Semua tentang turbin angin

Untuk memperbaiki keadaan hidup, manusia menggunakan air dan pelbagai mineral. Sejak kebelakangan ini, sumber tenaga alternatif menjadi popular terutamanya tenaga angin. Terima kasih kepada yang terakhir, orang ramai telah belajar untuk menerima bekalan tenaga untuk keperluan domestik dan industri.

Oleh kerana keperluan untuk sumber tenaga semakin meningkat setiap hari, dan stok pembawa tenaga biasa semakin berkurangan, penggunaan sumber tenaga alternatif semakin relevan setiap hari. Baru-baru ini, saintis dan jurutera reka bentuk telah mencipta model turbin angin baharu. Penggunaan teknologi terkini meningkatkan ciri kualiti unit dan mengurangkan bilangan aspek negatif dalam struktur.

Penjana angin ialah sejenis peranti teknikal yang menukar tenaga angin kinetik kepada tenaga elektrik.

Penjana angin digunakan di tempat yang berbeza, biasanya kawasan terbuka, di mana potensi angin paling besar. Stesen sumber tenaga alternatif dipasang di pergunungan, di perairan cetek, pulau dan padang. Pemasangan moden boleh menjana elektrik walaupun dengan kekuatan angin yang rendah. Disebabkan kemungkinan ini, penjana angin digunakan untuk membekalkan tenaga elektrik kepada objek yang berlainan kapasiti.

• Pegun ladang angin boleh membekalkan elektrik ke rumah persendirian atau kemudahan industri kecil. Semasa ketiadaan angin, rizab tenaga akan terkumpul, dan kemudian digunakan daripada bateri.

• Turbin angin kuasa sederhana boleh digunakan di ladang atau di rumah yang jauh dari sistem pemanasan. Dalam kes ini, sumber elektrik ini boleh digunakan untuk pemanasan ruang.

Penjana angin dikuasakan oleh kuasa angin. Reka bentuk peranti ini harus mengandungi elemen berikut:

• bilah turbin atau kipas;
• turbin;
• penjana elektrik;
• paksi penjana elektrik;
• penyongsang, fungsinya ialah penukaran arus ulang alik kepada arus terus;
• mekanisme yang memutarkan bilah;
• mekanisme yang memutarkan turbin;
• bateri;
• tiang;
• pengawal gerakan putaran;
• peredam;
• sensor angin;
• batang tolok angin;
• gondola dan elemen lain.

Unit perindustrian mempunyai kabinet kuasa, perlindungan kilat, mekanisme ayunan, asas yang boleh dipercayai, peranti untuk memadam kebakaran, dan telekomunikasi.

Penjana angin dianggap sebagai peranti yang menukar tenaga angin kepada elektrik. Pendahulu unit moden ialah kilang yang menghasilkan tepung daripada bijirin. Walau bagaimanapun, gambar rajah sambungan dan prinsip operasi penjana secara praktikal tidak berubah.

1. Terima kasih kepada kuasa angin, bilah mula berputar, tork yang dihantar ke aci penjana.
2. Putaran pemutar menghasilkan arus ulang alik tiga fasa.
3. Melalui pengawal, arus ulang alik dihantar ke bateri. Bateri diperlukan untuk mencipta operasi penjana angin yang stabil. Jika ada angin, unit mengecas bateri.
4. Untuk melindungi daripada taufan dalam sistem penjanaan kuasa angin, terdapat elemen untuk mengalihkan roda angin daripada angin. Ini berlaku dengan melipat ekor atau membrek roda menggunakan brek elektrik.
5. Untuk mengecas semula bateri, anda perlu memasang pengawal. Fungsi yang terakhir termasuk menjejaki pengecasan bateri untuk mengelakkan kerosakannya. Jika perlu, peranti ini boleh membuang tenaga berlebihan ke balast.
6. Bateri mempunyai voltan rendah yang berterusan, tetapi ia harus mencapai pengguna dengan kuasa 220 volt. Atas sebab ini, penyongsang dipasang di penjana angin. Yang terakhir ini mampu menukar arus ulang alik kepada arus terus, meningkatkan penunjuk kuasanya kepada 220 volt. Jika penyongsang tidak dipasang, anda hanya perlu menggunakan peranti yang dinilai untuk voltan rendah.
7. Arus berubah dihantar kepada pengguna untuk membekalkan kuasa bateri pemanasan, lampu bilik dan peralatan rumah.

Klasifikasi ladang angin adalah berdasarkan kriteria berikut.

