb baholash mumkin, bu Savonius va Darier VAWT-larga qaraganda ancha yuqori va mos keladi. eng yaxshi jahon standartlari.Gorizontal - eksenel shamol turbinalari.

Shu bilan birga, prototipning moddiy iste'moli va narxi shamolga yo'naltirilgan mexanizmlarga ega bo'lgan pervanelli shamol tegirmonlari va sayyora tipidagi qimmat uzatuvchi uzatmalar qutisi bilan yuqori darajada joylashgan quvvat moduliga qaraganda ancha past.

Har xil turdagi shamol turbinasi rotorlarining samaradorligini qiyosiy baholash quyidagi 1-jadvalda keltirilgan.

1-jadval

Rotor turi	Aylanish o'qining joylashuvi	Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti (KIEV)	Manba	Eslatmalar
Savonius rotori	vertikal	0,17	R.A. Janson. Shamol turbinalari. M.J. tomonidan tahrirlangan. Osipov. M.: MSTU im. nashriyoti. N.E. Bauman, 2007 yil, 23-bet, 13-rasm	Taxminan sakson yil oldin ishlab chiqilgan sxema - shakl. 7 (e) ko'rsatilgan manbaning 17-betida
Keng oraliqli N-Darie rotori	vertikal	0,38	O'sha yerda	Taxminan bir asr oldin ishlab chiqilgan sxema - shakl. 7 (a) havola qilingan manbaning 17-betida
Ko'p pichoqli qarshilik	vertikal	0,2	Xuddi shu joyda, shuningdek, http://www.rktp-trade.ru veb-saytida ma'lum bir tijorat mahsuloti	Ostonada keng tarqalgan Bolotovning rotori ham shu turga kiradi.
Ikki qanotli pervanel	Gorizontal	0,42	O'sha yerda	Bugungi kunda dunyodagi eng keng tarqalgan shamol turbinasi turi
Bizning turbinamizning rotori (rasmiy ravishda N-Darrie, lekin mahkam yopilgan pichoqlar bilan, ularda eğimli qanotlar va gorizontal pervanel o'rnatilgan)	vertikal	0,48…0,5	Dala o'lchovlari shamol tezligini anemometr bilan, rotor momentini dinamometr bilan, rotor tezligini takometr bilan o'lchash	KIEV bilvosita usullar bilan aniqlanadi. Sotib olinadigan elektr generatorida to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasini o'lchash talab qilinadi.

Shunday qilib, taklif etilayotgan ob'ekt nafaqat yangi va noaniq, balki KIEV uchun eng yaxshi jahon standartlariga javob beradi, u bilan bog'liq xarajatlar va qoplash muddati bo'yicha jahon standartlaridan ustundir.

Kelajakda to'liq o'lchamli tajriba namunasini loyihalash, ishlab chiqarish va sinovdan o'tkazish rejalashtirilgan. Bunday qurilmalarni qishloq joylarida elektrlashtirilmagan hududlar va shaharlarda yangi binolar bilan jihozlash bilan tajriba namunasini tuzatgandan so‘ng ommaviy ishlab chiqarishni tashkil etish rejalashtirilgan. nashr etilgan

Shamol quyosh energiyasining bir shaklidir. Shamollar quyosh tomonidan atmosferaning notekis isishi, yer yuzasining tartibsiz tuzilishi va uning aylanishi natijasida yuzaga keladi. Shamol oqimining traektoriyalari yerning landshafti, suv massalari va o'simliklar bilan o'zgaradi. Odamlar shamoldan yoki uning harakati energiyasidan ko'p maqsadlarda foydalanadilar: suzib yurish, uçurtma uchish va hatto elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun. "Shamol energiyasi" va "shamol energiyasi" atamalari mexanik quvvat yoki elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun shamoldan foydalanish jarayonini tavsiflaydi. Shamol turbinalari (shamol generatorlari) shamolning kinetik energiyasini mexanik energiyaga aylantiradi, bu esa donni maydalash yoki suvni quyish kabi bir qator aniq vazifalar uchun ishlatilishi mumkin.

