Kā vējš tiek pārvērsts elektrībā? Strāvas tiešais priekštecis vēja turbīnas ir veci vējdzirnavas, kuras arī mūsdienās joprojām izmanto dažādiem darbiem, piemēram, ūdens ieguvei vai graudu malšanai. A vējdzirnavas Tā ir mašīna ar asmeņiem vai asmeņiem, kas piestiprināti pie kopējās vārpstas, kas sāk griezties, kad pūš vējš.
Šī rotējošā vārpsta ir savienota ar dažāda veida iekārtām, piemēram, tām, ko izmanto graudu malšanai, ūdens sūknēšanai vai ražot elektrību.
Lai ražotu elektroenerģiju, asmeņu kustība aktivizē elektrisko ģeneratoru, kas pārveido mehāniskā enerģija rotācijas iekšā elektroenerģija. Šis ģenerators var būt ģenerators vai dinamo, un saražoto elektroenerģiju var uzglabāt akumulatoros vai nosūtīt tieši uz tīklu sadalei. Patiesi sarežģīts ir nevis pati darbība, bet gan radīšanai nepieciešamā pētniecība un attīstība vēja turbīnas efektīvāka.
Vēja turbīnu veidi
Galvenokārt ir divu veidu vēja turbīnas: tie no horizontālā ass un tie no vertikālā ass. Tie no horizontālā ass mūsdienās ir visizplatītākie, savukārt tie no vertikālā ass Tie ir retāk sastopami, lai gan tiem ir noteiktas priekšrocības konkrētās situācijās.
L vēja turbīnas de vertikālā ass Tie atšķiras ar to, ka tiem nav nepieciešama vēja orientācijas sistēma. Turklāt elektrisko ģeneratoru var novietot uz zemes, tādējādi atvieglojot tā apkopi. Tomēr viņa enerģijas ražošana ir mazāka, un, lai sāktu darbību, ir nepieciešami papildu motori.
No otras puses horizontālās ass vēja turbīnas Tiem ir lielāka daudzpusība, jo tos var izmantot nelielos lietojumos, piemēram, izolētās instalācijās vai lielos vēja parkos.
Vertikālo vēja turbīnu tipos mēs atrodam trīs galvenos variantus:
- Savonijs: Tās ir zemas efektivitātes vēja turbīnas, taču ļoti vienkāršas pēc to konstrukcijas.
- Giromill: Tie piedāvā lielāku efektivitāti nekā Savonius tipa, taču tiem ir nepieciešams lielāks vēja ātrums.
- Darrijs: Šim tipam ir raksturīga tā spārnu forma, un tam ir visaugstākā veiktspēja starp tiem, kuriem ir vertikālā asi.
Vēja turbīnu trūkumi
Viena no visbiežāk sastopamajām problēmām vēja turbīnas Tas ir tā milzīgais izmērs, kas rada vibrācijas un troksni. Šī iemesla dēļ tos parasti uzstāda vietās, kas atrodas tālu no apdzīvotām vietām. Tomēr pēdējā laika tendence ir attīstība mazākas turbīnas o klusē kas var atrasties pilsētu teritorijās.
Vēl viens izaicinājums jomā vēja enerģija ir vēja mainīgums. vēja turbīnas Tie ir izstrādāti, lai optimāli darbotos dažādos vēja ātruma diapazonos. Tas nozīmē, ka ir nepieciešams minimālais ātrums, lai asmeņi sāktu kustēties, un, savukārt, ir maksimālais ierobežojums, lai izvairītos no mehānisma bojājumiem.
Parasti vēja turbīnas darbojas ar vēja ātrums no 3 līdz 24 metriem sekundē. Ja vējš ir vājāks, netiek ģenerēts pietiekami daudz jaudas, savukārt, ja tas ir pārāk spēcīgs, turbīnas ir jāizslēdz, lai novērstu bojājumus, ko sauc par griešanas ātrums.
Vēja turbīnas vai vēja turbīnas uzbūve
L vēja turbīnas horizontālā ass, vai horizontālās ass vēja turbīnas (TEEH), sastāv no vairākiem galvenajiem segmentiem:
- Tornis un pamats: Pamati var būt līdzeni vai dziļi, atkarībā no vēlamās stabilitātes. Savukārt tornim ir dažādi veidi:
- Tērauda cauruļveida: Tie ir visizplatītākie vēja parkos.
- no betona: Tie ir izgatavoti uz vietas un ļauj aprēķināt precīzu augstumu, lai palielinātu efektivitāti.
- Režģa struktūras: Tie izmanto tērauda profilus, kas ir retāk sastopami lielajās modernajās vēja turbīnās.
- rotors: Tā ir daļa, kas tur asmeņus. Tās funkcija ir izmantot vēja enerģiju, pārveidojot to rotācijas kustībā.
- Gondola: to bieži sauc par vēja turbīnas “galvu”, tajā atrodas visa tehnika, tostarp ģenerators, pārnesumkārba un bremzes.
- Ģenerators: pārvērš mehānisko enerģiju elektroenerģijā. Mūsdienu vēja turbīnās tiek izmantoti dubultās barošanas asinhronie ģeneratori vai sinhronie ģeneratori.
- Reizinātāja lodziņš: Šis komponents savieno zemo rotora ātrumu ar lielajiem ātrumiem, kas nepieciešami ģeneratoram, lai ražotu efektīvu elektroenerģiju. Reizina rotora apgriezienus minūtē (RPM) no 18-50 RPM līdz aptuveni 1.750 RPM.
- Bremzes: Mehāniskās bremzes droši aptur vēja turbīnu, ja vējš ir pārāk spēcīgs vai ja nepieciešama apkope.
Vēja turbīnas elektroiekārtas
L vēja turbīnas ietver a barošanas sistēma kas savieno saražoto enerģiju ar elektrotīklu. Turklāt viņiem ir daudzi sensori kas pārrauga mainīgos lielumus, piemēram, vēja ātrumu un virzienu, kā arī temperatūru gondolas iekšpusē. Visi šie dati ļauj efektīvi vadīt vēja turbīnu, optimizējot tās veiktspēju.
Papildus sensoriem, modernas vēja turbīnas Tie ir aprīkoti ar mehānismiem, kas ļauj regulēt lāpstiņu slīpumu, lai optimizētu vēja uztveršanu atbilstoši tā intensitātei.
Paplašinoties vēja ģeneratori, gan sauszemes, gan jūras, vēja izmantošana ir kļuvusi par vienu no atjaunojamās enerģijas konkurētspējīgāka un tīrāka, kas ievērojami palīdz samazināt CO2 emisijas.
Vēja enerģija turpina attīstīties, gan uzlabojot vēja turbīnu konstrukciju, gan optimizējot to veiktspēju dažādos klimatiskajos apstākļos.
Vēja turbīnām ir izšķiroša nozīme pārejā uz ilgtspējīgāku energosistēmu, izmantojot neizsīkstošu avotu, piemēram, vēju.