В света на възобновяемите енергийни източници се открояват две ключови форми на производство: слънчева енергия и вятърна енергия. Докато слънчевата енергия трансформира слънчевата радиация в електрическа енергия чрез слънчеви панели, вятърната енергия се фокусира върху овладяването на силата на вятъра чрез вятърни турбини. Тези устройства са от съществено значение за преобразуването на кинетичната енергия на вятъра в използваема електрическа енергия.
Лос вятърни турбини Те са сложни по своя дизайн и изискват предварителни проучвания, за да се гарантира, че инсталирането им е печелившо и ефективно. Съществуват различни видове и технологии, свързани с вятърните турбини, които се различават според тяхното използване и капацитет за производство на електроенергия. В тази статия ще научите подробно всичко свързано с ветрогенераторите.
Характеристики на вятърна турбина
Преобразуване на вятърни турбини кинетична енергия на вятъра в електрическа енергия чрез перките, които се въртят благодарение на силата на вятъра. Тези остриета могат да се въртят между тях 13 и 20 оборота в минута (rpm), в зависимост от технологията на вятърната турбина и скоростта на вятъра по всяко време. Материалите на лопатките също оказват влияние върху скоростта на въртене; По-леките остриета се въртят по-бързо.
Колкото по-голяма скорост придобиват лопатките, толкова по-голямо е количеството енергия, генерирано от вятърната турбина, което увеличава неговата производителност. Въпреки това, за да стартирате устройството на първо място, е необходимо спомагателно захранване. След като бъде пуснат в действие, вятърът става единственият двигател на въртенето на лопатките.
Един от най-забележителните аспекти на вятърните турбини е техният Дълъг полезен живот, което надхвърля 25 година. Въпреки че разходите за инсталиране и първоначалните разходи може да са високи, дългото време на работа позволява инвестицията да се амортизира и генерира икономически ползи. Освен това, тъй като е чиста енергия, тя допринася за намаляване на замърсяващите емисии и за намаляване на използването на изкопаеми горива.
Напредъкът в технологиите не само увеличи полезния живот на вятърните турбини, но и ги направи по-ефективни, улеснявайки инсталирането им на по-оптимални места, за да се увеличи максимално улавянето на вятърна енергия.
операция
Процесът на преобразуване на енергия във вятърна турбина се извършва в няколко фази, всяка от които е ключова за преобразуването на вятърната енергия в електричество:
- Автоматична ориентация: Вятърната турбина се ориентира автоматично, за да се възползва максимално от вятърната енергия. Това е възможно благодарение на данните, записани от перката и анемометъра, които позволяват на гондолата да се върти в правилната посока.
- Въртене на острието: Когато вятърът достигне скорост от приблизително 3,5 m/s, той започва да върти лопатките. За оптимизиране на генерирането на енергия идеалната скорост на вятъра е 11 m/s. Ако тази скорост надвиши 25 m/s, лопатките се поставят в положение на флаг, за да се избегнат прекомерни напрежения и спиране на системата.
- Умножение: Въртенето на ротора задвижва бавен вал, който увеличава скоростта си от 13 rpm до около 1.500 rpm с помощта на множител.
- Поколение: Ротационната енергия се предава на генератора, където се трансформира в електричество.
- Евакуация: Произведеното електричество се транспортира през кулата до подстанцията, където напрежението му се повишава, преди да се инжектира в електрическата мрежа за разпределение до точките на потребление.
- Мониторинг: Този процес гарантира, че вятърната турбина работи правилно. Критичните системи се наблюдават постоянно от подстанцията и контролния център, което позволява бързо откриване и разрешаване на евентуални инциденти.
Видове вятърни турбини
Има две основни категории вятърни турбини, които се класифицират според оста на ротора или мощността, която могат да доставят.
Според оста на ротора
Вертикална ос
Този тип вятърна турбина е ненасочено и не изисква системи за ориентиране, което улеснява инсталирането и поддръжката. В допълнение, неговите компоненти като генератор и умножител са изравнени със земята, което опростява конструкцията му и намалява разходите. Основният му недостатък обаче е, че Те имат по-ниска ефективност отколкото тези с хоризонтална ос и изискват външни системи за стартиране на въртенето на лопатките.
Хоризонтална ос
Вятърните турбини хоризонтална ос Те са най-често срещаните и ефективни. Неговият дизайн позволява постигането на по-високи скорости на въртене и следователно изисква по-малко умножение на оборотите. Освен това, тъй като са по-високи, те са в състояние да използват по-добре вятърната енергия на голяма надморска височина.
Според доставената мощност
Във функция на подадена мощност, вятърните турбини са разделени на три класа:
- Ниска мощност: Те предлагат правомощия до 50 kW и се използват в приложения като изпомпване на вода или захранване в изолирани зони.
- Половин мощност: Те са в диапазона на 150 kW и се използват за доставка на енергия към мрежата в селски или изолирани места.
- Голяма мощ: Те осигуряват енергия в търговски мащаб и производството им може да достигне до няколко гигавата.
Днес оборудването с висока мощност е най-използваното във вятърните паркове за ефективно и икономично производство на електроенергия, което допринася за борбата с изменението на климата.
Секторът на възобновяемата енергия продължава да се развива, воден от необходимостта от намаляване на емисиите на парникови газове и смекчаване на въздействието от изменението на климата. Вятърните турбини, по-специално, отбелязаха значителен технологичен напредък, което им позволява да генерират повече електроенергия и да имат по-дълъг живот. С тази информация ще разберете по-добре как работят вятърните турбини и тяхната ключова роля в бъдещето на чистата енергия.