Xo'sh, shamol turbinalari qanday qilib elektr energiyasini ishlab chiqaradi? Oddiy qilib aytganda, shamol turbinasi fanga qarama-qarshi yo'nalishda ishlaydi. Fan kabi shamol yaratish uchun elektr energiyasidan foydalanish o'rniga, shamol turbinalari elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun shamoldan foydalanadi. Shamol pichoqlarni aylantiradi, ular elektr energiyasini ishlab chiqaradigan generatorga ulangan milni aylantiradi.

"Shamol elektr stantsiyasi" ning ushbu yuqori ko'rinishi shamol turbinalari guruhi iste'molchi tarmoqlari uchun elektr energiyasini qanday ishlab chiqarishi mumkinligini ko'rsatadi. Etkazish va tarqatish liniyalari orqali u uylarga, korxonalarga, maktablarga va hokazolarga kiradi.

Shamol turbinalarining turlari

Zamonaviy turbinalar ikkita asosiy guruhga bo'linadi: gorizontal-eksenel va vertikal-eksenli, frantsuz ixtirochisi nomi bilan atalgan Darrieus modelining "kaltaklari" ga o'xshash. Gorizontal eksa turbinalari odatda ikkita yoki uchta pichoqqa ega. Ushbu uch qanotli turbinalar "shamolga qarshi" ishlaydi, qanotlari shamolga qaragan.

3,6 megavatt quvvatga ega GE Wind Energy turbinasi hozirgacha oʻrnatilgan eng yirik turbinalardir:

Kattaroq turbinalar samaraliroq. Va narx bo'yicha ham.

Shamol turbinasi o'lchamlari

"Xizmat ko'rsatish" shkalasi turbinalarining o'lchamlari diapazoni 100 kilovattdan bir necha megavattgacha. Yirik turbinalar elektr tarmogʻiga toʻla hajmda elektr energiyasi yetkazib beruvchi “shamol fermalari”ga birlashtirilgan.

100 kVt dan past bo'lgan kichik yagona turbinalar uylarni, telekommunikatsiya antennalarini yoki suv uzatish nasoslarini quvvatlantirish uchun ishlatiladi. Kichik turbinalar ba'zan dizel generatorlari, batareyalar va quyosh panellari bilan birgalikda ishlatiladi. Ushbu tizimlar "gibrid shamol tizimlari" deb ataladi va elektr tarmog'iga ulanish imkoni bo'lmagan uzoq joylarda qo'llaniladi.

