Was ist Windkraftanlage? Horizontale Achse und vertikale Achse Windkraftanlage

Der Wind hat seine kinetische Energie als nichts anderesder Luftstrom. Eine Windenergieanlage ist eine Maschine, die die kinetische Energie des Windes nutzt, um mechanische Rotationsenergie in der Welle zu erzeugen. Die Drehbewegung der Welle dreht einen elektrischen Generator, um Elektrizität zu erzeugen. Es gibt hauptsächlich zwei Arten von Windenergieanlagen, einer ist der horizontale Achsentyp, ein anderer ist der vertikale Achsentyp. Die Turbinen sind je nach Anwendungsart auch in verschiedenen Größen erhältlich. An vielen Orten der modernen Welt nutzen die Menschen kleine Windturbinen, um Batterien für die Hilfsenergieversorgung von Booten, Wohnwagen usw. aufzuladen. Viele Energieversorger verwenden mittlere Windturbinen, um einen Teil der Hauslast zu versorgen, wenn der Wind ausreichend ist verfügbar, so dass sie den überschüssigen Strom wieder an das Stromnetz verkaufen können. Der Vorrat an fossilen Brennstoffen auf diesem Planeten ist von Tag zu Tag gleich null. Daher besteht ein erheblicher Bedarf an erneuerbaren Energiequellen zur Erzeugung von Elektrizität, um den wachsenden Strombedarf zu decken. Die Windkraftanlage ist eine der Lösungen dafür. Die Windkraftanlagen nutzen viele riesige Windkraftanlagen, um die benötigte Elektrizität zu erzeugen. Die Windenergieanlagen können je nach Konstruktionskriterien entweder eine horizontale oder eine vertikale Welle haben. Das horizontale Design ist üblicher, da es im Vergleich zu einem vertikalen mehr Leistung erzeugt.

Horizontale Achsen-Windkraftanlage

Wir nennen die Windkraftanlagen, die horizontal sindWelle als horizontalachsige Windkraftanlage oder kurz HAWT. In HAWT koppelt der Turbinenrotor den elektrischen Generator und dieser Turbogeneratorsatz wird oben auf dem Turbinenturm platziert. Ein Windsensor mit Servomotor hält die Achse der Turbine auf dem Weg des Windes. Obwohl in einer kleinen Turbine eine Windfahne den Zweck erfüllt. Die Turbinen haben üblicherweise ein Getriebe zwischen der Turbinenwelle und der Generatorwelle. Die Funktionen dieses Getriebes bestehen darin, eine mechanische Kopplung zwischen diesen beiden Wellen bereitzustellen und die langsame Drehzahl der Turbinenschaufeln auf eine hohe Drehzahl des Generators zu erhöhen.

Horizontale Achsen-Windkraftanlage

Eine Windkraftanlage verwendetWindenergieanlagen mit drei Flügeln (HAWT). Die Konstruktion mit drei Klingen ist mechanisch stabiler und kann eine geringere Drehmomentwelligkeit aufweisen. Die Klingenlänge kann zwischen 20 m und 80 m betragen und ist normalerweise hellweiß, so dass jedes Flugzeug bequem sehen kann. Eine Turbine mit einer Schaufellänge von 80 m kann eine Nennleistung von bis zu 8 MW haben. Die Höhe der großen kommerziellen Turbine kann bis zu 70 m bis 120 m betragen und im Extremfall bis zu 160 m betragen. Die modernen Windkraftanlagen verwenden Stahlrohrstützstangen. Die Drehzahl einer großen Windkraftanlage kann zwischen 10 und 22 liegen. Solche großen Turbinenschaufeln können eine höhere Drehzahl nicht erreichen. Wie bereits gesagt, verwenden wir eine Getriebeanordnung (Getriebe), um diese langsame Geschwindigkeit auf die erforderliche hohe Geschwindigkeit des Generators zu erhöhen.

Es gibt zwar einige Ausführungen, bei denen dieDie Turbinenrotorwelle koppelt den Generator direkt. Da die Drehzahl einer Windkraftanlage mit der Änderung des Winddrucks variiert, setzen moderne Windkraftanlagen Festkörperwandler ein, um die erzeugte elektrische Energie in ein erforderliches Spannungsniveau und eine erforderliche Frequenz umzuwandeln, um die elektrischen Netze einzuspeisen. Niemand kann den Winddruck auf die Blätter mit allen Mitteln steuern, die vollständig von der Natur abhängen. Die Konstrukteure bieten ein Schutzsystem für alle großen Windturbinen, das die Blattseitenflächen in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit ausrichtet, so dass ein Bruch der Blätter bei hohem Winddruck vermieden werden kann. Wir nennen diese Technik das Federn.

Windkraftanlage mit vertikaler Achse

Es gibt eine andere Art von Windkraftanlage, die verwendet wirdvertikal ausgerichtete rotierende Welle. Wir nennen diese Turbine Vertikalachsen-Windturbinen oder VAWTs. Da es sich um die vertikale Achse handelt, muss es sich nicht auf den Wind ausrichten. Daher sind diese Turbinen besser geeignet, wenn die Windrichtung erheblich variiert. Wir können diese Turbine sogar auf dem Dach installieren, da die Höhe dieser Turbine viel geringer ist als die von HAWT. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass die Welle vertikal ist, sodass wir sie bis zum untersten Niveau ausfahren können, wo wir einen Generator mit der vertikalen Welle mit Hilfe eines bodengestützten Getriebes koppeln können, was die Wartung erleichtert.

Windkraftanlagen mit vertikaler Achse

Trotz der vielen Vorteile gegenüber HAWT verwenden wir VAWT nicht zur Massenstromerzeugung, da die Ausgangsleistung bei VAWT im Vergleich zu HAWT deutlich geringer ist.

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