Ciri fungsi dan pembinaan jenis ladang angin moden

Artikel tersebut membincangkan prinsip operasi dan ciri prestasi reka bentuk turbin angin moden untuk industri dan sektor swasta.

Sejak zaman purba, manusia telah cuba menjinakkan angin, meletakkannya pada perkhidmatannya. Pada mulanya, terdapat kapal layar yang menggunakan tenaga angin untuk pergerakannya, kemudian kincir angin mula digunakan dalam kehidupan seharian, tetapi kini sudah tiba masanya untuk menggunakan tenaga angin dalam penjana angin untuk menjana tenaga elektrik yang memberi perkhidmatan kepada manusia.

Di luar negara, sebahagian besar tenaga elektrik dihasilkan oleh loji kuasa angin (HPP), yang, secara terang-terangan, tidak boleh dikatakan tentang Rusia dan negara-negara ruang pasca-Soviet. Ini adalah jelas - kami adalah antara yang ketinggalan.

Penggunaan ladang angin di negara maju di dunia memungkinkan untuk menyelesaikan bukan sahaja masalah bekalan kuasa autonomi vila, rumah desa, komuniti dacha, tetapi juga masalah alam sekitar, kerana tidak ada pencemaran alam sekitar semasa pengeluaran elektrik dari taman turbin angin moden sama sekali.

Mari kita lihat prinsip operasi dan dengan lebih terperinci jenis utama loji kuasa angin moden.

Prinsip operasi penjana angin

Sebarang prinsip tindakan loji kuasa angin (HPP) terdiri daripada menukar tenaga kinetik aliran udara yang bergerak melalui satah bilah atau turbin kepada tenaga elektrik — melalui penggunaan penjana elektrik. Jenis loji kuasa angin moden yang paling biasa ialah loji kuasa angin berbilah, yang menggabungkan penjana angin berbilah dengan paksi putaran mendatar dan penjana berputar dengan karusel, di mana - paksi putaran terletak secara menegak. Di bawah ini kita akan melihat dengan lebih dekat jenis penjana angin ini.

Reka bentuk jenis utama turbin angin

Setiap penjana angin secara strukturnya terdiri daripada tapak, atau dipanggil tiang, peranti berputar dengan bilah berputar atau turbin angin, elektrik yang dijana penjana dan bateri. Selain itu, unit kawalan dan penukaran diperlukan di setiap ladang angin.

Bagi bilangan bilah, turbin hidroelektrik boleh dua, tiga dan berbilang bilah. Turbin tiga bilah adalah yang paling biasa.Untuk mengelakkan kegagalan pramatang turbin angin, loji kuasa angin dilengkapi dengan sistem penstabilan aeromekanikal kelajuan putaran bilahnya.

Penjana elektrik yang menjana elektrik dalam loji kuasa angin disambungkan terus ke turbinnya, apabila paksi putaran turbin angin dan penjana adalah sama, atau melalui penghantaran mekanikal yang memindahkan pergerakan putaran bilah turbin ke penjana. Ladang angin moden terutamanya menggunakan penjana tanpa berus berbilang kutub segerak dengan magnet kekal, yang dibuat secara struktur dalam perumahan tertutup sepenuhnya dan daripada unsur standard.

Bergantung pada arah dan "tekanan" aliran udara pada bilah turbin, ia boleh diorientasikan semula oleh mekanisme putaran pemasangan ke arah yang optimum untuk operasinya yang cekap.

Secara fungsional, unit kawalan dan penukaran kuasa direka untuk menyimpan tenaga elektrik yang dijana oleh ladang angin dalam bateri simpanannya dengan penukaran seterusnya daripada voltan DC 12V kepada voltan AC 220V — melalui "inverter".

Unit kawalan juga memungkinkan untuk memantau dan mengawal proses pengecasan bateri, kuasa penjana elektrik, dsb.

Pelbagai pilihan untuk menyelesaikan ladang angin moden, baik untuk kegunaan industri dan untuk yang digunakan dalam sektor swasta, membolehkan anda memilih setiap satu, pilihan yang paling optimum untuk setiap pengguna.

Pada masa ini, yang paling meluas di dunia ialah penjana angin jenis bilah, paksi putaran bilah yang selari atau mendatar dengan arah aliran udara. Pada asasnya, kita akan bercakap mengenai turbin angin ini kemudian.

Bilah ladang angin dengan paksi putaran mendatar

Kecekapan penggunaan tenaga angin untuk turbin angin jenis ini mencapai 48%, yang jauh lebih tinggi daripada penjana karusel. Penjana angin jenis ini boleh dengan dua dan tiga bilah.

Di sini, operasi peranti yang paling cekap dicapai apabila angin diarahkan berserenjang dengan satah putaran bilah penjana. Oleh itu, walaupun secara struktur, jenis «turbin angin» ini mempunyai peranti yang membolehkan putaran automatik penjana berserenjang dengan arah angin. Pengeluaran tenaga jenis ladang angin ini bergantung secara langsung pada kelajuan angin (tekanan), serta pada diameter dan luas bilah turbin angin itu sendiri.

Karusel atau ladang angin berputar

Turbin angin jenis ini mempunyai paksi putaran menegak, dengan roda dipasang padanya dan dipasang padanya, menerima permukaan untuk angin. Kelebihan ketara jenis ladang angin ini ialah ia boleh bekerja tanpa mengubah kedudukannya - dalam mana-mana arah aliran udara. Turbin angin jenis ini bergerak perlahan dan senyap, dan penjana elektrik berbilang kutub berkelajuan rendah digunakan sebagai penjana untuk menjana kuasa.

Ladang angin moden dengan paksi putaran mendatar dan menegak

Lain-lain jenis ladang angin moden

Di samping itu, baru-baru ini, perkembangan turbin angin terkini telah muncul dengan reka bentuk asas yang baru, yang secara strukturnya terdiri daripada tapak galas tiga yang terletak di atas asas yang kuat. Penjana berbentuk cincin dipasang pada pangkalan, dengan galas terbina dalam dan rotor tengah. Cincin penjana sedemikian boleh melebihi diameter 100 meter. Ladang angin sedemikian digunakan untuk pengeluaran tenaga perindustrian.

Terdapat juga ladang angin yang beroperasi, yang terdiri daripada beberapa dozen turbin angin kecil - modul, bersatu secara struktur dalam sistem penyahpepijatan tunggal untuk menjana elektrik.

Baru-baru ini, pakar Amerika telah membangunkan dan meletakkan ke dalam pengeluaran perindustrian loji kuasa angin turbin kecil «Windgate» bertujuan untuk sektor swasta. Roda turbin mencapai diameter 1.8 meter dan berputar pada paksi mendatar. Hujung bilah pemasangan turbin sedemikian mempunyai magnet kekal, akibatnya kita sebenarnya mempunyai pemutar besar - berputar dalam selongsong integral stator pemasangan. Penjana angin Windgate sedemikian juga boleh dipasang di atas bumbung rumah atau pondok persendirian dan sangat cekap, dan harganya adalah kira-kira 4.5-5 ribu dolar AS.

Kesimpulan

Perlu diingatkan bahawa pembinaan loji kuasa angin sentiasa diperbaiki dan, oleh itu, parameter teknologi mereka, aerodinamik bertambah baik, dan yang paling penting, harga blok tenaga masa depan yang bersih dari segi ekologi ini menjadi semakin kurang "menggigit" untuk pengguna mudah.