Shamol turbinasi ichida

Anemometr	Anemometr	Shamol tezligini o'lchaydi va tezlik ma'lumotlarini boshqaruvchiga uzatadi.
Pichoqlar	pichoqlar	Aksariyat turbinalar ikki yoki uchta qanotga ega. Pichoqlar orqali o'tadigan shamol ularni "tushirish" va aylanishga olib keladi.
tormoz	Tormoz	Kritik vaziyatlarda rotorni to'xtatish uchun mexanik, elektr yoki gidravlik tarzda ishlaydigan disk tormozi.
boshqaruvchi	Nazoratchi	Tekshirish moslamasi mashinani taxminan 8-16 mil / soat shamol tezligida ishga tushiradi va mashinani taxminan 55 mil / soat tezlikda o'chiradi. Turbinalar 55 mil / soat dan yuqori shamol tezligida ishlamaydi, chunki kuchli shamol ularni yo'q qilishi mumkin.
vites qutisi	Uzatish qutisi	Mexanik ravishda past tezlikli turbina milini yuqori tezlikli milga ulaydi, aylanish tezligini 30 ... 60 rpm dan 1000 ... 1800 rpm gacha oshiradi, ya'ni ko'pchilik generatorlar tomonidan elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan tezlikka etadi. Vites qutisi shamol turbinasining qimmat (va og'ir) qismidir va muhandislar past aylanish tezligida ishlaydigan va vites qutilariga muhtoj bo'lmagan "to'g'ridan-to'g'ri haydovchi" generatorlarini tadqiq qilmoqdalar.
Generator	Generator	Odatda 60 Gerts AC quvvatini ishlab chiqaradigan standart indüksiyon generatori (AQSh).
yuqori tezlikli mil	yuqori tezlikli mil	Generatorni boshqaradi.
past tezlikli mil	past tezlikli mil	Rotor bu milni daqiqada taxminan 30 ... 60 aylanish tezligida aylantiradi.
Nacelle	Gondola	Nacelle minoraning tepasida joylashgan bo'lib, vites qutisi, past va yuqori tezlikli vallar, generator, boshqaruv boshqaruvchisi va tormozni o'z ichiga oladi. Ba'zi gondolalar vertolyot qo'nishi uchun etarlicha katta.
Pitch	Pichoqni teskari aylantirish	Pichoqlar Rotorning tezligini nazorat qilish va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun juda kuchli yoki juda zaif bo'lgan shamollarda aylanishni oldini olish uchun shamolga yoki unga burchak ostida aylanadi.
Rotor	Rotor	pichoqlar va uyalar birgalikda rotor deb ataladi.
Minora	Minora	Minoralar po'lat quvurdan (bu erda ko'rsatilgan), betondan yoki ochiq ish konstruktsiyasidan qilingan. Shamol tezligi balandlik bilan ortib borayotganligi sababli, baland minoralar turbinaga ko'proq shamol energiyasini olish va ko'proq elektr energiyasini ishlab chiqarish imkonini beradi.
shamol yo'nalishi	Shamol yo'nalishi	"Shamolga qarshi" deb ataladigan turbinalar mavjud, chunki ish paytida ular shamolga "yuz" buriladi. Boshqa turbinalar shamoldan uzoqroqqa qarab shamol ostida ishlashga mo'ljallangan.
shamol pardasi	Vane	Shamol yo'nalishini aniqlaydi va turbinani shamol yo'nalishi bo'yicha yo'naltirish uchun ma'lumotlarni boshqaruv boshqaruvchisiga yuboradi.
Yugurish	gondol haydovchisi	Shamolga qarshi turbinalar shamolga qarab turishi kerak va nacelle haydovchi shamol yo'nalishidagi o'zgarishlar uchun rotorning yo'nalishini to'g'rilash uchun ishlatiladi. "Li" turbinalari rotorli haydovchini talab qilmaydi, chunki shamol ularning "orqasida" esadi.

