Különböző típusú szélgenerátorok teljesítménye és hatásfoka, műszaki jellemzők áttekintése

Előző

Különböző típusú szélgenerátorok leírása és jellemzői, erősségeik és gyengeségeik, valamint alkalmazásai a különböző területeken.

a tartalomhoz?

Bevezetés

A környezetért és a saját pénztárcájáért való aggodalom késztette az emberiség fényes elméjét arra, hogy új energiatermelési módszereket találjon ki és alkalmazzon, amelyek forrása a kimeríthetetlen erőforrások: a nap, a víz és a szél. Minden ilyen forrás használatának megvannak a maga előnyei és hátrányai, de a szélenergia a legmegfizethetőbb és leghatékonyabb.

Természetesen a természet bizonyos korlátokat szab a szélgenerátorok használatára, és nagyjából összehasonlíthatóak a nap- és szélenergiából 1 kW villamos energia előállításának anyagköltségei. De az északi szélességi körökben, különösen a tengerparti régiókban, a szélgenerátorok használata versenyen kívül esik.

A telepítés megvalósíthatóságának kérdése a régió átlagos szélsebességén múlik. 4 m/s-tól kezdődően szélgenerátor beépítését tartják megfelelőnek, 9-12 m/s-nál pedig maximális hatásfokkal működik. De a szélgenerátor teljesítménye nem csak a széláramlás sebességétől (1. diagram), hanem a forgórész átmérőjétől és a lapátok területétől is függ (2. ábra).

szélgenerátorok
típusú

a tartalomhoz?

Számítás

Ha ismert az átlagos szélsebesség, akkor a csavar átmérőjének vagy területének értékeinek manipulálásával ki lehet számítani a beépítés megfelelő teljesítményét, amelyre szükség van.

P = 2D*3V/7000, kW, ahol 6P a hatvány; D a csavar átmérője, m; V a szél sebessége m/s-ban.

Ez a szélgenerátor hatásfokának kiszámítására szolgáló képlet csak a lapátos vízszintes típusra érvényes.

a tartalomhoz?

Fajták

Jelenleg 2 típusú szélgenerátor van sorozatgyártásban:

  • Körhinta— a forgástengely függőlegesen helyezkedik ela szél irányához képest. Számos előnnyel rendelkeznek a klasszikus vízszintesekhez képest:
  • Villamosenergia-termelés alacsony szélenergiával;
  • Nem igényelnek bonyolult, aktív szélirányító rendszereket, így ideálisak turbulens légáramlású területeken.
  • Egyes ipari modellekhez nincs szükség magas árbocra, maga a pengetengely egy árboc. Ezért könnyen karbantarthatók;
  • Alacsony zajszennyezés 30 dB-ig;
  • Kiváló megjelenés.
  • De van egy komoly hátrányuk - lassú mozgásúak. Ennek leküzdésére lépcsős sebességváltókat használnak, ami némileg csökkenti a hatékonyságot.

  • Szárnyas - vízszintes szélmalmok. Az ilyen típusú szélgenerátorok leggyakrabban ipari villamosenergia-termelésben használatosak.
  • Előnyök:

    • Magasabb forgási sebesség, lehetővé teszi a generátorhoz való csatlakozást, ami növeli a hatékonyságot;
    • Könnyű gyártás;
    • Modellek széles választéka.

    Hátrányok:

    • Magas zajszint és ultrahang szennyezés. Veszélyes lehet az emberek egészségére. Ezért a termelő ipari létesítmények elhagyatott helyeken helyezkednek el;
    • Stabilizátor és szélirányító eszközök használatának szükségessége;
    • A forgási sebesség fordítottan arányos a pengék számával, ezért az ipari modellek ritkán használnak háromnál többet.

    Az utolsó hátrány leküzdésére irányuló munka már jó ideje folyik. Számos kisméretű szélgenerátor modellt fejlesztettek és gyártottak. Hatékonyságuk teljesítményosztályához képest meglehetősen magas, a penge eredeti szerkezetének köszönhetően.

    A szélellenállás területe egy ilyen modellben minimális, erővel is működhetszélsebesség 2 m/s és teljesítmény 30 W egyszerre. De figyelembe véve, hogy az energia akár 40% -a súrlódásra és egyéb veszteségekre megy el az ebbe az osztályba tartozó modellekben, a fennmaradó 18 W még egy izzóval való világításhoz sem elegendő. Vidéken vagy magánházban való használatra valami komolyabbra van szükség.

    a tartalomhoz?

    Modell kiválasztása

    A szélgenerátor, az inverter, az árboc, az SHAVR - a tartalék automatikus felvételéhez szükséges szekrény készletének költsége közvetlenül függ a teljesítménytől és a hatékonyságtól.

    Maximális teljesítmény kW A rotor átmérője m6Árboc magasság

    m6Névleges sebesség m/s<6Magasfeszültség

    kedd

    0,55 62,5 66 8 24

    2,6 63,2 9 9 120

    6,5 66,4 612 10<6240

    11,2 8 12 10<6240

    22 10<618 12 360

    Amint látjuk, nagy teljesítményű generátorok szükségesek a birtok teljes vagy részleges áramellátásához, melyek önálló telepítése meglehetősen problémás. Mindenesetre a magas tőkebefektetések és az árbocszerelési munkák speciális berendezések segítségével történő elvégzésének szükségessége jelentősen csökkenti a magáncélú szélenergia-rendszerek népszerűségét.

    Vannak kis teljesítményű, hordozható szélgenerátorok, amelyeket utazásra magaddal vihetsz. Ezek a kompakt modellek gyorsan felszerelhetők a helyszínen, nem igényelnek különösebb törődést, és elegendő energiát biztosítanak a kényelmes pihenéshez a természetben.

    És bár egy ilyen modell maximális teljesítménye csak 450 W, ez elegendő az egész kemping megvilágításához, és lehetővé teszi a háztartási elektromos készülékek használatát a civilizációtól távol.

    A közép- és kisvállalkozások számára több szélerőmű telepítése jelentős energiaköltség-megtakarítást jelenthet. Számos európai vállalat foglalkozik termékek gyártásávalebből a típusból

    Komplex mérnöki rendszerekről van szó, amelyek megelőzést és karbantartást igényelnek, de névleges teljesítményük akkora, hogy a teljes termelés igényeit le tudja fedni. Például Texasban az USA legnagyobb szélerőműparkjában mindössze 420 ilyen generátor termel 735 megawattot évente.

    a tartalomhoz?

    Legújabb fejlemények

    A fejlődés nem áll meg, az új fejlesztések pedig szó szerint új magasságokba emelik a szélgenerátorok hatékonyságát. A szélerőmű létrehozásának egyik legidőigényesebb része a földi rendszerek telepítése volt: árboc, generátor, rotor, lapátok. Alacsony tengerszint feletti magasságban, a talaj közelében a széláramok nem állandóak, a generáló kapacitások magasra emelése pedig túl bonyolulttá és költségessé teszi az árbocot.

    Most ez elkerülhető. A Makani Power cég kifejlesztett egy repülő szélgenerátort – egy szárnyat, amelyet 550 m magasra indítva akár évi 1 MW áramot is tud nyerni.

    Következő

    Olvassa el tovabba: