Shamol turbinalarining turlari. Uy va bog 'uchun uy qurilishi shamol generatori: ishlash tamoyillari, diagrammalar, qanday va qanday qilish kerak

Hozirgi vaqtda gorizontal va vertikal aylanish o'qiga ega bo'lgan ko'plab shamol turbinasi tizimlari mavjud. Ular bir-biridan faqat tashqi ko'rinishi va dizayni bilan emas, balki ulardan foydalanish maqsadlariga qarab texnik imkoniyatlar bilan ham farqlanadi. Shamol energiyasini qabul qiluvchining dizayni va uning havo oqimidagi joylashuvi asosida bir nechta shamol dvigatellari tizimlari ajralib turadi.

Biz allaqachon karusel va baraban tipidagi shamol turbinalari haqida gapirgan edik. Aylanadigan shamol dvigateli deb ataladigan vosita ham ma'lum (23-rasm). Uning pichoqlari karusel shamol turbinasi kabi gorizontal tekislikda aylanadi va vertikal milni boshqaradi.

Guruch. 23. Aylanadigan shamol turbinasi

Hozirgi vaqtda qanotli shamol turbinalari keng tarqalgan bo'lib, ularning eng qadimgi turi oddiy shamol tegirmonlaridir. Har qanday qanotli shamol turbinasining asosiy qismi shamol g'ildiragidir. U bir nechta pichoqlardan iborat va shamol ta'sirida aylanadi. Shamol turbinasi boshiga (24-rasm) o'rnatilgan bir juft konik tishli g'ildiraklar yordamida g'ildirakning aylanishi vertikal milning tezroq harakatiga yoki qo'zg'atuvchi shtanganing o'zaro harakatiga aylanadi.

Guruch. 24. Qavatli shamol turbinasi sxemasi

Bosh va shamol g'ildiragini shamolga aylantirish uchun shamol tegirmonlari tashuvchiga ega va zamonaviy kichik shamol turbinalari oxirida vertikal quyruqli quyruqga ega. Katta qanotli shamol turbinalarida shamol g'ildiragini shamol bilan avtomatik ravishda moslashtirish uchun boshqa murakkab mexanizmlar mavjud. Shamol g'ildiragining aylanish tezligi maksimal darajadan oshmasligini ta'minlash uchun tezlikni avtomatik boshqarish uchun maxsus qurilma mavjud.

Odatda, er yuzasida turli to'siqlar tufayli havo oqimi notekis va zaiflashadi, shuning uchun shamol g'ildiragi baland ustun yoki minoraga, to'siqlar ustida o'rnatiladi.

Shamol g'ildiraklarining dizayni asosida zamonaviy qanotli shamol turbinalari yuqori tezlikda va past tezlikda bo'linadi.

Past tezlikli shamol turbinasida shamol g'ildiragi ko'p sonli pichoqlardan iborat (25-rasm). Osonlik bilan harakatlanadi. Buning yordamida past tezlikda ishlaydigan shamol turbinasi pistonli nasos va ishga tushirishda katta boshlang'ich kuch talab qiladigan boshqa mashinalar bilan ishlash uchun qulaydir.

Guruch. 25. Quvvati 2,5 ot kuchigacha bo'lgan zamonaviy ko'p qanotli TB-5 shamol turbinasi

Past tezlikli shamol turbinalari, asosan, o'rtacha shamol tezligi sekundiga 4,5 metrdan oshmaydigan joylarda qo'llaniladi. Ko'p plastinkali shamol turbinalarining barcha mexanizmlari, qoida tariqasida, yuqori tezlikda ishlaydiganlarga qaraganda biroz sodda. Biroq, past tezlikli shamol turbinalarining shamol g'ildiraklari juda katta hajmli tuzilmalardir. Bunday g'ildiraklarning katta o'lchamlari bilan, ayniqsa, yuqori shamol tezligida zarur barqarorlikni yaratish qiyin. Shu sababli, hozirgi vaqtda shamol g'ildiragining diametri 8 metrdan oshmaydigan ko'p qanotli shamol turbinalari qurilmoqda. Bunday shamol turbinasining kuchi 6 ot kuchiga etadi. Bu quvvat 200 metr chuqurlikdagi quduqlardan suv yuzasini suv bilan ta'minlash uchun etarli.

Yuqori tezlikli shamol turbinalari shamol g'ildiragida oqimli profilga ega bo'lgan to'rttadan ortiq qanotga ega emas (masalan, 27-rasmga qarang).

Guruch. 27. 30 kilovattgacha quvvatga ega 1-D-18 shamol turbinasi

Bu ularga juda kuchli shamollarga yaxshi bardosh berishga imkon beradi. Kuchli va kuchli shamollarda ham yaxshi ishlab chiqilgan boshqaruv mexanizmlari yuqori tezlikdagi shamol turbinalarining shamol g'ildiraklarining bir xil aylanishini yaratadi.

Yuqori tezlikdagi shamol turbinalarining bu ijobiy xususiyatlari ularni har qanday quvvatdagi o'zgaruvchan shamollarda ishlashga imkon beradi.

Shu sababli, yuqori tezlikda ishlaydigan shamol turbinalari juda katta shamol g'ildiragi diametrlari bilan, ellik yoki undan ortiq metrga yetib, bir necha yuz ot kuchiga ega bo'lishi mumkin.

Shamol g'ildiraklarining yuqori va barqaror bir xilligi tufayli yuqori tezlikda ishlaydigan shamol motorlari turli xil mashinalar va elektr generatorlarini boshqarish uchun ishlatiladi. Zamonaviy yuqori tezlikda ishlaydigan shamol turbinalari universal mashinalardir.

Oddiy tezlik tushunchasini kiritish orqali turli tizimlarning shamol dvigatellarini solishtirish qulay. Bu tezlik sekundiga 8 metr shamol tezligida aylanadigan pichoqning tashqi uchidagi periferik tezlikning havo oqimi tezligiga nisbati bilan aniqlanadi.

Karusel, aylanuvchi va barabanli shamol dvigatellarining pichoqlari ish paytida havo oqimi bo'ylab harakatlanadi va har qanday nuqtaning tezligi hech qachon shamol tezligidan katta bo'lishi mumkin emas. Shuning uchun, bu turdagi shamol turbinalarining normal tezligi har doim birdan kam bo'ladi (chunki hisoblagich maxrajdan kichik bo'ladi).

Qanotli shamol turbinalarining shamol g'ildiraklari shamol yo'nalishi bo'ylab aylanadi va shuning uchun ularning qanotlarining oxirgi qismlarining harakat tezligi yuqori qiymatlarga etadi. Bu havo oqimi tezligidan bir necha baravar yuqori bo'lishi mumkin. Qanchalik kam pichoqlar va ularning profili qanchalik yaxshi bo'lsa, shamol g'ildiragi shunchalik kamroq qarshilik ko'rsatadi. Bu uning tezroq aylanishini anglatadi. Zamonaviy qanotli shamol turbinalarining eng yaxshi namunalari to'qqiz birlikgacha bo'lgan normal tezlikka ega. Zavodda ishlab chiqarilgan shamol turbinalarining ko'pchiligi 5-7 birlik tezlikka ega. Taqqoslash uchun shuni ta'kidlaymizki, hatto eng yaxshi dehqon tegirmonlari ham atigi 2-3 birlik tezlikka ega edi (va bu ma'noda ular karusel, aylanuvchi va barabanli shamol dvigatellariga qaraganda ancha rivojlangan).