• Pichoqlarga kelsak (gorizontal o'qi bilan), menga "Modeler-konstruktor" jurnalining 1993 yil, 8-sonli maqolasi yoqdi. http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/%27%27Modelist-konstruktor%27%27/%27%27MK%27%27,1993,N08.%5Bdjv-002%5D.zip U tushunarli bo'yalgan va harakat tamoyili va buni qanday qilish kerak.
• Bunday matbuotni tomosha qilishdan ko'ra, (o'ylanib) Fateevning "Shamol turbinalari va shamol turbinalari" kitobini o'qigan ma'qul.
• Sanoat shamol turbinalariga kelsak, dzen +1 [B] o'rtasida murosa sifatida uchta pichoq Bir tomondan, pichoqlarning strukturaviy mustahkamligini ta'minlash va dinamik yuklarni kamaytirish, pichoqlar sonini kamaytirish orqali shamol turbinalari narxini pasaytirish istagi. , aerodinamik shovqin va tebranishning maqbul darajasini ta'minlash, bu pichoqlar uchlari tezligi oshishi bilan ortadi va boshqa tomondan, shamol turbinasi tezligining oshishi bilan o'sib borayotgan shamol turbinasi samaradorligini oshirish istagi. va pichoqlar soni. [I] "Shamol turbinalari va shamol turbinalari" darsligi Fateeva E.M.
• 3 qanotli turbina pichoqlar holatidan qat'iy nazar yo'naltirish o'qi bo'yicha doimiy inersiya momentiga ega, shuning uchun shamol tegirmonini yo'naltirishda tebranishlar paydo bo'lmaydi. Yo'naltirilganda 2-pichoq silkitadi.
• RE: Nima uchun 3 pichoq / Vitaliy71 Xo'sh, birinchi marta samaradorlik bitta pichoq uchun eng yuqori, ammo u dinamik ravishda muvozanatsiz. Va ikki pichoqli ovoz ochiq-oydin, lekin uch pichoq yuqori koeffitsientga ega bo'lgan oxirgi hisoblanadi, chunki pichoqning 3 ... 5 dan oshishi samaradorlikni o'zgartirmaydi, lekin aylanish tezligini keskin pasaytiradi. material sarfini bildiradi
• Shamol tegirmonining tezligiga qarab, maksimal KIEV uchun, shamol turbinasining optimal to'ldirish omili mavjud va u pichoqlar soniga ko'p bog'liq emas, ideal turbinaning cheksiz soni cheksiz tor pichoqlardir. Eng muvozanatli 3, 6, 12, 18, ... , 3 - minimal raqam.
• Va ikki pichoqning ovozi meni bezovta qilmadi, garchi men e'tiborsizlik tufayli noto'g'ri qirrasini o'tkirlagan bo'lsam ham.
• bu gigavatt haqidami??? Ammo odatiy (ushlanmagan) shamol, shuningdek, barglar, daraxt shoxlari, derazalar va binolarning devorlariga xaotik tarzda bostirib, keng doiradagi tovush tebranishlarini (shu jumladan INF) keltirib chiqaradi. Va hatto ochiq maydonda ham shamol odamning quloqlarini bosadi. Momaqaldiroq va zilzilalar ham infratovush generatorlari hisoblanadi. Havo oqimlari bilan hasharotlar va ba'zi o'simliklar (o'tlar) uchib ketishi mumkin. Bularning barchasini hozir taqiqlang! :)))
• Ha, bu bema'nilik, 80-yillarda issiqlik elektr stantsiyalari egalari tomonidan moliyaviy qo'llab-quvvatlangan mish-mishlar. Megavatt shamol tegirmonlari bilan bog'liq muammo shundaki, qushlar (ayniqsa, sovuq havoda) yopishib oladilar va ularni axlat qiladilar, agar ichida teshiklar bo'lsa, ular ichida uya yasashga harakat qilishadi. Men shamol tegirmonlarida uyalarni ko'rdim.
• Rabbim xayrli tong. Sizda qiziqarli suhbatlar bor, lekin savolim uchun uzr so'rayman, lekin kimdir Gorlov turbinasini yig'ganmi (http://www.quietrevolution.com/) Men buni qildim, lekin kuchli shamolda ham aylanmaydi, agar kimdir nima ekanligini bilsa. siri (bir joyda mayiz bor, men bilmayman)
• Boshqa bir kishi rakega qadam tashlamoqchi bo'lganga o'xshaydi. Nazariy va amaliy jihatdan tasdiqlangan oddiy haqiqat bor va bir necha marta - barcha vertikallar go'zallik uchun qilingan, lekin ish uchun emas.
• Bu shunday deb ataladi. tomoq turbinasi to'satdan qisqa muddatli yuklarni kamaytirish uchun spiralga o'ralgan an'anaviy Darrieus rotoridir. Ammo yuklarni kamaytirishdan tashqari, KIEV keskin tushadi va shuning uchun uning aylanishi uchun juda yuqori sifatli pichoqlar yasash va kuchli shamol bo'lishi kerak. Xo'sh, uni faqat go'zallik yoki pul evaziga qandaydir investorlarni ilgari surish uchun ishlatish yaxshidir.
• Ya'ni, uni aylantirish uchun nima kerakligini hech kim bilmaydi?
• Sifatli pichoqlar va kuchli shamol.
• Pichoqlarning profili aniq bo'lishi kerak, tekis kamarlar ishlamaydi. Bundan tashqari, yaxshi shamol va siz uni ish tezligiga tezlashtirishingiz kerak, turbinaning o'zi ham yaxshi shamol bilan tezlashmaydi. Gorizontal o'qi bo'lgan shamol tegirmoniga qarshi uning KIV deyarli 3 baravar kam. Chiroyli ko'rinadi, hech narsa demang :)
• qanot pardasi? Va overclocking uchun siz Savonius rotoridan foydalanishingiz mumkin.
• Pichoq profili (akkord) idealga yaqin bo'lishi kerakligi hisob-kitoblar va amaliyot bilan isbotlangan, ortiqcha bosim hosil bo'ladigan hujum burchagi bo'ylab shamol oqimini aks ettiruvchi oldingi tekislik tekis bo'lishi mumkin, lekin pichoqning orqa tekisligi, Pichoq orqasidagi havo bosimining oldingisiga qaraganda kattaroq farqini yaratish uchun u bir tekisda konveks bo'lmasligi kerak va havo massalarining kamayishi mumkin Balki nimadir noto'g'ri?
• Ha, havo plyonkalarining har qanday atlasiga qarang va ular nima ekanligini ko'ring, bu profillar.
• Ha, men ulardan xabardorman.
• Katta turbinalarda (nisbatan) pichoqlar bilvosita, tashqaridan boshqariladi. Hech bo'lmaganda Qrimda shamol fermasida yuk, tezlik va hokazolarga qarab boshqaruv shaxsiy kompyuterdan edi.