1. Bilangan bilah. Pada masa ini dijual, anda boleh menemui kincir angin berbilah tunggal, berbilah rendah, berbilang bilah. Semakin sedikit bilah penjana, semakin tinggi kelajuan enjinnya.
2. Penunjuk kuasa undian. Stesen isi rumah menjana sehingga 15 kW, separa perindustrian - sehingga 100, dan perindustrian - lebih daripada 100 kW.
3. Arah paksi. Turbin angin boleh menegak dan mendatar, setiap jenis mempunyai kebaikan dan keburukan.

Mereka yang ingin memperoleh sumber tenaga alternatif boleh membeli penjana angin dengan rotor, kinetik, pusaran, layar, mudah alih.

Terdapat juga klasifikasi penjana kuasa angin mengikut lokasinya. Hari ini, terdapat 3 jenis unit.

1. Terrestrial. Kincir angin sedemikian dianggap paling biasa, ia dipasang di atas bukit, ketinggian, tapak yang disediakan terlebih dahulu. Pemasangan pemasangan sedemikian dilakukan menggunakan peralatan mahal, kerana elemen struktur mesti dipasang pada ketinggian yang tinggi.
2. Stesen pantai sedang dibina di bahagian pantai laut dan lautan. Operasi penjana dipengaruhi oleh angin laut, kerana peranti berputar menghasilkan tenaga sepanjang masa.
3. Luar pesisir. Turbin angin jenis ini dipasang di laut, biasanya pada jarak kira-kira 10 meter dari pantai. Peranti sedemikian menjana tenaga daripada angin luar pesisir biasa. Selepas itu, tenaga pergi ke pantai melalui kabel khas.

Turbin angin menegak dicirikan oleh paksi menegak putaran berbanding dengan tanah. Peranti ini pula terbahagi kepada 3 jenis.

• Dengan pemutar Savounis. Strukturnya termasuk beberapa unsur separa silinder. Putaran paksi unit berlaku secara berterusan dan tidak bergantung kepada kekuatan dan arah angin. Kelebihan penjana ini termasuk tahap kebolehkilangan yang tinggi, tork permulaan berkualiti tinggi, serta keupayaan untuk berfungsi walaupun dengan daya angin yang sedikit. Kelemahan peranti: operasi kecekapan rendah bilah, keperluan untuk sejumlah besar bahan dalam proses pembuatan.

• Dengan pemutar Darrieus. Beberapa bilah terletak pada paksi putaran peranti, yang bersama-sama mempunyai bentuk jalur.Kelebihan penjana dianggap sebagai ketiadaan keperluan untuk memberi tumpuan kepada aliran udara, ketiadaan kesukaran dalam proses pembuatan, dan penyelenggaraan yang mudah dan mudah. Kelemahan unit adalah kecekapan rendah, kitaran baik pulih pendek, dan permulaan kendiri yang lemah.

• Dengan rotor heliks. Penjana angin jenis ini adalah pengubahsuaian versi sebelumnya. Kelebihannya terletak pada tempoh operasi yang panjang dan beban rendah pada mekanisme dan unit sokongan. Kelemahan unit adalah kos struktur yang tinggi, proses pembuatan bilah yang sukar dan kompleks.

Paksi pemutar mendatar dalam peranti ini adalah selari dengan permukaan bumi. Mereka adalah berbilah tunggal, berbilah dua, berbilah tiga, dan juga berbilang bilah, di mana bilangan bilah mencapai 50 keping. Kelebihan turbin angin jenis ini ialah kecekapan tinggi. Kelemahan unit adalah seperti berikut:

• keperluan untuk orientasi mengikut arah aliran udara;
• keperluan untuk pemasangan struktur tinggi - semakin tinggi pemasangan, semakin kuat ia;
• keperluan untuk asas untuk pemasangan tiang berikutnya (ini menyumbang kepada peningkatan dalam kos proses);
• tahap bunyi yang tinggi;
• bahaya kepada burung terbang.

Penjana kuasa bilah mempunyai bentuk kipas. Dalam kes ini, bilah menerima tenaga aliran udara dan memprosesnya menjadi gerakan berputar.

Turbin angin mendatar mempunyai pendesak dengan bilah, yang mungkin terdapat bilangan tertentu. Selalunya ada 3 daripadanya. Bergantung pada bilangan bilah, kuasa peranti boleh meningkat atau berkurangan. Kelebihan yang jelas bagi jenis turbin angin ini ialah pengagihan seragam beban pada galas tujahan. Kelemahan unit ialah pemasangan struktur sedemikian memerlukan banyak bahan tambahan dan kos buruh.

Penjana turbin angin pada masa ini dianggap paling cekap. Sebabnya ialah gabungan optimum kawasan bilah dengan konfigurasinya. Kelebihan reka bentuk tanpa bilah termasuk tahap kecekapan yang tinggi, bunyi yang rendah, yang disebabkan oleh dimensi kecil peranti. Di samping itu, unit ini tidak runtuh dalam angin kencang dan tidak mendatangkan bahaya kepada orang lain dan burung.

