Funktions- og konstruktionstræk ved moderne typer vindmølleparker

Artiklen diskuterer princippet om drift og designegenskaber for moderne vindmøller til industri og den private sektor.

Siden oldtiden har menneskeheden forsøgt at tæmme vinden og stillet den til sin tjeneste. Først var der sejlskibe, der brugte vindenergi til deres bevægelser, derefter begyndte vindmøller at blive brugt i dagligdagen, men nu er tiden kommet til at bruge vindenergi i vindgeneratorer til at generere elektricitet, der tjener mennesker.

I udlandet produceres en ret stor del af elektriciteten af ​​vindkraftværker (HPP), hvilket ærligt talt ikke kan siges om Rusland og landene i det postsovjetiske rum. Her er det tydeligt – vi er blandt efternølerne.

Brugen af ​​vindmølleparker i de udviklede lande i verden gør det muligt at løse ikke kun problemerne med autonom strømforsyning af villaer, landejendomme, dacha-samfund, men også miljøproblemer, da der ikke er nogen miljøforurening under produktionen af ​​elektricitet fra moderne vindmølleparker overhovedet.

Lad os se på princippet om drift og mere detaljeret hovedtyperne af moderne vindkraftværker.

Princip for drift af vindgeneratorer

Ethvert handlingsprincip vindkraftværk (HPP) består i at konvertere den kinetiske energi af luftstrømmen, der bevæger sig gennem vingernes eller turbinernes plan, til elektrisk energi - ved brug af elektriske generatorer. Den mest almindelige type moderne vindkraftværk er vingevindkraftværker, som kombinerer vingevindgeneratorer med en vandret rotationsakse og roterende generatorer med en karrusel, hvor - rotationsaksen er placeret lodret. Nedenfor vil vi se nærmere på disse typer af vindgeneratorer.

Design af hovedtyperne af vindmøller

Hver vindgenerator består strukturelt af en base, ellers kaldet en mast, en roterende enhed med roterende vinger eller en vindmølle, generatorgenereret elektricitet og et batteri. Der kræves desuden en kontrol- og konverteringsenhed i hver vindmøllepark.

Hvad angår antallet af vinger, kan vandkraftturbiner være to, tre og flerbladede. Trebladede turbiner er de mest almindelige.For at forhindre for tidlig svigt af vindmøller er vindkraftværker udstyret med et system til aeromekanisk stabilisering af rotationshastigheden af ​​deres vinger.

En elektrisk generator, der genererer elektricitet i et vindkraftværk, er direkte forbundet med sin turbine, når vindmøllens og generatorens rotationsakse er den samme, eller gennem en mekanisk transmission, der overfører møllevingernes rotationsbevægelser til generator. Moderne vindmølleparker bruger hovedsageligt synkrone flerpolede børsteløse generatorer med permanente magneter, som er strukturelt fremstillet i et fuldstændigt lukket hus og af standardelementer.

Afhængig af retningen og "trykket" af luftstrømmen på turbinens vinger kan den omorienteres af installationens rotationsmekanisme i den retning, der er optimal for dens effektive drift.

Funktionelt er strømstyrings- og konverteringsenheden designet til at lagre den elektriske energi, der genereres af vindmølleparken, i dens akkumulatorbatterier med dens efterfølgende konvertering fra 12V DC-spænding til 220V AC-spænding — ved hjælp af en "inverter".

Styreenheden gør det også muligt at overvåge og styre batteriopladningsprocessen, elgeneratorens effekt mv.

De forskellige muligheder for efterbehandling af moderne vindmølleparker, både til industriel brug og til dem, der bruges i den private sektor, giver dig mulighed for at vælge hver, den mest optimale mulighed for hver bruger.

I øjeblikket er de mest udbredte i verden vindgeneratorer af vingetypen, hvis rotationsakse for bladene er parallelle eller vandrette med luftstrømmens retning. Grundlæggende vil vi tale om disse vindmøller senere.

En vindmøllevinge med en vandret rotationsakse

Effektiviteten af ​​at bruge vindenergi til denne type vindmølle når 48%, hvilket er meget højere end for karruselgeneratorer. Denne type vindgeneratorer kan være med to og tre vinger.

Her opnås den mest effektive drift af enheden, når vinden er rettet vinkelret på generatorbladenes rotationsplan. Derfor, selv strukturelt, har denne type «vindmølle» en anordning, der tillader den automatiske rotation af generatoren vinkelret på vindens retning. Energiproduktionen af ​​denne type vindmøllepark afhænger direkte af vindens hastighed (dens tryk) såvel som af diameteren og arealet af vindmøllens vinger.

Karrusel eller roterende vindmølleparker

Denne type vindmølle har en lodret rotationsakse med et hjul monteret på det og fastgjort på det, der modtager overflader for vinden. En væsentlig fordel ved denne type vindmølleparker er, at de kan arbejde uden at ændre deres position – i enhver retning af luftstrømmen. Denne type vindmøller er langsomtkørende og støjsvage, og lavhastigheds flerpolede elektriske generatorer bruges som generatorer til at generere strøm.

Moderne vindmøllepark med vandret og lodret rotationsakse

Andre typer af moderne vindmølleparker

Derudover er de seneste vindmølleudviklinger dukket op med fundamentalt nye designs, som strukturelt består af en tre-lejet base placeret på et kraftigt fundament. En ringformet generator er monteret på basen, med et indbygget leje og en central rotor. Ringen på en sådan generator kan være over 100 meter i diameter. Sådanne vindmølleparker bruges til industriel energiproduktion.

Der er også vindmølleparker i drift, bestående af flere dusin små vindmøller - moduler, strukturelt forenet i et enkelt debugging-system til at generere elektricitet.

For nylig har amerikanske specialister udviklet og sat i industriel produktion et lille vindmølle-vindkraftværk «Windgate» beregnet til den private sektor. Turbinehjulet når 1,8 meter i diameter og roterer på en vandret akse. Enderne af bladene på en sådan turbineinstallation har permanente magneter, som et resultat af hvilke vi faktisk har en stor rotor - roterende i et integreret hus af installationens stator. Sådanne Windgate-vindgeneratorer kan endda installeres på taget af et privat hus eller sommerhus og er meget effektive, og deres pris er omkring 4,5-5 tusinde amerikanske dollars.

Konklusion

Det skal bemærkes, at konstruktionen af ​​vindkraftværker konstant bliver forbedret, og derfor forbedres deres teknologiske parametre, aerodynamik, og vigtigst af alt bliver prisen på disse økologisk rene energiblokke i fremtiden mindre og mindre "bidende" for en simpel forbruger.