Shamol g'ildiragidagi pichoqlar soni ortib borayotganligi sababli, uning past shamol tezligida uzoqlashish qobiliyati ortadi. Shunday qilib, qanotlarning umumiy maydoni shamol g'ildiragining supurilgan yuzasining 60-70 foizini (20-rasmga qarang) tashkil etadigan ko'p qanotli shamol dvigatellari 3-3,5 metr shamol tezligida ishga tushadi. soniyada.

Guruch. 20. Portal tegirmoni

Kam sonli qanotli yuqori tezlikdagi shamol turbinalari sekundiga 4,5 dan 6 metrgacha bo'lgan shamol tezligida boshlanadi. Shuning uchun ularni yuklamasdan yoki maxsus qurilmalar yordamida ishga tushirish kerak.

Karusel, aylanuvchi va barabanli shamol turbinalarining yaxshi ishga tushirilishi va dizaynining soddaligi ularni ideal shamol turbinalari deb hisoblaydigan ko'plab ixtirochi va dizaynerlarni o'ziga jalb qiladi. Biroq, aslida, bu mashinalar bir qator muhim kamchiliklarga ega. Ushbu kamchiliklar ularni pistonli nasoslar va burg'ulash tegirmonlari kabi oddiy va oddiy mashinalarda ham ishlatishni qiyinlashtiradi.

Rotorli shamol energiyasini qabul qiluvchi shamol turbinalari havo oqimi energiyasidan juda kam foydalanadi, ularning shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti qanotli shamol turbinalariga qaraganda 2-2,5 baravar kam. Shu sababli, qanotli shamol turbinalari teng yuzalar bilan pichoqlar tomonidan supurilgan holda, karusel, aylanuvchi va barabanli shamol elektr stantsiyalariga qaraganda 2-2,5 baravar ko'p quvvatni ishlab chiqishi mumkin.

Rotor tipidagi shamol turbinalari hozirgi vaqtda faqat 0,5 ot kuchiga ega bo'lgan kichik hunarmandchilik qurilmalari shaklida qo'llaniladi. Masalan, ular chorvachilik binolari, temirchilik va boshqa qishloq xo'jaligi ishlab chiqarish joylarida turli xil shamollatish moslamalarini haydash uchun ishlatiladi.

Shamol turbinasi quvvatini nima aniqlaydi?

Biz bilamizki, havo oqimining energiyasi doimiy emas, shuning uchun har qanday shamol turbinasi o'zgaruvchan quvvatga ega. Har qanday shamol turbinasining kuchi shamol tezligiga bog'liq. Aniqlanishicha, shamol tezligi ikki barobar ortganda shamol turbinasi qanotlaridagi quvvat 8 marta, havo oqimi tezligi 3 barobar oshganda shamol turbinasi quvvati 27 marta ortadi.

Shamol turbinasining kuchi shamol energiyasini qabul qiluvchining o'lchamiga ham bog'liq. Bunday holda, u shamol g'ildiragi yoki rotorning pichoqlari tomonidan supurilgan maydonga mutanosibdir. Masalan, qanotli shamol turbinalari uchun pichoqlar tomonidan supurilgan sirt bitta to'liq aylanishda pichoqning oxirini tasvirlaydigan doira maydoni bo'ladi. Baraban, karusel va aylanadigan shamol turbinalari uchun pichoqlar tomonidan supurilgan sirt balandligi pichoq uzunligiga teng va kengligi qarama-qarshi pichoqlarning tashqi qirralari orasidagi masofaga teng bo'lgan to'rtburchaklar maydonini ifodalaydi.

Biroq, har qanday shamol g'ildiragi yoki rotori pichoqlar tomonidan supurilgan sirtdan o'tadigan havo oqimi energiyasining faqat bir qismini foydali mexanik ishga aylantiradi. Energiyaning bu qismi shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti bilan belgilanadi. Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsientining qiymati har doim birdan kam. Eng yaxshi zamonaviy yuqori tezlikdagi shamol turbinalari uchun bu koeffitsient 0,42 ga etadi. Seriyali zavod yuqori tezlikli va past tezlikli shamol turbinalari uchun shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti odatda 0,30-0,35; bu shamol turbinalarining shamol g'ildiraklari orqali o'tadigan havo oqimi energiyasining taxminan uchdan bir qismi foydali ishga aylantirilishini anglatadi. Qolgan energiyaning uchdan ikki qismi foydalanilmaydi.

Sovet olimi G. X. Sabinin hisob-kitoblarga asoslanib, hatto ideal shamol turbinasi ham shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti atigi 0,687 ekanligini aniqladi.

Nima uchun bu koeffitsient teng yoki hatto birga yaqin bo'lishi mumkin emas?

Bu shamol energiyasining bir qismi pichoqlarda vortekslarning shakllanishiga sarflanishi va shamol g'ildiragi orqasida shamol tezligining pasayishi bilan izohlanadi.

Shunday qilib, shamol turbinasining haqiqiy quvvati shamol energiyasidan foydalanish koeffitsientiga bog'liq. Shamol turbinasi kuchi uning qiymatiga mutanosibdir. Bu shuni anglatadiki, shamol energiyasidan foydalanish darajasi oshgani sayin shamol turbinasi quvvati ortadi va aksincha.

Oddiy qanotli baraban, aylanuvchi va aylanuvchi shamol turbinalari shamol energiyasidan foydalanish darajasi juda past. Ularning qiymatlari 0,06 dan 0,18 gacha o'zgarib turadi. Qavatli dvigatellar uchun bu koeffitsient 0,30 dan 0,42 gacha.

Bundan tashqari, har qanday shamol turbinasining foydali quvvati ham uzatish mexanizmining samaradorligi, shuningdek, havo zichligi bilan mutanosibdir. Odatda, zamonaviy shamol turbinasi mexanizmlarining samaradorligi 0,8 dan 0,9 gacha.

Shamol turbinasining kuchi haqida aytilganlardan kelib chiqadiki, ma'lum bir shamol uchun shamol turbinasi yuqori quvvatga ega bo'ladi, unda havo oqimining eng katta miqdori qanotlari va qanotlari bilan supurilgan sirt orqali oqib o'tadi. shamol g'ildiragi yaxshi tartibga solingan profilga ega.

Shamol turbinalarining ko'p turlari shunchalik uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lganki, tarix ularning ixtirochilarining ismlari haqida sukut saqlaydi.

Shamol generatorlarining turlari:

Shamol turbinalarining asosiy turlari rasmda ko'rsatilgan. Ular ikki guruhga bo'lingan:

gorizontal aylanish o'qi (paneli) bo'lgan shamol turbinalari (2...5);

vertikal aylanish o'qi bo'lgan shamol turbinalari (aylanuvchi: pichoqli (1) va ortogonal (6)).

Qavatli shamol turbinalarining turlari faqat pichoqlar sonida farqlanadi.

Qanotli

Havo oqimi qanot qanotlarining aylanish tekisligiga perpendikulyar bo'lganda eng katta samaradorligiga erishiladigan qanotli shamol turbinalari uchun aylanish o'qini avtomatik aylantirish uchun qurilma talab qilinadi.

Shu maqsadda stabilizator qanoti ishlatiladi.

Karusel shamol turbinalarining afzalligi shundaki, ular har qanday shamol yo'nalishida o'z pozitsiyasini o'zgartirmasdan ishlaydi.

