Bagaimana turbin angin industri yang berkuasa berfungsi

Tindak balas semula jadi atmosfera terhadap pemanasan tidak sekata lapisan berbeza adalah angin. Penurunan tekanan atmosfera yang terhasil menyebabkan angin bertiup dari kawasan tekanan tinggi ke kawasan tekanan rendah, dan semakin besar perbezaan tekanan, semakin kuat angin—semakin tinggi kelajuannya. Secara teorinya, dianggarkan sehingga 2% sinaran suria ditukar kepada tenaga angin mekanikal disebabkan oleh pergerakan semula jadi udara di atmosfera.

Adalah diketahui bahawa topografi kawasan tertentu boleh menguatkan angin atau menyekat aliran udara. Jadi, di kawasan banjaran gunung, pas, berhampiran ngarai sungai, syarat untuk memasang turbin angin adalah sangat ideal. Dan jika kita ingat bahawa kuasa yang boleh diperolehi dari angin adalah berkadar dengan jisim udara yang melalui turbin dan kiub kelajuannya, maka mudah untuk memahami prospek yang membuka dengan cepat ke arah ini.

Angin sudah pasti salah satu sumber tenaga semula jadi yang boleh diperbaharui yang paling menjanjikan.Bukan tanpa alasan bahawa di banyak negara, tahun demi tahun, semakin banyak ladang angin sedang dibina, ladang angin, khususnya, di bahagian pantai laut, lautan dan di dataran.

Sifat tiupan angin tidak menyumbang kepada bekalan rangkaian elektrik yang stabil, oleh itu pengumpulan tenaga untuk tujuan penggunaannya selanjutnya menjadi tugas penting. Tetapi tugas ini sedang diselesaikan — sistem penyimpanan bateri industri dan persendirian sedang dibina, langkah-langkah sedang diambil untuk memastikan bekalan kuasa tidak terganggu.

Dan kini kami dengan yakin boleh mengatakan bahawa penjana angin perindustrian yang berkuasa (seperti Enercon E-126) dengan kapasiti 6-8 MW, disepadukan ke dalam sistem bekalan kuasa sebuah bandar kecil, akan dapat memenuhi keperluan penduduknya dan keperluan infrastruktur elektrik.

Walau bagaimanapun, mari kita ke inti dan lihat peranti penjana angin industri. Lagipun, setiap penjana angin adalah produk pemikiran kejuruteraan yang teliti, hasil pengiraan yang tepat dan reka bentuk yang panjang untuk mendapatkan penukar tenaga angin yang cekap dan boleh dipercayai kepada tenaga elektrik, itulah sebabnya setiap perincian struktur yang besar sama sekali tidak disengajakan. . Sebagai contoh, kami akan merujuk kepada reka bentuk penjana angin Enercon E-126 dan melihat bahagian utamanya.

Menara

Menara (7), setinggi berpuluh-puluh meter, adalah sokongan penjana angin industri. Ia diperbuat sepenuhnya daripada konkrit bertetulang dengan tuangan berurutan dalam acuan atau dipasang daripada gelang konkrit bertetulang pendek yang dipasang secara berurutan di atas satu sama lain dan disambungkan dengan menarik kabel bingkai melaluinya.Konkrit bertetulang itu cukup kuat untuk menahan turbin berat dan nacelle yang tinggi, serta menahan beban yang terhasil daripada operasi turbin angin, menghalang struktur daripada terbalik.

Asas menara terletak pada tapak konkrit bertetulang (8), yang beratnya berkadar dengan berat menara itu sendiri. Sebagai contoh, turbin angin Enercon E-126 mempunyai jumlah berat kira-kira 6,000 tan. Sokongan tidak berbentuk silinder, mempunyai bentuk yang lebih dekat dengan kon terpotong daripada silinder. Diperluas di pangkalan, menara ini memegang seluruh struktur dengan selamat pada kedudukan yang betul.

Bilah dan pemutar

Bilah (6) dan pemutar (5) turbin angin industri diperbuat daripada gentian komposit khas berasaskan keluli. Bilah-bilah itu dipasang daripada segmen berasingan atau dibuat sebagai monolit, bergantung pada skopnya. Sebagai peraturan, bolt dan hab digunakan untuk memasang bilah pada pemutar. Bilah itu sendiri dilekatkan pada hab, dan hab dipasang terus ke pemutar penjana.

Putaran turbin di sekeliling menara

Untuk memutarkan turbin di sekeliling menara, a enjin tak segerak (3) disambungkan oleh gear ke gelang di pangkal nacelle. Bergantung pada saiz penjana angin dan kuasanya, boleh ada dari satu hingga tiga enjin sedemikian.

Penjana kuasa

Jika unit terdahulu yang serupa dalam reka bentuk kepada penjana segerak standard digunakan sebagai penjana untuk turbin angin, maka pada awal tahun 2000-an inovasi seperti penjana cincin (1) muncul. Di sini pemutar turbin yang disambungkan ke hab juga merupakan pemutar penjana.

Belitan pengujaan bebas terletak pada pemutar gelang, membentuk kutub magnet, dan masing-masing pada pemegun belitan pemegun. Penggulungan stator dibahagikan kepada bahagian (dalam kes Enercon E -126 — kepada empat bahagian), setiap satunya disambungkan ke penerus yang berasingan. Pengawal penjana terletak di dalam bilik enjin (2) nacelle.

Penyongsang

Selepas pembetulan, voltan terus 400 volt dibekalkan kepada penyongsang (4) yang dipasang di dasar menara, di mana tenaga ditukar kepada arus ulang-alik dan selepas transformasi dibekalkan kepada talian kuasa.

Kami melihat komponen utama turbin angin perindustrian moden menggunakan contoh model Enercon E-126, pertama kali dipasang berhampiran bandar Emden di Jerman pada tahun 2007. Kapasiti penjana pada masa ini ialah 7.58 MW, yang cukup untuk menggerakkan 4,500 vila dengan elektrik sepanjang tahun.

Sehingga kini, Enercon telah membina lebih daripada 13,000 turbin angin sebegitu di seluruh dunia, dengan jumlah kapasiti terpasangnya sudah pada 2010 melebihi 2,846 MW.