Kincir angin jenis turbin digunakan di bandar dan pekan; ia boleh digunakan untuk menyediakan pencahayaan ke rumah persendirian dan kotej musim panas. Hampir tidak ada kelemahan untuk penjana sedemikian.

Ciri-ciri berfaedah utama turbin angin adalah seperti berikut:

• keselamatan alam sekitar - operasi pemasangan tidak membahayakan alam sekitar dan organisma hidup;
• kekurangan kerumitan dalam reka bentuk;
• kemudahan penggunaan dan pengurusan;
• kebebasan daripada rangkaian elektrik.

Antara kelemahan peranti ini, pakar membezakan perkara berikut:

• kos yang tinggi;
• peluang untuk membayar hanya selepas 5 tahun;
• kecekapan rendah, kuasa rendah;
• keperluan peralatan yang mahal.

Peranti untuk menjana tenaga daripada angin boleh mempunyai saiz yang berbeza. Kuasa mereka bergantung pada saiz roda angin, ketinggian tiang dan kelajuan angin. Unit terbesar mempunyai lajur 135 m panjang, manakala diameter rotornya ialah 127 m. Oleh itu, jumlah ketinggiannya mencapai 198 meter. Turbin angin besar dengan ketinggian tinggi dan bilah panjang sesuai untuk membekalkan tenaga kepada perusahaan industri kecil, ladang. Model yang lebih padat boleh dipasang di rumah atau di negara ini.

Pada masa ini, mereka menghasilkan kincir angin jenis perarakan dengan diameter bilah dari 0.75 dan 60 meter. Menurut pakar, dimensi penjana tidak sepatutnya besar, kerana pemasangan mudah alih kecil sesuai untuk menjana sejumlah kecil tenaga. Model terkecil unit adalah 0.4 meter tinggi dan berat kurang daripada 2 kilogram.

Hari ini, pengeluaran turbin angin ditubuhkan di banyak negara di dunia. Di pasaran anda boleh menemui model dan unit buatan Rusia dari China. Daripada pengeluar domestik, yang paling popular ialah firma berikut:

• "Angin-Cahaya";
• Rkraft;
• SKB Iskra;
• Sapsan-Tenaga;
• "Tenaga angin".

Pengeluar asing penjana kuasa juga sangat popular:

• Goldwind - China;
• Vestas - Denmark;
• Gamesa - Sepanyol;
• Suzion - India;
• GE Energy - Amerika Syarikat;
• Siemens, Enercon - Jerman.

Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa penggunaan penjana angin tersebut membayangkan penggunaan pembaikan mahal, serta alat ganti, yang hampir mustahil untuk ditemui di kedai domestik. Kos unit penjanaan kuasa biasanya bergantung pada ciri reka bentuk, kapasiti dan pengeluar.

Untuk memilih penjana angin yang betul untuk kediaman musim panas atau rumah, anda perlu mengambil kira perkara berikut.

1. Pengiraan kuasa peralatan elektrik yang dipasang yang akan disambungkan di dalam bilik.
2. Kuasa unit masa depan, dengan mengambil kira faktor keselamatan. Yang terakhir ini tidak akan membenarkan beban berlebihan penjana dalam keadaan puncak.
3. Iklim wilayah. Kerpasan mempunyai kesan negatif terhadap prestasi peranti.
4. Kecekapan peralatan, yang dianggap sebagai salah satu petunjuk yang paling penting.
5. Penunjuk bunyi yang mencirikan turbin angin semasa operasi.

Sebagai tambahan kepada semua perkara di atas, pengguna harus menilai semua parameter pemasangan, serta membaca ulasan mengenainya.

Untuk meningkatkan kecekapan operasi penjana angin, keupayaan dan ciri operasinya perlu diubah ke arah yang positif. Pertama, adalah berfaedah untuk meningkatkan kecekapan sensitiviti pendesak kepada angin yang agak lemah dan tidak stabil.

Ini adalah sejenis membran satu sisi untuk aliran udara, yang secara bebas melepasi angin dalam satu arah. Membran adalah penghalang tidak telap kepada pergerakan jisim udara ke arah yang bertentangan.

Kaedah lain untuk meningkatkan kecekapan turbin angin ialah penggunaan penyebar atau penutup pelindung, yang memotong aliran dari permukaan bertentangan. Setiap pilihan mempunyai kelebihan dan kekurangan. Walau bagaimanapun, mereka dalam apa jua keadaan lebih berkesan daripada model tradisional.