Qavatli shamol turbinalari uchun shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti (rasmga qarang) aylanadigan shamol turbinalariga qaraganda ancha yuqori.

Shu bilan birga, karusellar ancha yuqori momentga ega.

Bu nisbiy shamol tezligi nolga teng bo'lgan aylanma pichoqli qurilmalar uchun maksimaldir.

Pervanel shamol turbinalarining tarqalishi ularning aylanish tezligining kattaligi bilan izohlanadi.

Ular to'g'ridan-to'g'ri elektr toki generatoriga multiplikatorsiz ulanishi mumkin.

Qanotli shamol turbinalarining aylanish tezligi qanotlar soniga teskari proportsionaldir, shuning uchun uchdan ortiq pichoqli bloklar deyarli ishlatilmaydi.

Karusel

Aerodinamikadagi farq aylanuvchi shamol turbinalariga an'anaviy shamol turbinalaridan ustunlik beradi.

Shamol tezligi oshishi bilan ular tortish kuchini tezda oshiradilar, shundan so'ng aylanish tezligi barqarorlashadi.

Karusel shamol turbinalari past tezlikda ishlaydi va bu oddiy elektr davrlarini, masalan, asenkron generator bilan, tasodifiy shamol shamoli sodir bo'lganda, avariya xavfisiz foydalanish imkonini beradi.

Sekinlik bitta cheklovchi talabni qo'yadi - past tezlikda ishlaydigan ko'p qutbli generatordan foydalanish.

Bunday generatorlar keng tarqalmagan va ko'paytirgichlardan foydalanish (multiplikator [lot. Multiplicator - ko'paytirish] - ko'paytiruvchi vosita) ikkinchisining samaradorligi pastligi sababli samarali emas.

Karusel dizaynining yanada muhim afzalligi uning qo'shimcha hiyla-nayranglarsiz "shamol qayerdan esayotganini" kuzatish qobiliyati edi, bu esa yuzaki egilish oqimlari uchun juda muhimdir.

Ushbu turdagi shamol turbinalari AQSh, Yaponiya, Angliya, Germaniya va Kanadada qurilmoqda.

Aylanadigan qanotli shamol turbinasi eng oson ishlaydi. Uning dizayni shamol turbinasini ishga tushirishda maksimal momentni va ish paytida maksimal aylanish tezligini avtomatik ravishda o'z-o'zini boshqarishni ta'minlaydi.

Yuk ortishi bilan aylanish tezligi pasayadi va tork to'liq to'xtaguncha ortadi.

Ortogonal

Ortogonal shamol turbinalari, mutaxassislarning fikriga ko'ra, keng ko'lamli energiya uchun istiqbolli.

Bugungi kunda ortogonal tuzilmalarning shamolga sig'inuvchilari ma'lum qiyinchiliklarga duch kelishmoqda. Ular orasida, xususan, ishga tushirish muammosi.

Ortogonal qurilmalar subsonik samolyot bilan bir xil qanot profilidan foydalanadi (6-rasmga qarang).

Samolyot qanotning ko'tarish kuchiga "tayanishdan" oldin parvoz qilishi kerak. Ortogonal o'rnatish bilan ham xuddi shunday.

Birinchidan, siz uni energiya bilan ta'minlashingiz kerak - uni aylantiring va ma'lum aerodinamik parametrlarga keltiring va shundan keyingina uning o'zi dvigatel rejimidan generator rejimiga o'tadi.

Quvvatni olish taxminan 5 m / s shamol tezligida boshlanadi va nominal quvvatga 14 ... 16 m / s tezlikda erishiladi.

Shamol turbinalarining dastlabki hisob-kitoblari ularni 50 dan 20 000 kVt gacha bo'lgan diapazonda ishlatishni ta'minlaydi.

2000 kVt quvvatga ega haqiqiy o'rnatishda qanotlari harakatlanadigan halqaning diametri taxminan 80 metrni tashkil qiladi.

Kuchli shamol turbinasi katta hajmga ega. Biroq, siz kichiklar bilan shug'ullanishingiz mumkin - o'lchamni emas, raqamni oling.

Har bir elektr generatorini alohida konvertor bilan jihozlash orqali generatorlar tomonidan ishlab chiqarilgan chiqish quvvatini umumlashtirish mumkin.

Bunday holda, shamol turbinasining ishonchliligi va omon qolish qobiliyati oshadi.

Barcha shamol turbinalarining ishlash printsipi bir xil: shamol bosimi ostida pichoqlari bo'lgan shamol g'ildiragi aylanadi, momentni uzatish tizimi orqali elektr energiyasini ishlab chiqaradigan generatorning miliga, suv nasosiga uzatadi. Shamol g'ildiragining diametri qanchalik katta bo'lsa, u qanchalik ko'p havo oqimini ushlaydi va qurilma ko'proq energiya ishlab chiqaradi.

Shamol turbinalarining an'anaviy sxemasi gorizontal aylanish o'qi bilan (3-rasm).) kichik o'lchamli va quvvatli birliklar uchun yaxshi echimdir. Pichoqlar kengayganida, bu tartibga solish samarasiz bo'lib chiqdi, chunki turli balandliklarda shamol turli yo'nalishlarda esadi. Bunday holda, nafaqat shamolda jihozni optimal yo'naltirish mumkin emas, balki pichoqni yo'q qilish xavfi ham mavjud. Bundan tashqari, katta o'rnatish pichoqlarining uchlari yuqori tezlikda harakatlanib, shovqin hosil qiladi. Biroq, shamol energiyasidan foydalanishdagi asosiy to'siq hali ham iqtisodiy bo'lib qolmoqda - blokning kuchi kichik bo'lib qolmoqda va uning ishlashi uchun xarajatlar ulushi sezilarli bo'lib chiqadi. Kam quvvatli bloklar taxminan uch barobar qimmatroq energiya ishlab chiqarishi mumkin.

3-rasm - qanotli shamol turbinasi

Mavjud shamol turbinasi tizimlari shamol g'ildiragining dizayni va shamol oqimidagi holatiga ko'ra bo'linadi uchta sinf uchun.

Birinchi sinf shamol g'ildiragi vertikal tekislikda joylashgan shamol turbinalarini o'z ichiga oladi; bu holda aylanish tekisligi shamol yo'nalishiga perpendikulyar bo'ladi va shuning uchun shamol g'ildiragining o'qi oqimga parallel bo'ladi. Bunday shamol turbinalari deyiladi qanotli.

Tezlik - pichoq uchining periferik tezligining (ōR) shamol tezligi V ga nisbati:

Z= ω R.

GOST 2656-44 ga binoan shamol g'ildiragi turiga va tezligiga qarab qanotli shamol turbinalari uch guruhga bo'linadi (4-rasm):

Ø ko'p qanotli shamol turbinalari, past tezlikda, yuqori tezlikda Zn£ 2;

Ø kichik pichoqli, past tezlikda ishlaydigan shamol dvigatellari, shu jumladan shamol tegirmonlari, yuqori tezlikda Zn> 2;

Ø shamol turbinalari kichik pichoqli, yuqori tezlikda, Zn³3.

4-rasm - qanotli shamol dvigatellarining shamol g'ildiraklarining sxemalari: 1 – ko'p qanotli; 2-4 - kichik pichoqli

Co. ikkinchi sinf shamol turbinasi tizimlarini o'z ichiga oladi shamol g'ildiragining vertikal aylanish o'qi bilan . Konstruktiv sxema bo'yicha ular guruhlarga bo'lingan:

- karusel, unda ishlamaydigan pichoqlar ekran bilan qoplangan yoki shamolga qarshi qirrali joylashtirilgan (5-rasm, 1-band);

- aylanuvchi Savonius tizimining shamol turbinalari.

