Windturbine: wat dit is, eienskappe en hoe dit werk | Groen Hernubare
Windenergie is een van die belangrikste in die wêreld van hernubare energie. Daarom moet ons goed weet wat die werking daarvan is. Die wind turbine Dit is een van die fundamentele elemente van hierdie tipe energie. Dit werk redelik volledig en daar is verskillende soorte turbines, afhangende van die windplaas waar ons is.
In hierdie artikel gaan ons u alles vertel wat u moet weet oor die windturbine, sy eienskappe en hoe dit werk.
1 Wat is 'n windturbine
2 Binne van windopwekkers
3 Elemente van 'n windturbine
'N Windturbine is 'n meganiese toestel wat windenergie omskakel in elektriese energie. Windturbines is ontwerp om die kinetiese energie van die wind in meganiese energie om te skakel, wat die beweging van die as is. Dan, in die turbine -generator, word hierdie meganiese energie omgeskakel in elektriese energie. Die opgewekte elektrisiteit kan in 'n battery gestoor word of direk gebruik word.
Daar is drie basiese fisiese wette wat die beskikbare energie van die wind beheer. Die eerste wet bepaal dat die energie wat deur die turbine geproduseer word, eweredig is aan die kwadraat van die windsnelheid. Die tweede wet bepaal dat die beskikbare energie eweredig is aan die gevee gebied van die lem. Die energie is eweredig aan die vierkant van die lengte van die lem. Die derde wet bepaal dat die maksimum teoretiese doeltreffendheid van 'n windturbine 59%is.
Anders as die ou windpompe van Castilla La Mancha of Nederland, druk die wind in hierdie windpompe die lemme om te draai, en moderne windturbines gebruik meer ingewikkelde aërodinamiese beginsels om windenergie doeltreffender op te vang. Trouens, die rede waarom 'n windturbine sy lemme beweeg, is soortgelyk aan die rede waarom 'n vliegtuig in die lug bly, en dit is as gevolg van 'n fisiese verskynsel.
In windturbines word twee soorte aërodinamiese kragte in die rotorblaaie opgewek: die een word stoot genoem, wat loodreg op die rigting van die windvloei is, en die ander word sleep genoem, wat parallel is met die rigting van die vloei van wind . lug.
Die ontwerp van die turbine lemme is baie soortgelyk aan die van 'n vliegtuigvleuel en gedra hom soos winderig in winderige toestande. Op 'n vliegtuigvleuel is die een oppervlak baie rond, terwyl die ander een relatief plat is. As lug deur die meullemme van hierdie ontwerp sirkuleer, is die lugvloei deur die gladde oppervlak stadiger as die lugvloei deur die ronde oppervlak. Hierdie snelheidsverskil veroorsaak weer 'n drukverskil, wat beter is op 'n gladde oppervlak as op 'n ronde oppervlak.
Die eindresultaat is 'n krag wat op die gladde oppervlak van die skroefvleuel inwerk. Hierdie verskynsel word die 'Venturi -effek' genoem, wat deel uitmaak van die 'lift' -verskynsel, wat op sy beurt verduidelik dit waarom die vliegtuig in die lug bly.
Binne van windopwekkers
Die lemme van 'n windturbine gebruik ook hierdie meganismes om 'n rotasiebeweging om hul as te veroorsaak. Die ontwerp van die lemgedeelte vergemaklik rotasie op die doeltreffendste manier. Binne die generator vind die proses om die rotasie -energie van die lem in elektriese energie om te skakel plaas volgens Faraday se wet. Dit moet 'n rotor insluit wat draai onder die invloed van die wind, gekoppel aan 'n alternator, en draai roterende meganiese energie om in elektriese energie.
Elemente van 'n windturbine
Die funksies wat deur elke element geïmplementeer word, is die volgende:
rotor: Dit versamel windenergie en omskep dit in roterende meganiese energie. Selfs in baie lae windspoedomstandighede is die ontwerp van kritieke belang vir die draai. Uit die vorige punt kan gesien word dat die ontwerp van die lemgedeelte die sleutel is om rotorrotasie te verseker.
Turbine koppeling of ondersteuning stelsel: pas die rotasiebeweging van die lem aan by die rotasiebeweging van die generatorrotor waaraan dit gekoppel is.
Vermenigvuldiger of ratkas: By normale windsnelhede (tussen 20-100 km / h) is die rotorsnelheid laag, ongeveer 10-40 omwentelinge per minuut (rpm); Om elektrisiteit op te wek, moet die rotor van die kragopwekker teen 1.500 80 rpm werk, dus moet die nacelle 'n stelsel bevat wat die snelheid van die beginwaarde na die finale waarde omskakel. Dit word bewerkstellig deur 'n meganisme soortgelyk aan die ratkas in 'n motormotor, wat 'n stel veelvuldige ratte gebruik om die bewegende deel van die kragopwekker te draai teen 'n snelheid wat geskik is vir die opwekking van elektrisiteit. Dit bevat ook 'n rem om die rotasie van die rotor te stop as die wind baie sterk is (meer as 90-XNUMX km / h), wat enige komponent van die kragopwekker kan beskadig.
Generator: Dit is 'n rotor-stator-samestelling wat elektriese energie opwek, wat na die substasie oorgedra word deur kabels wat in die toring geïnstalleer is wat die nacelle ondersteun, en dan in die rooster gevoer word. Die kragopwekker wissel tussen 5 kW vir die medium turbine en 5 MW vir die grootste turbine, alhoewel daar reeds 10 MW turbines is.
Oriëntasie motor: Laat komponente toe om te draai om die nacelle in die rigting van die heersende wind te plaas.
Ondersteuningsmas: Dit is die strukturele ondersteuning van die kragopwekker. Hoe groter die krag van die turbine, hoe groter die lengte van die lemme en dus hoe groter die hoogte waarop die nacelle geleë moet wees. Dit verhoog die kompleksiteit van die toringontwerp, wat die gewig van die kragopwekker moet ondersteun. Die lem moet ook 'n hoë strukturele styfheid hê om hoë wind te weerstaan ​​sonder om te breek.
Paddels en windmeters: toestelle aan die agterkant van die gondels wat kragopwekkers bevat; hulle bepaal die rigting en meet die windsnelheid, en werk op die lemme om dit te rem wanneer die windsnelheid 'n drumpel oorskry. Bo hierdie drempel is daar 'n strukturele risiko van die turbine. Dit is gewoonlik 'n Savonious -ontwerp van die turbine.