Shamol turbinalari o'nlab yillar davomida elektr energiyasi manbai sifatida ishlatilgan. Birinchi marta odamlar tabiat kuchini jilovlab, tegirmonlar qura boshlaganlarida bunday inshootlardan foydalanishni boshladilar. Bugungi kunda uchinchi avlod shamol turbinalari elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, tuzilmalarning o'zi yaqinda tobora ko'proq g'ayrioddiy shakllarga ega bo'ldi.

Zamonaviy shamol turbinasi quyidagi elementlardan iborat:

1. Anemometr. U shamol tezligini o'lchash uchun javobgardir va tegishli ma'lumotlarni shamol turbinasi boshqaruvchisiga uzatadi.
2. Pichoqlar. Ushbu elementlarga tushgan shamol ularning aylanishiga olib keladi. Natijada, elektr energiyasini ishlab chiqaradigan turbina harakatga keltiriladi.
3. Tormoz. U mexanik, gidravlik va boshqa drayvlar bilan to'ldiriladi. Shamol turbinasidagi tormoz tizimi muhim vaziyatlarda rotorni to'xtatish uchun zarur.
4. Nazoratchi. Butun o'rnatishni boshqarish uchun javobgar. U shamol turbinalarini avtomatik ravishda ishga tushiradi va ularning ishlashini to'xtatadi.
5. induksion generator. Qurilma elektr energiyasini ishlab chiqaradi. U yuqori tezlikli mil bilan to'ldiriladi.
6. Gondola. U shamol turbinasining yuqori qismida joylashgan. Gondol korpusi o'rnatishning ko'pgina konstruktiv elementlarini, jumladan tormoz va boshqaruvchini yashiradi.

Qurilish turiga qarab, shamol turbinasi boshqa elementlar bilan to'ldirilishi mumkin. Xususan, zamonaviy inshootlar shamolni ushlab turadigan va ikkinchisining kuchini oshiradigan yarmarka bilan jihozlangan.

Turbinalarning afzalliklari

Zamonaviy turdagi shamol turbinasi o'zidan oldingilarga nisbatan quyidagi afzalliklarga ega:

1. Yuqori shamol tezligida ishlashga qodir. Zamonaviy turdagi turbinalar shamol oqimi kritik ko'rsatkichlardan (25-60 m / s) oshib ketganda ishlaydi.
2. Infrasonik to'lqinlarni yaratmaydi. Oldingi avlodlarning shamol turbinalari bu kamchilikka ega edi.
3. Oson o'rnatish. Dizaynning asosi ishlab chiqarish jarayonida yaratiladi. Saytda alohida elementlar o'rnatiladi va gondol ustunga o'rnatiladi.
4. Innovatsion materiallarni qo'llash. Ular nafaqat o'rnatishning xizmat qilish muddatini oshiribgina qolmay, balki o'rnatish qulayligini ham ta'minlaydi.

Shamol turbinalari asosan dengiz va okean qirg'oqlari bo'ylab yoki to'g'ridan-to'g'ri suvga o'rnatiladi. Bunday yondashuv turbinaning deyarli yil davomida ishlashiga erishish imkonini beradi.

Zamonaviy ishlanmalar

Pichoqni o'rnatishning kamchiliklari orasida quyidagilar mavjud:

• ular tabiiy termal muvozanatni buzadi;
• nisbatan past samaradorlik, 30% dan oshmasligi;
• katta maydonni egallash;
• qushlar uchun xavf tug'diradi.