TO uchinchi sinf suv tegirmoni g'ildiragi printsipi asosida ishlaydigan va chaqirilgan shamol dvigatellarini o'z ichiga oladi barabanlar ( 5-rasm, 7-band ) . Ushbu shamol turbinalari gorizontal aylanish o'qiga ega va shamol yo'nalishiga perpendikulyar.

5-rasm - Shamol turbinalarining turlari: 1 – aylanuvchi; 2-3 ko'p lobli; 4-5 - kichik lobli; 6 - ortogonal; 7 - baraban

Karusel va barabanli shamol turbinalarining asosiy kamchiliklari shamol g'ildiragining ishchi yuzalarini shamol oqimida joylashtirish printsipidan kelib chiqing:

1. G'ildirakning ishchi pichoqlari havo oqimi yo'nalishi bo'yicha harakat qilganligi sababli, shamol yuki bir vaqtning o'zida barcha pichoqlarga emas, balki birma-bir harakat qiladi. Natijada, har bir pichoq intervalgacha yukni boshdan kechiradi va shamol energiyasidan foydalanish darajasi juda past va 10% dan oshmaydi.

2. Shamol g'ildiragi sirtlarining shamol yo'nalishi bo'yicha harakati yuqori tezlikni rivojlanishiga imkon bermaydi, chunki sirtlar shamoldan tezroq harakat qila olmaydi.

3. Havo oqimining ishlatilgan qismining o'lchamlari (supurilgan sirt) g'ildirakning o'lchamlari bilan solishtirganda kichikdir, bu shamol dvigatelining o'rnatilgan quvvat birligiga uning og'irligini sezilarli darajada oshiradi.

Karusel shamol turbinalari afzalligi shundaki, ular o'z pozitsiyasini o'zgartirmasdan har qanday shamol yo'nalishida ishlashlari mumkin.

Savonius tizimining rotorli shamol turbinalari shamol energiyasidan foydalanishning eng yuqori ko'rsatkichiga ega - 18%.

Qavatli shamol turbinalari aylanuvchi va barabanli shamol turbinalarining yuqoridagi kamchiliklaridan xoli. Qavatli shamol turbinalarining yaxshi aerodinamik fazilatlari, ularni yuqori quvvat uchun ishlab chiqarish uchun dizayn qobiliyati, quvvat birligiga nisbatan engil vazn - bu toifadagi shamol turbinalarining asosiy afzalliklari

Qavatli shamol turbinalaridan tijorat maqsadlarida foydalanish 1980 yilda boshlangan. Oxirgi 14 yil ichida shamol turbinalarining quvvati 100 baravar oshdi: 1980-yillarning boshlarida rotor diametri taxminan 20 m boʻlgan 20...60 kVt dan 2003 yilga kelib rotor diametri 100 m dan ortiq boʻlgan 5000 kVt gacha (2-rasm). 7.6).

Qavatli shamol turbinalarining turlari faqat pichoqlar sonida farqlanadi.

Qavatli shamol turbinalari uchun, eng katta samaradorligi havo oqimi qanot pichoqlarining aylanish tekisligiga perpendikulyar bo'lganda erishiladi, aylanish o'qini avtomatik aylantirish uchun qurilma talab qilinadi. Shu maqsadda stabilizator qanoti ishlatiladi.

Qavatli shamol turbinalari uchun shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti (4-rasm) aylanadigan shamol turbinalariga qaraganda ancha yuqori. Shu bilan birga, karusellar ancha yuqori momentga ega. Bu shamolning nisbiy tezligi nolga teng bo'lgan aylanma pichoqli qurilmalar uchun maksimaldir.

Pervanel shamol turbinalarining tarqalishi ularning aylanish tezligining kattaligi bilan izohlanadi. Ular to'g'ridan-to'g'ri elektr toki generatoriga multiplikatorsiz ulanishi mumkin. Qanotli shamol turbinalarining aylanish tezligi qanotlar soniga teskari proportsionaldir, shuning uchun uchdan ortiq pichoqli birliklar amalda ishlatilmaydi.

Aerodinamikadagi farq aylanuvchi qurilmalarga an'anaviy shamol turbinalaridan ustunlik beradi (7-rasm). Shamol tezligi oshishi bilan ular tortish kuchini tezda oshiradilar, shundan so'ng aylanish tezligi barqarorlashadi. Karusel shamol turbinalari past tezlikda ishlaydi va bu oddiy elektr davrlarini, masalan, asenkron generator bilan, tasodifiy shamol tufayli avariya xavfisiz foydalanish imkonini beradi. Sekinlik bitta cheklovchi talabni qo'yadi - past tezlikda ishlaydigan ko'p qutbli generatordan foydalanish. Bunday generatorlar keng qo'llanilmaydi va ko'paytirgichlardan foydalanish (Multiplier [lot. multiplicator] - ko'paytiruvchi mexanizm) ikkinchisining samaradorligi pastligi sababli samarali emas.

Karusel dizaynining yanada muhim afzalligi - bu "shamol qayerda esayotganini" qo'shimcha fokuslarsiz kuzatish qobiliyatidir, bu sirt yaw oqimlari uchun juda muhimdir. Ushbu turdagi shamol turbinalari AQSh, Yaponiya, Angliya, Germaniya va Kanadada qurilmoqda.

Oqim pichoq bilan o'zaro ta'sir qilganda, quyidagilar sodir bo'ladi:

1) kelayotgan oqimning nisbiy tezlik vektoriga parallel qarshilik kuchi;

2) tortish kuchiga perpendikulyar ko'taruvchi kuch;

3) pichoq atrofidagi oqimning girdobi;

4) oqimning turbulizatsiyasi, ya'ni uning tezligining kattaligi va yo'nalishi bo'yicha xaotik buzilishlari;

5) kelayotgan oqimga to'siq.

Kelayotgan oqimga to'siq geometrik to'ldirish deb ataladigan parametr bilan tavsiflanadi va pichoqlarning oqimga perpendikulyar tekislikka proektsiyalash maydonining ular tomonidan supurilgan maydonga nisbatiga teng.

Shamol elektr inshootlarining asosiy tasniflash xususiyatlari quyidagi mezonlar bo'yicha aniqlanishi mumkin:

1. Agar shamol g'ildiragining aylanish o'qi havo oqimiga parallel bo'lsa, o'rnatish gorizontal-eksenel bo'ladi, agar shamol g'ildiragining aylanish o'qi havo oqimiga perpendikulyar bo'lsa - vertikal-eksenel.

2. Qarshilik kuchi (drag mashinalari) aylanuvchi kuch sifatida ishlatadigan qurilmalar, qoida tariqasida, shamol tezligidan past chiziqli tezlik bilan aylanadi va ko'tarish kuchi ishlatadigan qurilmalar (lift mashinalari) uchlari chiziqli tezligiga ega. shamol tezligi sezilarli darajada yuqori bo'lgan pichoqlar.

