Miten tuuli muunnetaan sähköksi? Virran suora edeltäjä tuuliturbiinit ovat vanhoja tuulimyllyt, joita käytetään vielä nykyäänkin erilaisiin tehtäviin, kuten veden talteenottoon tai viljan jauhamiseen. A tuulimylly Se on kone, jonka terät tai terät on kiinnitetty yhteiseen akseliin, joka alkaa pyöriä tuulen puhaltaessa.
Tämä pyörivä akseli on kytketty erityyppisiin koneisiin, kuten viljan jauhamiseen, veden pumppaamiseen tai tuottaa sähköä.
Sähkön tuottamiseksi terien liike aktivoi sähkögeneraattorin, joka muuntaa sähkön mekaaninen energia pyörimissuunta sähkö. Tämä generaattori voi olla vaihtovirtageneraattori tai dynamo, ja tuotettu sähkö voidaan varastoida akkuihin tai lähettää suoraan verkkoon jakelua varten. Todella monimutkaista ei ole itse toiminta, vaan luomiseen tarvittava tutkimus ja kehitys tuuliturbiinit tehokkaampi.
Tuuliturbiinien tyypit
Niitä on pääasiassa kahta tyyppiä tuuliturbiinit: ne jotka vaaka-akseli ja pystyakseli. Ne jotka vaaka-akseli ovat yleisimpiä nykyään, kun taas ne pystyakseli Ne ovat harvinaisempia, vaikka niillä on tiettyjä etuja tietyissä tilanteissa.
Los tuuliturbiinit de pystyakseli Ne erottuvat, koska ne eivät vaadi tuulen suuntausjärjestelmää. Lisäksi sähkögeneraattori voidaan sijoittaa maahan, mikä helpottaa huoltamista. Kuitenkin hänen energiantuotanto on vähäisempääja vaativat lisämoottoreita toiminnan aloittamiseksi.
Toisaalta vaaka-akseliset tuuliturbiinit Ne tarjoavat enemmän monipuolisuutta, koska niitä voidaan käyttää pienissä sovelluksissa, kuten eristyneissä asennuksissa tai suurissa tuulipuistoissa.
Pystysuuntaisten tuuliturbiinien tyypeistä löytyy kolme pääversiota:
- Savonius: Ne ovat heikkotehoisia tuuliturbiineja, mutta suunnittelultaan hyvin yksinkertaisia.
- Giromill: Ne tarjoavat paremman tehokkuuden kuin Savonius-tyyppi, mutta vaativat korkeampia tuulennopeuksia.
- darrieus: Tälle tyypille on ominaista sen siipien muoto, ja se on suorituskykyisin pystyakselin joukossa.
Tuulivoimaloiden huonot puolet
Yksi yleisimmistä ongelmista tuuliturbiinit Se on sen valtava koko, joka aiheuttaa tärinää ja melua. Tästä syystä ne asennetaan yleensä alueille, jotka ovat kaukana asutuista alueista. Kuitenkin viimeaikainen trendi on kehitys pienemmät turbiinit o hiljainen jotka voivat sijaita kaupunkialueilla.
Toinen haaste alalla tuulivoima on tuulen vaihtelu. tuuliturbiinit Ne on suunniteltu toimimaan optimaalisesti erilaisilla tuulennopeuksilla. Tämä tarkoittaa, että terien liikkeellelähtö edellyttää vähimmäisnopeutta, ja vuorostaan on maksimiraja mekanismin vaurioitumisen välttämiseksi.
Yleensä tuuliturbiinit toimivat tuulen nopeus on 3-24 metriä sekunnissa. Jos tuuli on heikompi, tehoa ei synny tarpeeksi, ja jos se on liian voimakas, turbiinit on sammutettava vaurioiden estämiseksi, ns. leikkausnopeus.
Tuuliturbiinin tai tuuliturbiinin kokoonpano
Los tuuliturbiinit vaaka-akselilla tai vaaka-akseliset tuuliturbiinit (TEEH), koostuvat useista avainsegmenteistä:
- Torni ja säätiö: Perustukset voivat olla tasaisia tai syviä, riippuen halutusta stabiilisuudesta. Tornilla on puolestaan erilaisia tyyppejä:
- Teräsputkimainen: Ne ovat yleisimpiä tuulivoimaloissa.
- betonista: Ne on rakennettu paikan päällä ja niiden avulla voidaan laskea tarkka korkeus tehokkuuden maksimoimiseksi.
- Ristikkorakenteet: He käyttävät teräsprofiileja, jotka ovat harvinaisempia suurissa nykyaikaisissa tuuliturbiineissa.
- roottori: Se on osa, joka pitää teriä. Sen tehtävänä on valjastaa tuulen energiaa muuttamalla se pyöriväksi liikkeeksi.
- Gondoli: Sitä kutsutaan usein tuuliturbiinin "pääksi", ja siinä on kaikki koneet, mukaan lukien generaattori, vaihteisto ja jarrut.
- generaattori: Muuntaa mekaanisen energian sähköksi. Nykyaikaisissa tuuliturbiineissa käytetään kaksoissyöttöisiä asynkronisia generaattoreita tai synkronisia generaattoreita.
- Kerroinlaatikko: Tämä komponentti yhdistää roottorin alhaisen nopeuden generaattorin vaatimiin suuriin nopeuksiin tehokkaan sähkön tuottamiseksi. Kertoo roottorin kierrokset minuutissa (18-50 RPM) noin 1.750 XNUMX rpm:iin.
- Jarrut: Mekaaniset jarrut pysäyttävät tuuliturbiinin turvallisesti, jos tuuli on liian kova tai jos huoltoa tarvitaan.
Tuuliturbiinin sähkölaitteet
Los tuuliturbiinit sisältää a ruokintajärjestelmä joka yhdistää tuotetun energian sähköverkkoon. Lisäksi heillä on lukuisia antureita jotka valvovat muuttujia, kuten tuulen nopeutta ja suuntaa, sekä koneen sisälämpötilaa. Kaikki nämä tiedot mahdollistavat tuuliturbiinin tehokkaan ohjauksen ja optimoivat sen suorituskyvyn.
Antureiden lisäksi mm nykyaikaiset tuuliturbiinit Ne on varustettu mekanismeilla, jotka mahdollistavat siipien kaltevuuden säätämisen tuulenoton optimoimiseksi sen voimakkuuden mukaan.
Laajentumisen myötä tuulivoimala, sekä maalla että merellä, tuulen käytöstä on tullut yksi uusiutuvaa energiaa kilpailukykyisempiä ja puhtaampia, mikä edistää merkittävästi hiilidioksidipäästöjen vähentämistä.
Tuulienergian kehitys jatkuu sekä tuuliturbiinien suunnittelun parantamisessa että niiden suorituskyvyn optimoinnissa erilaisissa ilmasto-olosuhteissa.
Tuulivoimaloilla on ratkaiseva rooli siirtymisessä kohti kestävämpää energiajärjestelmää hyödyntäen ehtymätöntä lähdettä, kuten tuulta.