Ushbu kamchiliklar butun dunyo bo'ylab ishlab chiquvchilarni shamol energiyasini olish imkonini beradigan yangi texnologik echimlarni izlashga majbur qilmoqda. So'nggi yutuqlarga quyidagilar kiradi:

1. Ko'tarilgan turbina.

Strukturaviy jihatdan u geliy bilan to'ldirilgan sharga o'xshaydi. Ichkarida gorizontal o'qda uchta pichoqli turbina o'rnatilgan. Bunday tizim hozirda Alyaskada ishlamoqda. Ko'tarilgan turbina zamonaviy shamol turbinalari yetib bo'lmaydigan balandlikda joylashgan. Bunday tizim deyarli avtonom ishlashga qodir (xodimlarning ishtiroki minimal darajaga tushiriladi).

2. Vertikal turbinalar.

Ularning pichoqlari baliq qanotlarining joylashishini takrorlaydi. Ushbu dizayn tufayli turbinalar bir-biridan yaqin masofada bo'lgan holda etarli miqdorda elektr energiyasini ishlab chiqarishga qodir. Vertikal birliklarning uzunligi 9 m.Tizimning samarali ishlashi uchun kamida ikkita yaqin masofada joylashgan turbinani o'rnatish kerak. Dastlabki tadqiqotlarga ko'ra, yangi turdagi zavod teng maydonni egallagan pichoqli hamkasblariga qaraganda 10 barobar ko'proq elektr energiyasi ishlab chiqaradi.

3. Uglerodli “poyalar”.

BAAda yangi toza elektr energiyasi ishlab chiqarish loyihasi amalga oshirilmoqda. U 20 metrli poydevorga 1203 dona uglerodli "poyalarni" o'rnatishni nazarda tutadi. Ushbu strukturaning balandligi 55 m.Tizimning har bir alohida elementi bir-biridan 10 m masofada joylashgan.

Poydevordagi alohida poyaning qalinligi 30 m.Ularning ichida o'zgaruvchan elektrodlardan va piezoelektrik materialdan iborat qatlamlar mavjud. Bosim ostida, ikkinchisi elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Energiya poyalari shamolda chayqalayotgan paytda paydo bo'ladi. Bu tizim xuddi shu maydonni egallagan boshqa shamol turbinalari bilan bir xil miqdorda elektr energiyasi ishlab chiqaradi.

Shunga o'xshash narsa Tunis olimlari tomonidan yaratilgan. Ularning tizimi BAAda qo‘llaniladigan uglerod po‘stlog‘idan farqi shundaki, uning tepasida sun’iy yo‘ldosh antennasiga o‘xshab ovozsiz generator o‘rnatilgan.

Gollandiyada har bir uyga shamol energiyasi ta'sirida elektr energiyasini ishlab chiqarishga qodir bo'lgan kichik inshootni o'rnatish taklif qilindi. Ushbu shamol generatori salyangoz qobig'ining shaklini takrorlaydigan turbinaga ega. U shamol oqimini ushlab, orqaga buriladi va uning harakat yo'nalishini o'zgartiradi. Bunday shamol generatorining ishlashi nazariy ko'rsatkichlarning 80% ga etadi, bunday o'rnatishlar potentsial ko'rsatishi mumkin.

So'nggi yillarda yelkanli kemalarda o'rnatish uchun mo'ljallangan ishlanmalar mavjud. Umuman olganda, qanotli shamol turbinalarini almashtira oladigan tizimlar soni doimiy ravishda oshib bormoqda. Ehtimol, kelajakda ular shamol energiyasi bilan bog'liq barcha muammolarni hal qilishlari mumkin.

Zamonaviy kinetik shamol generatori havo oqimlarining kuchidan foydalanish, uni elektr energiyasiga aylantirish imkonini beradi. Shu maqsadda sanoatda ham, xususiy uy xo'jaliklarida ham qo'llaniladigan zavod va uy qurilishi qurilmalari mavjud.

Biz ushbu turdagi shamol tegirmonlari qanday tashkil etilganligi haqida gaplashamiz, qurilmaning xususiyatlari va dizayn variantlari bilan tanishamiz. Biz taklif qilgan maqolada shamol elektr stantsiyasining kuchli va zaif tomonlari ko'rsatilgan. Mustaqil hunarmandlar foydali diagrammalar va yig'ish bo'yicha tavsiyalarni topadilar.

