Mi az a szélturbina? Vízszintes tengely és függőleges tengely szélturbina

A szélnek kinetikus energiája semmi mása légköri levegő áramlása. A szélturbina olyan gép, amely a szél kinetikus energiáját használja a forgó mechanikai energia előállítására a tengelyében. A tengely forgási mozgása villamos generátort generál villamos energiává. Elsősorban két szélturbina áll rendelkezésre, az egyik a vízszintes tengely típusa, a másik a függőleges tengely típusa. A turbinák az alkalmazás módjától függően különböző méretűek is rendelkezésre állnak. A modern világ sok pontján az emberek kis méretű szélturbinákat használnak a hajók, lakókocsik stb. Kiegészítő tápellátásának töltésére stb. Sok villamos közművállalat közepes méretű szélturbinákat használ a belső terhelés egy részének ellátásához, ha elegendő szél van rendelkezésre állnak, hogy visszaadhassák a villamosenergia-hálózathoz szükséges áramot. A bolygón lévő fosszilis tüzelőanyagok napról napra nullává válnak, ezért jelentős szükség van arra, hogy a megújuló energiaforrások villamos energiát termeljenek, hogy megfeleljenek a növekvő villamosenergia-igénynek. A szélerőmű állomás az egyik megoldás erre. A szélerőművek sok óriási szélturbinát használnak a szükséges villamos energia előállításához. A szélturbinák a tervezési kritériumoktól függően vagy horizontális tengelygel vagy függőleges tengellyel rendelkezhetnek. A vízszintes kialakítás gyakrabban fordul elő, mivel nagyobb teljesítményt produkál egy függőlegeshez képest.

Vízszintes tengely szélturbina

Vízszintes szélturbinákat hívunktengely, mint vízszintes tengely szélturbinák vagy rövid HAWT. A HAWT-ben a turbina rotor összekapcsolja az elektromos generátort, és ez a turbina generátor a turbina torony tetejére kerül. A szervomotorral ellátott szélérzékelő a turbina tengelyét a szél útja mentén tartja. Bár kis turbinában a szélvédő a célt szolgálja. A turbinák általában egy hajtóművel rendelkeznek a turbina tengely és a generátor tengely között. Ennek a sebességváltónak a funkciója a két tengely közötti mechanikus csatlakozás biztosítása és a turbina lapátok lassú forgási sebességének növelése a generátor nagy fordulatszámához.

Vízszintes tengely szélturbina

Egy szélerőmű villamosenergia-állomást használhárom pengék vízszintes tengelyes szélturbinák (HAWT). Három pengék tervezése mechanikailag stabilabb, és kevesebb nyomatékcsapással rendelkezik. A pengék hossza 20 m és 80 m között lehet, és általában fényes fehér színű lehet, hogy minden repülőgép kényelmesen nézhessen. A 80 m-es pengével ellátott turbina legfeljebb 8 MW értékű lehet. A nagy kereskedelmi turbina magassága akár 70 m-től 120 m-ig terjedhet, és legfeljebb 160 méter lehet. A modern szélturbina rendszerek acélcsöves tartóoszlopokat használnak. A nagy szélturbinák fordulatszáma 10-22 között lehet. Az ilyen nagy turbina pengék nem tudnak nagyobb forgási sebességet elérni. Mint korábban elmondtuk, a sebességváltó elrendezést (sebességváltó) használjuk fel a lassú sebesség fokozásához a generátor nagy sebességéhez.

Bár vannak olyan tervek, amelyekben aa turbina forgórész tengelye közvetlenül összekapcsolja a generátort. Mivel a szélturbina forgási sebessége a szélnyomás változásától függően változik, a modern szélturbinák szilárdtest-átalakítót használnak, hogy a generált elektromos energiát a szükséges hálózati feszültségre és frekvenciára alakítsák át az elektromos hálózatok táplálásához. Senki sem tudja irányítani a lapátok szélnyomását semmilyen módon, ami teljesen a természetétől függ. A tervezők védelmi rendszert biztosítanak minden nagy szélturbinához, amely a szélsebességtől függően igazítja a pengék szélét úgy, hogy elkerüljük a pengék törését magas szélnyomás alatt. Ezt a technikát a tollnak nevezzük.

Függőleges tengely szélturbina

Van egy másik típusú szélturbina isfüggőleges irányban forgó tengely. Ezt a turbinát függőleges tengelyű szélturbinának vagy VAWT-nek nevezzük. Mivel függőleges tengelye van, nem kell a szélhez igazodnia, ezért ezek a turbinák megfelelőbbek, ha a szélirány jelentősen változik. A turbinát a tetőn is telepíthetjük, mivel a turbina magassága sokkal kisebb, mint a HAWT. Egy másik jelentős előny, hogy a tengely függőleges helyzetében az alsó szintre is kiterjeszthető, ahol a generátort a függőleges tengellyel összekapcsolhatjuk, a földi sebességváltó segítségével, amely megkönnyíti a karbantartást.

Függőleges tengely szélturbinák

Annak ellenére, hogy a HAWT-hez képest számos előnnyel rendelkezünk, a VAWT-t nem használjuk ömlesztett energiatermelésre, mivel a teljesítmény a VAWT-nél kisebb, mint a HAWT.

Hozzászólások
Hozzászólni