3. Ko'pgina o'rnatishlar uchun shamol g'ildiragining geometrik to'ldirilishi pichoqlar soni bilan belgilanadi. Shamol g'ildiragining katta geometrik to'ldirilishiga ega shamol turbinalari nisbatan zaif shamollarda sezilarli quvvatni rivojlantiradi va past g'ildirak tezligida maksimal quvvatga erishiladi. Kam to'ldirishga ega shamol turbinalari yuqori tezlikda maksimal quvvatga erishadi va bu rejimga erishish uchun ko'proq vaqt ketadi. Shuning uchun birinchi qurilmalar, masalan, suv nasoslari sifatida ishlatiladi va hatto past shamollarda ham ishlaydi, ikkinchisi esa yuqori aylanish tezligi talab qilinadigan elektr generatorlari sifatida ishlatiladi.

4. Mexanik ishlarni to'g'ridan-to'g'ri bajarish uchun qurilmalar ko'pincha shamol tegirmoni yoki turbina deb ataladi, elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun qurilmalar, ya'ni turbina va elektr generatorining kombinatsiyasi shamol energiyasi generatorlari, havo generatorlari, shuningdek energiya konversiyasi deb ataladi. o'rnatishlar.

5. To'g'ridan-to'g'ri kuchli energiya tizimiga ulangan havo generatorlari uchun aylanish tezligi asinxronizatsiya effekti tufayli doimiy bo'ladi, lekin bunday qurilmalar shamol energiyasidan o'zgaruvchan aylanish tezligiga ega qurilmalarga qaraganda kamroq samarali foydalanadi.

6. Shamol g'ildiragi elektr generatoriga to'g'ridan-to'g'ri ulanishi mumkin (qattiq ulanish) yoki bufer vazifasini bajaradigan oraliq energiya konvertori orqali. Buferning mavjudligi shamol g'ildiragining aylanish tezligidagi tebranishlarning oqibatlarini kamaytiradi, shamol energiyasidan va elektr generatorining quvvatidan yanada samarali foydalanish imkonini beradi. Bundan tashqari, g'ildirakni generatorga ulash uchun yumshoq bog'langan deb ataladigan qisman ajratilgan sxemalar mavjud. Shunday qilib, qattiq bo'lmagan aloqa shamol g'ildiragining inertsiyasi bilan birga, shamol tezligi o'zgarishining elektr generatorining chiqish parametrlariga ta'sirini kamaytiradi. Bu ta'sir, shuningdek, pichoqlarni shamol g'ildiragining o'qiga elastik ulanishi bilan ham kamaytirilishi mumkin, masalan, kamonli menteşalar yordamida.

Gorizontal o'qi bo'lgan shamol g'ildiragi. Gorizontal eksa pervanel tipidagi shamol g'ildiraklarini ko'rib chiqaylik. Ushbu turdagi g'ildiraklar uchun asosiy aylanish kuchi liftdir. Shamolga nisbatan, ish holatidagi shamol g'ildiragi qo'llab-quvvatlash minorasi oldida yoki uning orqasida joylashgan bo'lishi mumkin.

Shamol energiyasi generatorlari odatda ikki va uch qanotli shamol g'ildiraklaridan foydalanadilar, ikkinchisi juda silliq haydash bilan ajralib turadi. Elektr generatori va uni shamol g'ildiragi bilan bog'laydigan vites qutisi odatda aylanadigan boshdagi qo'llab-quvvatlovchi minoraning yuqori qismida joylashgan.

Past shamollarda yuqori momentni rivojlantiradigan ko'p qanotli g'ildiraklar suvni quyish va shamol g'ildiragining yuqori tezlikda aylanishini talab qilmaydigan boshqa maqsadlar uchun ishlatiladi.

Vertikal o'qli shamol energiyasi generatorlari (7-rasm). Vertikal aylanish o'qi bo'lgan shamol energiyasi generatorlari geometriyasi tufayli har qanday shamol yo'nalishida ish holatidadir. Bundan tashqari, ushbu sxema milni oddiygina uzaytirish orqali minoraning pastki qismida generatorlar bilan vites qutisini o'rnatishga imkon beradi.

Bunday o'rnatishlarning asosiy kamchiliklari quyidagilardan iborat: ulardagi tez-tez sodir bo'ladigan o'z-o'zidan tebranish jarayonlari va moment pulsatsiyasi tufayli charchoqning buzilishiga nisbatan ancha yuqori sezuvchanlik, bu generatorning chiqish parametrlarida kiruvchi pulsatsiyalarga olib keladi. Shu sababli, shamol energiyasi generatorlarining aksariyati gorizontal o'qli dizayn yordamida ishlab chiqilgan, ammo vertikal o'qli qurilmalarning har xil turlari bo'yicha tadqiqotlar davom etmoqda.

Vertikal eksa o'rnatishning eng keng tarqalgan turlari:

1. Stakan rotori (anemometr). Ushbu turdagi shamol g'ildiragi qarshilik kuchi bilan aylanadi. Piyola shaklidagi pichoqning shakli g'ildirak tezligining shamol tezligiga deyarli chiziqli bog'liqligini ta'minlaydi.

2. Savonius rotori. Bu g'ildirak ham qarshilik bilan aylanadi. Uning pichoqlari to'rtburchaklar shaklidagi nozik kavisli choyshablardan yasalgan, ya'ni ular oddiy va arzon. Tork, unga nisbatan konkav va kavisli rotor pichoqlari tomonidan havo oqimiga ta'minlangan turli qarshilik tufayli hosil bo'ladi. Katta geometrik plomba tufayli bu shamol g'ildiragi katta momentga ega va suvni quyish uchun ishlatiladi.

3. RotorDarye. Tork aerodinamik profilga ega bo'lgan ikki yoki uchta yupqa kavisli rulman yuzasida yuzaga keladigan ko'tarish kuchi bilan yaratiladi. Pichoq kelayotgan havo oqimini yuqori tezlikda kesib o'tganda, ko'tarish kuchi maksimal bo'ladi. Daria rotori shamol energiyasi generatorlarida qo'llaniladi. Qoida tariqasida, rotor o'z-o'zidan aylana olmaydi, shuning uchun uni ishga tushirish uchun odatda vosita rejimida ishlaydigan generator ishlatiladi.

4.Musgroove rotori. Ishlash holatidagi bu shamol g'ildiragining pichoqlari vertikal ravishda joylashgan, ammo o'chirilgan holda gorizontal o'q atrofida aylanish yoki katlama qobiliyatiga ega. Musgrove rotorlarining turli xil versiyalari mavjud, ammo ularning barchasi kuchli shamolda yopiladi.

5.Evans rotori. Ushbu rotorning pichoqlari favqulodda vaziyatda va nazorat paytida vertikal o'q atrofida aylanadi.

7-rasm - Vertikal o'qi bo'lgan shamol energiyasi generatorlari

Hublar. Shamol turbinasining kuchi havo oqimi energiyasidan foydalanish samaradorligiga bog'liq. Uni oshirish usullaridan biri maxsus havo oqimi kontsentratorlaridan (kuchaytirgichlardan) foydalanish hisoblanadi. Gorizontal o'qli shamol energiyasi generatorlari uchun bunday kontsentratorlarning turli xil versiyalari ishlab chiqilgan. Bu diffuzerlar yoki chalkashtirgichlar (deflektorlar), havo oqimini rotorning supurilgan maydonidan kattaroq maydondan shamol g'ildiragiga yo'naltiruvchi va boshqa qurilmalar bo'lishi mumkin. Konsentratorlar hali sanoat inshootlarida keng qo'llanilmagan.

