У світі відновлюваних джерел енергії виділяють дві ключові форми виробництва: сонячна енергія і енергія вітру. У той час як сонячна енергія перетворює сонячне випромінювання в електричну енергію за допомогою сонячних панелей, енергія вітру зосереджується на використанні енергії вітру за допомогою вітрових турбін. Ці пристрої необхідні для перетворення кінетичної енергії вітру в корисну електричну енергію.
L вітрові турбіни Вони складні за своєю конструкцією і вимагають попередніх досліджень, щоб переконатися, що їх встановлення є прибутковим та ефективним. Існують різні типи та технології, пов’язані з вітровими турбінами, які відрізняються залежно від їх використання та потужності виробництва електроенергії. У цій статті ви детально дізнаєтесь про все, що стосується вітрогенераторів.
Характеристика вітрогенератора
Перетворення вітрових турбін кінетична енергія вітру в електричну енергію через лопаті, які обертаються завдяки силі вітру. Ці леза можуть обертатися між собою 13 і 20 обертів в хвилину (об/хв), залежно від технології вітрової турбіни та постійної швидкості вітру. Матеріали лопатей також впливають на швидкість обертання; Легкі леза обертаються швидше.
Чим більшої швидкості набувають лопаті, тим більшу кількість енергії виробляє вітряна турбіна, що збільшує її ефективність. Однак для запуску пристрою в першу чергу потрібне допоміжне живлення. Після введення в дію вітер стає єдиним рушієм обертання лопатей.
Одним із найбільш помітних аспектів вітрових турбін є їх Тривалий термін служби, що перевищує 25 років. Незважаючи на те, що витрати на встановлення та початкові витрати можуть бути високими, тривалий час експлуатації дозволяє амортизувати інвестиції та отримати економічні вигоди. Крім того, оскільки це чиста енергія, вона сприяє зменшення викидів забруднюючих речовин і до скорочення використання викопного палива.
Технологічний прогрес не тільки збільшив термін служби вітряних турбін, але й зробив їх більш ефективними, полегшивши їх установку в більш оптимальних місцях для максимального захоплення енергії вітру.
операція
Процес перетворення енергії у вітряній турбіні здійснюється в кілька етапів, кожен з яких є ключовим для перетворення енергії вітру в електрику:
- Автоматична орієнтація: Вітрова турбіна автоматично орієнтується, щоб максимально використовувати енергію вітру. Це можливо завдяки даним, що реєструються лопаткою та анемометром, які дозволяють гондолі обертатися в правильному напрямку.
- Обертання леза: Коли вітер досягає швидкості приблизно 3,5 м/с, він починає обертати лопаті. Для оптимізації виробництва енергії ідеальна швидкість вітру становить 11 м/с. Якщо ця швидкість перевищує 25 м/с, лопаті встановлюються в положення прапорця, щоб уникнути надмірного натягу та гальмування системи.
- Множення: Обертання ротора приводить у рух повільний вал, який збільшує свою швидкість з 13 об/хв приблизно до 1.500 об/хв за допомогою мультиплікатора.
- Покоління: Енергія обертання передається генератору, де перетворюється в електрику.
- Евакуація: Вироблена електроенергія транспортується через башту до підстанції, де її напруга підвищується перед подачею в електричну мережу для розподілу до точок споживання.
- Моніторинг: Цей процес забезпечує правильну роботу вітрової турбіни. Критичні системи постійно контролюються з підстанції та диспетчерського центру, що дозволяє швидко виявляти та усувати можливі інциденти.
Види вітрогенераторів
Існує дві основні категорії вітрових турбін, які класифікуються відповідно до осі ротора або потужності, яку вони можуть постачати.
Відповідно до осі ротора
Вертикальна вісь
Цей тип вітрогенератора є всенаправлений і не потребує систем орієнтації, що полегшує встановлення та обслуговування. Крім того, такі його компоненти, як генератор і помножувач, розташовані на одному рівні з землею, що спрощує його конструкцію і знижує витрати. Однак головний його недолік полягає в тому Вони мають нижчу ефективність ніж ті, що мають горизонтальну вісь і потребують зовнішніх систем для запуску обертання лопатей.
Горизонтальна вісь
Вітрові турбіни горизонтальна вісь Вони найбільш поширені і ефективні. Його конструкція дозволяє досягти більш високих швидкостей обертання і, отже, вимагає меншого збільшення кількості обертів. Крім того, будучи вищими, вони можуть краще використовувати енергію вітру на великих висотах.
Відповідно до поданої потужності
У функції подається потужністьвітрові турбіни діляться на три класи:
- Низька потужність: Вони пропонують повноваження до 50 кВт і використовуються для таких застосувань, як перекачування води або електропостачання в ізольованих районах.
- Половина потужності: Вони знаходяться в діапазоні 150 кВт і використовуються для подачі енергії в мережу в сільській місцевості або віддалених місцях.
- Висока потужність: Вони постачають енергію в промислових масштабах, а їх виробництво може досягати до кілька гігават.
Сьогодні потужне обладнання найбільше використовується на вітрових електростанціях для ефективного та економного виробництва електроенергії, сприяючи боротьбі зі зміною клімату.
Сектор відновлюваної енергетики продовжує розвиватися, зумовлений необхідністю скоротити викиди парникових газів і пом’якшити вплив зміни клімату. Вітрові турбіни, зокрема, зазнали значного технологічного прогресу, що дозволило їм виробляти більше електроенергії та мати довший термін служби. З цією інформацією ви краще зрозумієте, як працюють вітряні турбіни та їхню ключову роль у майбутньому чистої енергії.