Penjana angin adalah mahal. Jika anda ingin memasangnya di wilayah anda, anda perlu mempertimbangkan perkara berikut:

• ketersediaan rupa bumi yang sesuai;
• kelaziman angin yang kerap dan kuat;
• kekurangan sumber tenaga alternatif lain.

Jika tidak, ladang angin tidak akan memberikan hasil yang diharapkan. Oleh kerana permintaan untuk tenaga alternatif semakin meningkat setiap tahun, dan pembelian kincir angin adalah tamparan yang ketara kepada belanjawan keluarga, anda boleh cuba membuat unit dengan tangan anda sendiri dengan pemasangan berikutnya. Pembuatan turbin angin boleh berdasarkan magnet neodymium, kotak gear, bilah dan ketiadaannya.

Turbin angin mempunyai banyak kelebihan. Oleh itu, dengan keinginan yang besar dan kehadiran kebolehan pereka asas, hampir mana-mana tukang boleh membina stesen untuk menjana elektrik di tapaknya. Versi paling mudah peranti dianggap sebagai turbin angin dengan paksi menegak. Yang terakhir tidak memerlukan sokongan dan tiang tinggi, dan prosedur pemasangan dicirikan oleh kesederhanaan dan kelajuan.

Untuk membuat penjana angin, anda perlu menyediakan semua elemen yang diperlukan dan membetulkan modul di tempat yang dipilih. Sebagai sebahagian daripada penjana tenaga menegak buatan sendiri, kehadiran unsur tersebut dianggap wajib:

• pemutar;
• bilah;
• tiang paksi;
• pemegun;
• bateri;
• penyongsang;
• pengawal.

Bilah boleh dibuat daripada plastik berdaya tahan ringan, kerana bahan lain boleh rosak dan cacat di bawah pengaruh beban yang tinggi. Pertama sekali, 4 bahagian yang sama mesti dipotong dari paip PVC. Selepas itu, anda perlu memotong beberapa serpihan separuh bulatan dari timah dan membetulkannya di sepanjang tepi paip. Dalam kes ini, jejari bahagian bilah hendaklah 69 cm Dalam kes ini, ketinggian bilah akan mencapai 70 cm.

Untuk memasang sistem pemutar, anda perlu mengambil 6 magnet neodymium, 2 cakera ferit dengan diameter 23 cm, gam untuk ikatan. Magnet hendaklah diletakkan pada cakera pertama, dengan mengambil kira sudut 60 darjah dan diameter 16.5 cm, mengikut skema yang sama, cakera kedua dipasang, dan magnet dituangkan dengan gam. Untuk stator, anda perlu menyediakan 9 gegelung, pada setiap satunya anda menggulung 60 lilitan pendawaian tembaga dengan diameter 1 mm. Pematerian mesti dijalankan mengikut urutan berikut:

• permulaan gegelung pertama dengan penghujung gegelung keempat;
• permulaan gegelung keempat dengan penghujung gegelung ketujuh.

Fasa kedua dipasang dengan cara yang sama. Seterusnya, bentuk dibuat dari lembaran papan lapis, bahagian bawahnya ditutup dengan gentian kaca. Fasa daripada gegelung yang dipateri dipasang di atas. Strukturnya diisi dengan gam dan dibiarkan selama beberapa hari untuk melekatkan semua bahagian. Selepas itu, anda boleh mula menyambungkan elemen individu penjana angin ke dalam satu keseluruhan.

Untuk memasang struktur di pemutar atas, 4 lubang untuk kancing perlu dibuat. Rotor bawah dipasang dengan magnet ke atas pada pendakap. Selepas itu, anda perlu meletakkan stator dengan lubang yang diperlukan untuk memasang pendakap. Pin hendaklah diletakkan pada plat aluminium, kemudian tutup dengan pemutar kedua dengan magnet ke bawah.

Menggunakan sepana, adalah perlu untuk memutarkan pin supaya pemutar jatuh sama rata dan tanpa jeragat. Apabila tempat yang betul telah diduduki, ia patut membuka skru kancing dan mengeluarkan plat aluminium. Pada akhir kerja, struktur mesti diperbaiki dengan kacang dan tidak diketatkan dengan ketat.

Paip logam yang kuat dengan panjang 4 hingga 5 meter sesuai sebagai tiang. Penjana yang telah dipasang telah diskru kepadanya. Selepas itu, bingkai dengan bilah dipasang pada penjana, dan struktur tiang dipasang pada platform, yang disediakan terlebih dahulu. Kedudukan sistem ditetapkan dengan pendakap.

Video berikut memberikan gambaran keseluruhan kincir angin buatan sendiri.