Shamol turbinalari elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun shamolning kuchi va kuchidan foydalanadi. Zamonaviy inson hayotini usiz tasavvur qilib bo'lmaydi

elektr energiyasi, hatto elektr ta'minotidan uzoqda joylashgan hududlarda ham. Ekologik toza yorug'lik energiyasining shamol ishlab chiqaruvchilari muqobil manba bo'lib xizmat qiladi.

Va ular har yili tobora ko'proq mashhurlikka erishmoqda. Mahsulotlar assortimenti qanchalik katta bo'lsa, shamol generatorining qaysi turini afzal ko'rish haqida ko'proq savollar tug'iladi. Ham ishlash, ham pul jihatidan.

Shamol generatorlarining asosiy turlari

Shamol generatorlarining modellari turli dizaynlarda bo'ladi va quvvat jihatidan farq qiladi. Asosiy rotor o'qining aylanish geometriyasiga ko'ra ular quyidagilarga bo'linadi:

Vertikal turi - turbina er tekisligiga nisbatan vertikal ravishda joylashgan. Yengil shamollarda ishlay boshlaydi.
Gorizontal turi - rotor o'qi er yuzasiga parallel ravishda aylanadi. Shamol energiyasini o'zgaruvchan va to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylantirish uchun katta kuchga ega.

Keling, ushbu turlarni batafsil ko'rib chiqaylik, chunki ularning har birida o'zgarishlar va yaxshilanishlar mavjud.

Vertikal generatorlarning turlari (karusel turi)

Vertikal shamol energiyasi konvertorlari ko'pincha maishiy maqsadlarda ishlatiladi. Ushbu turdagi shamol generatorlarini saqlash oson. E'tibor talab qiladigan asosiy komponentlar o'rnatishlarning pastki qismida joylashgan va ularga kirish bepul.

1. Savounis rotorli generatorlar

Ikki silindrdan iborat. Doimiy eksenel aylanish va shamol oqimi bir-biriga bog'liq emas. To'satdan shamollar bo'lsa ham, u dastlab belgilangan tezlikda aylanadi.

Shamolning aylanish tezligiga ta'sirining yo'qligi shubhasiz yaxshi afzallikdir. Yomon narsa shundaki, u elementning kuchini to'liq quvvatiga emas, balki faqat uchdan biriga ishlatadi. Yarim tsilindr ko'rinishidagi pichoqlarning dizayni faqat chorak burilish bilan ishlashga imkon beradi.

2. Daria rotorli generatorlar

Ularda ikki yoki uchta pichoq bor. O'rnatish oson. Dizayn oddiy va tushunarli. Ular qo'lda ishlashni boshlaydilar.

Salbiy tomoni shundaki, turbinalar unchalik kuchli emas. Kuchli tebranish kuchli shovqinni keltirib chiqaradi. Bunga ko'p sonli pichoqlar yordam beradi.

3. Helikoidli rotor

Shamol generatori o'ralgan pichoqlar tufayli bir tekis aylanadi. Rulmanlar tez aşınmaya tobe emas, bu ularning xizmat muddatini sezilarli darajada uzaytiradi.

Jihozni o'rnatish vaqt talab etadi va yig'ish qiyinchiliklari bilan to'la. Murakkab ishlab chiqarish texnologiyasi yuqori narxga olib keldi.

4. Ko'p pichoqli rotor

Ko'p sonli pichoqli vertikal eksa dizayni uni juda engil shamollarga ham sezgir qiladi. Bunday shamol generatorlarining samaradorligi juda yuqori.

Bu kuchli konvertor. Shamol energiyasidan maksimal darajada foydalaniladi. Bu qimmat. Kamchilik: yuqori fon ovozi. Katta miqdordagi elektr tokini ishlab chiqarishi mumkin.

5. Ortogonal rotor

0,7 m/sek shamol tezligida energiya ishlab chiqarishni boshlaydi. Vertikal o'q va pichoqlardan iborat. Ko'p shovqin qilmaydi va chiroyli, g'ayrioddiy dizaynga ega. Xizmat muddati bir necha yil.

Pichoqning og'irligi uni katta hajmga olib keladi, bu esa o'rnatish ishlarini murakkablashtiradi.

Vertikal shamol generatorlarining ijobiy tomonlari:

Jeneratörlardan foydalanish hatto past shamollarda ham mumkin.
Ular shamol oqimlariga moslashmaydi, chunki ular uning yo'nalishiga bog'liq emas.
Ular yerdagi tizimlarga xizmat ko'rsatish imkonini beruvchi qisqa ustunga o'rnatiladi.
30 dB ichida shovqin.
Turli xil, yoqimli ko'rinish.

Asosiy kamchilik shundaki, rotorning aylanish tezligi past bo'lganligi sababli shamolning kuchi va energiyasi to'liq ishlatilmaydi.

Gorizontal shamol generatorlari (panel)

Gorizontal o'rnatishlarning turli xil modifikatsiyalari birdan uchtagacha yoki undan ko'p pichoqlarga ega. Shuning uchun samaradorlik vertikal bo'lganlarga qaraganda ancha yuqori.

Shamol generatorlarining kamchiliklari ularni shamol yo'nalishiga yo'naltirish zarurati hisoblanadi. Doimiy harakat aylanish tezligini pasaytiradi, bu uning ish faoliyatini pasaytiradi.

Bir pichoqli va ikki pichoqli. Ular yuqori dvigatel tezligi bilan ajralib turadi. Jihozning og'irligi va o'lchamlari kichik, bu esa o'rnatishni osonlashtiradi.
Uch pichoqli. Ular bozorda talabga ega. Ular 7 mVtgacha energiya ishlab chiqarishi mumkin.
Ko'p pichoqli qurilmalarda 50 tagacha pichoq mavjud. Ular katta inersiyaga ega. Torkning afzalliklari suv nasoslarining ishlashida qo'llaniladi.

Zamonaviy bozorda klassiklardan farqli dizayndagi shamol generatorlari paydo bo'ladi, masalan, gibridlar mavjud.

1. Yelkanli qayiq kabi qurilgan shamol generatori

Disk shaklidagi struktura, havo bosimi ostida, gidravlik tizimni faollashtiradigan pistonlarni harakatga keltiradi. Natijada jismoniy energiya elektr energiyasiga aylanadi.

Ish paytida qurilma shovqin qilmaydi. Yuqori quvvat darajalari. Oson boshqarish mumkin.

2. Uchuvchi qanotli shamol generatori

Mast, generator, rotor va pichoqlarsiz ishlatiladi. O'zgaruvchan shamol kuchi bilan past balandliklarda ishlaydigan klassik tuzilmalar bilan solishtirganda va baland ustunlar qurilishi ko'p mehnat talab qiladigan va qimmat bo'lgan "qanot" ning bunday muammolari yo'q.

U 550 metr balandlikka uchirilgan. Elektr energiyasi ishlab chiqarish yiliga 1 MVtni tashkil qiladi. "Qanot" ishlab chiqaruvchisi Makani Power hisoblanadi.

Shamol generatorlarini qo'llash

Shamol generatorlari sanoatda va kundalik hayotda qo'llaniladi.

Sanoat shamol turbinalari ishlab chiqarish ehtiyojlari uchun yoki elektr ta'minoti yo'qligi yoki etishmasligi sharoitida kichik qishloqlarni elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun ishlatiladi. Ular ochiq cho'l hududlarida ko'p miqdorda o'rnatiladi.