Shamol generatorining ishlashi shamolning kinetik energiyasini rotorning mexanik energiyasiga aylantirishga asoslangan bo'lib, u keyinchalik elektr energiyasiga aylanadi.

Ishlash printsipi juda oddiy: qurilma o'qiga o'rnatilgan pichoqlarning aylanishi rotor generatorining dumaloq harakatlariga olib keladi, buning natijasida elektr energiyasi ishlab chiqariladi.

Shamol energetikasi qayta tiklanadigan energiyaning eng istiqbolli tarmoqlaridan biridir. Zamonaviy dizaynlar havo oqimlarining quvvatini tejamkorlik bilan ishlatish, elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun foydalanish imkonini beradi.

Natijada paydo bo'lgan beqaror o'zgaruvchan tok kontrollerga "oqadi", u erda batareyalarni zaryadlash mumkin bo'lgan doimiy kuchlanishga aylanadi. U yerdan inverterga quvvat beriladi, u erda iste'molchilarga etkazib beriladigan 220/380 V ko'rsatkichli o'zgaruvchan kuchlanishga aylanadi.

Shamol generatorining kuchi to'g'ridan-to'g'ri havo oqimining kuchiga (N) bog'liq bo'lib, u N=pSV 3 /2 formulasi bo'yicha hisoblanadi, bu erda V - shamol tezligi, S - ish maydoni, p - havo zichlik.

Shamol generatori qurilmasi

Har xil turdagi shamol generatorlari bir-biridan sezilarli darajada farq qiladi.

Shamol generatorini haydash uchun vertikal aylanish o'qi bo'lgan aylanuvchi turdagi turbina yasalgan. Ushbu turdagi rotor juda kuchli va bardoshli bo'lib, nisbatan past aylanish tezligiga ega va aerodinamik qanot profili va aylanish shamol turbinasining gorizontal o'qi uchun parvona ishlab chiqarish bilan bog'liq boshqa muammolarsiz uyda osongina amalga oshirilishi mumkin. Bundan tashqari, bunday turbina shamol qayerda bo'lishidan qat'i nazar, deyarli jim ishlaydi. Ish deyarli turbulentlikdan va shamolning kuchi va yo'nalishidagi tez-tez o'zgarishlardan mustaqildir. Turbina yuqori boshlanish momentlari, nisbatan past tezlikda ishlashi bilan ajralib turadi. Ushbu turbinaning samaradorligi kichik, ammo bu kam quvvatli qurilmalarni quvvatlantirish uchun etarli, hamma narsa dizaynning soddaligi va ishonchliligi bilan to'lanadi.

Elektr generatori

Jeneratör sifatida doimiy magnitlangan o'zgartirilgan ixcham avtomobil starter ishlatiladi. Jeneratorning chiqishi: 1,0 ... 6,5 Vt quvvatga ega o'zgaruvchan tok (shamol tezligiga qarab).
Starterni generatorga aylantirish varianti maqolada tasvirlangan:

Shamol turbinasi ishlab chiqarish

Ushbu shamol turbinasi hech qanday xarajat qilmaydi va ishlab chiqarish oson.
Turbinaning konstruktsiyasi vertikal milga o'rnatilgan ikki yoki undan ortiq yarim tsilindrlardan iborat. Rotor har xil egrilik bilan shamolga burilgan pichoqlarning har birining shamolga har xil qarshilik tufayli aylanadi. Rotorning samaradorligi pichoqlar orasidagi markaziy bo'shliq bilan biroz yaxshilanadi, chunki birinchisidan chiqqanda ikkinchi pichoqqa bir oz havo qo'shimcha ravishda ta'sir qiladi.

Jeneratör chiqish milining orqasidagi stendga o'rnatiladi, u orqali qabul qilingan oqim bilan sim chiqadi. Ushbu dizayn joriy qabul qilish uchun toymasin kontaktni yo'q qiladi. Turbina rotori generator korpusiga o'rnatiladi va o'rnatish tirgaklarining bo'sh uchlariga o'rnatiladi.