Shamol tegirmonlari, asosan oddiy, yozgi kottejlarda uyda foydalanish uchun mo'ljallangan. Qishning sovuq davrida elektr energiyasini tejash uchun ular turar-joy binolari hududida quriladi. Oddiy shamol generatori shamolli kunlar soniga qarab energiya ishlab chiqaradi.

Shamol turbinasi samaradorligi

Vertikal va gorizontal shamol generatorlari uchun samaradorlik taxminan bir xil. Vertikal uchun 20-30%, gorizontal uchun 25-35%.

Samaradorlik shamol generatorining turiga va shamol tezligiga bog'liq

Ba'zi ishlab chiqaruvchilar rulmanlarni doimiy neodim magnitlari bilan almashtirish orqali vertikal shamol turbinalarining samaradorligini 15% gacha oshiradilar. Ammo samaradorlikning atigi 3-5% ga bunday engil o'sishi tuzilmalar narxining sezilarli darajada oshishiga olib keladi.

Ikkala tur ham xizmat muddati jihatidan farq qilmaydi. O'rtacha energiya ishlab chiqarish muddati 15 - 25 yil xizmat qilish uchun mo'ljallangan. Rulman majmuasi va pichoqlar eng tez eskiradi. Xizmat muddati xizmat ko'rsatish sifatiga bog'liq.

Shamol generatorlarining narxi

Shamol generatorlari narxi ancha yuqori. Bu qimmatbaho materiallardan tayyorlangan katta hajmli tuzilmalar. Batareyalar, boshqaruvchi, inverter va ustunni o'z ichiga oladi.

To'plam quyidagilardan iborat bo'lishi mumkin: 1 - shamol generatorining o'zi, 2 - mast, 3 - poydevor, 4 - batareyalar to'plami, 5 - invertor, 6 - boshqaruvchi, shuningdek, simlar, ulagichlar, raf, dizel generatori va boshqa zarur sarf materiallari o'rnatish uchun

Shamol generatorlarining texnik xususiyatlari ham narxga ta'sir qiladi.

Eng oddiy - 300 vattgacha bo'lgan kam quvvatli generator. 10-12 m/sek shamol kuchida energiya ishlab chiqaradi. Faqat boshqaruvchi bo'lgan eng oddiy shamol tegirmonining to'plami 15 000 rubldan turadi. Inverter, batareya va mast bilan jihozlanganida, narx 50 000 rublga etadi.
E'lon qilingan quvvati 1 kVt bo'lgan generatorlar. Past shamollar bilan ular oyiga o'rtacha 30-100 kVt energiya ishlab chiqaradilar. Elektr energiyasi yuqori bo'lgan katta uy uchun qo'shimcha ravishda dizel va benzin agregatlaridan foydalanish tavsiya etiladi. Shuningdek, ular shamolsiz kunlarda batareyalarni zaryad qilishadi. Bunday shamol generatori 150 000 rubldan turadi. To'liqroq to'plam bilan 300-400 ming rublgacha etadi.
Bog'li katta uyda elektr iste'moli 3-5 kVt quvvatga ega shamol tegirmonini talab qiladi. Etarli miqdordagi batareyalar, kuchliroq inverter, boshqaruvchi, yuqori mast. Bitta to'plam 300 000 rubldan milliongacha turadi.

Agar uy ham shamol bilan isitilsa, u holda o'rnatish 10 kVt quvvatga ega bo'lishi kerak. Va quyosh panellari kabi qo'shimcha manbalarga g'amxo'rlik qiling. Sizga gaz generatori ham kerak bo'lishi mumkin. Bularning barchasi shamolsiz va bulutli kunlarda zaxirada qancha energiya saqlashingiz kerakligiga bog'liq.

Shamol generatorlari ishlab chiqaruvchilari

Elektr energiyasini ishlab chiqarishning ekologik toza usuliga talab ortib borayotganligi sababli bozorda shamol generatorlari ishlab chiqaruvchilarining takliflari paydo bo'lmoqda. Siz har doim eng yaxshi variantni tanlashingiz mumkin.

Daniya "Vestas" bozor ulushi 12,7%
Xitoy "Snovel" - 9,0%
Xitoy "Goldwind" - 8,7%
Ispaniya "Gamesa" - 8,0%
Germaniya "Enercon" - 7,8%
Hindiston “Suzlon” – 7,6%
China Guodian United Power - 7,4%
Germaniya "Siemens" - 6,3%
Xitoy "Ming Yang" - 3,6%

Mahalliy ishlab chiqaruvchilar ham shamol generatorlarini ishlab chiqarishni yo'lga qo'ydilar: Moskva viloyatida - "Vetro Svet" MChJ, "SKB Iskra" MChJ, "Sapsan-Energia" MChJ, "Agregat-Privod" YoAJ, Sankt-Peterburgda - "Shamol energiyasi kompaniyasi" YoAJ.

Tanlash qoidasi

Agar siz mas'uliyat bilan yondashsangiz, shamol generatorini tanlash qiyin ish emas. Oldindan yaxshiroq.

Uyingizni quvvatlantirish uchun zarur bo'lgan energiya miqdorini hisoblang.
Shamolning o'rtacha yillik tezligini bilib oling, shamol tegirmonining qaysi vaqtda harakatsiz bo'lishini va qaysi vaqtda u etarli hajmni ta'minlashi mumkinligini hisobga oling. Quvvat zaxira bilan olinishi kerak. Sokin ob-havo sharoitida energiyani saqlash uchun batareyalar sonini hisoblang.
Yashash joyining iqlimiy xususiyatlarini hisobga oling. Rossiyaning markaziy qismida qishning ko'p qismida qattiq sovuqlar mavjud. U erda shamol generatorlarini o'rnatish o'zini oqlamaydi.
Yomg'ir va qor energiya ishlab chiqarishni kamaytiradi. Bu kamchiliklar.
Pichoqlar soniga e'tibor bering. Ular qanchalik kam bo'lsa, samaradorlik shunchalik yuqori bo'ladi.
O'rnatish paytida shovqin intensivligini aniqlang.
Shamol generatorlarining parametrlarini solishtiring. Ularning texnik va qiyosiy xususiyatlari bilan diqqat bilan tanishib chiqing.
Tizimlardan allaqachon foydalanadigan odamlarning fikr-mulohazalari shamol generatorini tanlashga yordam beradi.
Jeneratorni tanlashda ishlab chiqaruvchilarni ko'rib chiqing.

Shamol va quyosh tabiiy, ekologik toza va chiqindisiz energiya manbalaridir. Tabiiy resurslar salohiyati tugab borayotgan bir davrda shamol turbinalarini ishlab chiqarish jadal rivojlanmoqda.

Shamol generatorini tanlash uchun rus shamol xaritasi

Shamol tegirmonlari oddiy odamlar orasida tobora ommalashib bormoqda. Buning uchun barcha sharoit yaratilgan. Turli xil shamol turbinalari va tematik ma'lumotlarning mavjudligi sizni tanlashda yordam beradi.

Qayta tiklanmaydigan tabiiy resurslardan foydalanish orqali energiya ishlab chiqarishning o'sishi xom ashyoni to'liq ishlab chiqarish chegarasi bilan cheklanadi. Muqobil energiya, jumladan, shamol energiyasini ishlab chiqarish atrof-muhitga yukni kamaytiradi.

Har qanday massaning, shu jumladan havoning harakati energiya hosil qiladi. Shamol turbinasi havo oqimining kinetik energiyasini mexanik energiyaga aylantiradi. Ushbu qurilma shamol energiyasining asosi, tabiiy resurslardan foydalanishda muqobil yo'nalishdir.

Samaradorlik

Muayyan turdagi va dizayndagi birlikning energiya samaradorligini baholash va uni shunga o'xshash dvigatellarning ishlashi bilan solishtirish juda oddiy. Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsientini (WEF) aniqlash kerak. Shamol turbinasi shaftida olingan quvvatning shamol g'ildiragi yuzasiga ta'sir qiluvchi shamol oqimining kuchiga nisbati sifatida hisoblanadi.

Har xil qurilmalar uchun shamol energiyasidan foydalanish darajasi 5 dan 40% gacha. Ob'ektni loyihalash va qurish xarajatlarini, ishlab chiqarilgan elektr energiyasining miqdori va narxini hisobga olmagan holda, baholash to'liq bo'lmaydi. Muqobil energiyada shamol turbinasi xarajatlarini qoplash muddati muhim omil hisoblanadi, ammo buning natijasida yuzaga keladigan ekologik ta'sirni ham hisobga olish kerak.

Tasniflash

Shamol turbinalari ishlab chiqarilgan energiyadan foydalanish tamoyillariga ko'ra ikki sinfga bo'linadi:
chiziqli;
tsiklik.

Chiziqli turi

Chiziqli yoki mobil shamol turbinasi havo oqimining energiyasini harakatning mexanik energiyasiga aylantiradi. Bu yelkan yoki qanot bo'lishi mumkin. Muhandislik nuqtai nazaridan, bu shamol turbinasi emas, balki harakatlantiruvchi qurilma.

Tsiklik turi

Tsiklik dvigatellarda korpusning o'zi statsionar bo'ladi. Havo oqimi aylanadi, tsiklik harakatlar qiladi, uning ishchi qismlari. Mexanik aylanish energiyasi energiyaning universal shakli bo'lgan elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun eng mos keladi. Tsiklik shamol dvigatellariga shamol g'ildiraklari kiradi. Qadimgi shamol tegirmonlaridan zamonaviy shamol elektr stantsiyalarigacha bo'lgan shamol g'ildiraklari dizayn echimlari va havo oqimi quvvatidan to'liq foydalanishda farqlanadi. Qurilmalar yuqori tezlikda va past tezlikda, shuningdek, rotor aylanish o'qining gorizontal yoki vertikal yo'nalishi bo'yicha bo'linadi.

Gorizontal

Gorizontal aylanish o'qi bo'lgan shamol turbinalari qanotli dvigatellar deb ataladi. Rotor miliga bir nechta pichoqlar (qanotlar) va volan biriktirilgan. Milning o'zi gorizontal holatda joylashgan. Qurilmaning asosiy elementlari: shamol g'ildiragi, bosh, quyruq va minora. Shamol g'ildiragi vertikal o'q atrofida aylanadigan boshga o'rnatiladi, unda dvigatel mili o'rnatiladi va uzatish mexanizmlari joylashgan. Quyruq shamol g'ildiragi bilan boshni shamol oqimining yo'nalishiga qarama-qarshi aylantirib, havo pardasi rolini o'ynaydi.

Havo oqimining yuqori tezligida (15 m / s va undan yuqori) yuqori tezlikda gorizontal shamol turbinalaridan foydalanish oqilona hisoblanadi. Etakchi ishlab chiqaruvchilarning ikkita va uchta pichoqli birliklari KIEVni 30% ni ta'minlaydi. O'z-o'zidan ishlab chiqarilgan shamol turbinasi havo oqimidan 20% gacha foydalanish darajasiga ega. Qurilmaning samaradorligi ehtiyotkorlik bilan hisoblash va pichoqlarni ishlab chiqarish sifatiga bog'liq.

Kanatli shamol turbinalari va shamol turbinalari yuqori mil aylanish tezligini ta'minlaydi, bu esa quvvatni to'g'ridan-to'g'ri generator miliga o'tkazish imkonini beradi. Muhim kamchilik shundaki, zaif shamollarda bunday shamol turbinalari umuman ishlamaydi. Tinchlikdan kuchaygan shamolga o'tishda boshlang'ich muammolar mavjud.

Past tezlikda ishlaydigan gorizontal dvigatellarda ko'proq pichoqlar mavjud. Havo oqimi bilan o'zaro ta'sir qilishning muhim maydoni ularni kuchsiz shamollarda samaraliroq qiladi. Ammo o'rnatishlar sezilarli shamolga ega, bu ularni shamol shamollaridan himoya qilish choralarini ko'rishni talab qiladi. Eng yaxshi KIEV ko'rsatkichi 15% ni tashkil qiladi. Bunday qurilmalar sanoat miqyosida qo'llanilmaydi.

Vertikal karusel turi

Bunday qurilmalarda havo oqimini qabul qilish uchun g'ildirakning (rotorning) vertikal o'qiga pichoqlar o'rnatiladi. Korpus va damper tizimi shamol oqimining shamol g'ildiragining yarmiga tegishini ta'minlaydi va natijada paydo bo'lgan kuchlarni qo'llash momenti rotorning aylanishini ta'minlaydi.

Qavatli birliklar bilan solishtirganda, aylanadigan shamol turbinasi ko'proq moment hosil qiladi. Havo oqimi tezligi oshishi bilan u tezroq ish rejimiga (tortish kuchi bo'yicha) etib boradi va aylanish tezligi bo'yicha barqarorlashadi. Ammo bunday birliklar sekin harakat qiladi. Milning aylanishini elektr energiyasiga aylantirish uchun past tezlikda ishlashga qodir bo'lgan maxsus generator (ko'p kutupli) talab qilinadi. Ushbu turdagi generatorlar juda keng tarqalgan emas. Vites qutisi tizimidan foydalanish past samaradorlik bilan cheklangan.

Karusel shamol turbinasi bilan ishlash osonroq. Dizaynning o'zi rotor tezligini avtomatik boshqarishni ta'minlaydi va shamol yo'nalishini kuzatish imkonini beradi.

Vertikal: ortogonal

Keng miqyosda energiya ishlab chiqarish uchun ortogonal shamol turbinalari va shamol turbinalari eng istiqbolli hisoblanadi. Bunday birliklardan foydalanish diapazoni, shamol tezligi bo'yicha, 5 dan 16 m / s gacha. Ular ishlab chiqaradigan quvvat 50 ming kVtgacha oshirildi. Ortogonal pichoqning profili samolyot qanotlarinikiga o'xshaydi. Qanot ishlay boshlashi uchun, samolyotning uchish paytida bo'lgani kabi, unga havo oqimini qo'llash kerak. Shamol turbinasi ham birinchi navbatda energiya sarflab, aylantirilishi kerak. Ushbu shart bajarilgandan so'ng, o'rnatish generator rejimiga o'tadi.

xulosalar

Shamol energiyasi eng istiqbolli qayta tiklanadigan energiya manbalaridan biridir. Shamol turbinalari va shamol turbinalaridan sanoatda foydalanish tajribasi shuni ko'rsatadiki, samaradorlik shamol generatorlarini qulay havo oqimlari bo'lgan joylarda joylashtirishga bog'liq. Agregatlarni loyihalashda zamonaviy materiallardan foydalanish, elektr energiyasini ishlab chiqarish va saqlashning yangi sxemalarini qo‘llash shamol turbinalarining ishonchliligi va energiya samaradorligini yanada oshiradi.