Diametri 280 ... 330 mm bo'lgan disk yoki bu diametrga yozilgan kvadrat plastinka 1,5 mm qalinlikdagi alyuminiy qatlamdan kesiladi.

Pichoqlarni o'rnatish uchun diskning o'rtasiga (biri o'rtada va 4 tasi plastinkaning burchaklarida) va turbinani generatorga mahkamlash uchun ikkita teshik (markaziyga nosimmetrik) nisbatan belgilangan va beshta teshik ochilgan.

Plitaning burchaklarida joylashgan teshiklarda pichoqlarni mahkamlash uchun qalinligi 1,0 ... 1,5 mm bo'lgan alyuminiydan tayyorlangan kichik burchaklar o'rnatiladi.

Turbina pichoqlari diametri 160 mm va balandligi 160 mm bo'lgan bankadan tayyorlanadi. Konserva eksa bo'ylab yarmiga kesiladi, natijada ikkita bir xil pichoq paydo bo'ladi. Kesilgandan so'ng, 3 ... 5 mm kenglikda, qirrasini mustahkamlash va o'tkir chiqib ketish qirralarini yo'q qilish uchun 180 gradusga egilib, burmalanadi.

Turbinaning ikkala pichog'i, qutining ochiq qismining yonidan, o'rtada teshikli U shaklidagi jumper bilan bir-biriga bog'langan. Jumper rotorning samaradorligini oshirish uchun pichoqlarning markaziy qismi o'rtasida 32 mm kenglikdagi bo'shliqni hosil qiladi.

Idishning qarama-qarshi tomonida (pastki qismida) pichoqlar minimal uzunlikdagi ko'prik bilan o'zaro bog'langan. Bunday holda, pichoqning butun uzunligi bo'ylab 32 mm kenglikdagi bo'shliq saqlanadi.

Yig'ilgan pichoqlar bloki o'rnatiladi va diskka uchta nuqtada biriktiriladi - jumperning markaziy ochilishi va ilgari o'rnatilgan alyuminiy burchaklar orqasida. Turbina pichoqlari plastinkaga bir-biriga nisbatan qat'iy ravishda o'rnatiladi.

Barcha qismlarni ulash uchun siz perchinlar, o'z-o'zidan tejamkor vintlardek, M3 yoki M4 vintli aloqa, burchaklardan foydalanishingiz yoki boshqa usullardan foydalanishingiz mumkin.

Diskning boshqa tomonidagi teshiklarga generator o'rnatilgan va o'rnatish tirgaklarining bo'sh uchlarida yong'oqlar bilan o'rnatiladi.

Shamol generatorini ishonchli o'z-o'zidan ishga tushirish uchun turbinaga ikkinchi shunga o'xshash pichoqlarni qo'shish kerak. Bunday holda, ikkinchi darajali pichoqlar birinchi darajali pichoqlarga nisbatan eksa bo'ylab 90 graduslik burchak bilan siljiydi. Natijada to'rt pichoqli rotor paydo bo'ladi. Bu har doim shamolni ushlab turadigan va turbinaga aylanishni kuchaytiradigan kamida bitta pichoq mavjudligini ta'minlaydi.

Shamol generatorining hajmini kamaytirish uchun turbina pichoqlarining ikkinchi qatlamini yasash va generator atrofida o'rnatilishi mumkin. Biz qalinligi 1,0 mm bo'lgan alyuminiy qatlamdan 100 mm kengligida (generator balandligi), 240 mm uzunlikdagi (birinchi darajali pichoq uzunligiga o'xshash) ikkita pichoq yasaymiz. Biz pichoqlarni birinchi darajali pichoqlarga o'xshab 80 mm radius bo'ylab egamiz.

Ikkinchi (pastki) qavatning har bir pichog'i ikkita burchak bilan o'rnatiladi.
Ulardan biri diskning chetidagi bo'sh teshikka o'rnatiladi, bu yuqori qavatning pichoqlarini mahkamlash kabi, lekin 90 daraja burchak ostida siljish bilan. Ikkinchi burchak o'rnatilgan generatorning novdasiga o'rnatiladi. Suratda, pastki qavatning pichoqlarini mahkamlashning aniqligi uchun generator chiqariladi.