Shamol Generatori (49 Fotosurat): Elektr Energiyasini Ishlab Chiqarish Uchun Shamol Turbinasining Xususiy Uyini Tanlash, Ijobiy Va Salbiy Tomonlari, Shamol Stansiyasini Qurish

2024 Muallif: Beatrice Philips | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-18 12:27

Turmush sharoitini yaxshilash uchun insoniyat suv va turli minerallardan foydalanadi. So'nggi paytlarda muqobil energiya manbalari, ayniqsa shamol energiyasi mashhur bo'lib ketdi. Ikkinchisi tufayli odamlar ichki va sanoat ehtiyojlari uchun energiya ta'minotini olishni o'rgandilar.

Bu nima?

Energiya resurslariga bo'lgan ehtiyoj kundan -kunga oshib borayotgani va odatiy energiya tashuvchilarning zaxiralari kamayib borayotganligi sababli, muqobil energiya manbalaridan foydalanish kundan -kunga dolzarb bo'lib bormoqda. Yaqinda olimlar va muhandis -dizaynerlar shamol turbinalarining yangi modellarini yaratmoqdalar . Eng yangi texnologiyalardan foydalanish agregatlarning sifat xususiyatlarini yaxshilash va tuzilmalardagi salbiy jihatlar sonini kamaytirish imkonini beradi.

Shamol generatori - kinetik shamol energiyasini elektr energiyasiga aylantiradigan texnik qurilma turi

Bu birliklar ishlab chiqarayotgan mahsulotlarning qiymati va qo'llanilishi ular ish uchun ishlatadigan resurslarning tugamasligi tufayli doimiy ravishda oshib bormoqda.

Ular qayerda ishlatiladi?

Shamol generatorlari turli joylarda, odatda shamol salohiyati katta bo'lgan ochiq joylarda ishlatiladi. Muqobil energiya manbalari stantsiyalari tog'larda, sayoz suvlarda, orollar va dalalarda o'rnatiladi. Zamonaviy qurilmalar shamol tezligi past bo'lsa ham elektr energiyasini ishlab chiqarishi mumkin. Bunday imkoniyat tufayli shamol generatorlari turli quvvatlardagi ob'ektlarni elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun ishlatiladi.

Statsionar shamol elektr stantsiyasi xususiy uyni yoki kichik sanoat ob'ektini elektr energiyasi bilan ta'minlay oladi. Shamol bo'lmasa, energiya zaxirasi to'planib, keyin batareyadan ishlatiladi.

O'rta quvvatli shamol turbinalari fermalarda yoki isitish tizimidan uzoqda joylashgan uylarda foydalanish mumkin. Bunday holda, bu elektr energiyasi manbai kosmik isitish uchun ishlatilishi mumkin.

Qurilma va ishlash printsipi

Shamol generatori shamol kuchi bilan ishlaydi. Qurilmaning dizayni quyidagi elementlarni o'z ichiga olishi kerak.

• turbinli pichoqlar yoki pervanel;
• turbin;
• elektr generatori;
• elektr generatorining o'qi;
• funktsiyasi o'zgaruvchan tokni doimiy oqimga aylantirishdan iborat bo'lgan inverter;
• pichoqlarni aylantiruvchi mexanizm;
• turbinani aylantiruvchi mexanizm;
• batareya;
• mast;
• aylanma harakatni boshqaruvchi;
• damper;
• shamol sensori;
• shamol o'lchagichi;
• gondola va boshqa elementlar.

Jeneratorlar turlicha, shuning uchun ulardagi tarkibiy elementlar farq qilishi mumkin.

Sanoat birliklarida quvvat kabineti, chaqmoqdan himoya, burilish mexanizmi, ishonchli poydevor, yong'inni o'chirish moslamasi va telekommunikatsiya mavjud.

Shamol generatori shamol energiyasini elektr energiyasiga aylantiruvchi qurilma deb hisoblanadi. Zamonaviy agregatlarning o'tmishdoshlari dondan un ishlab chiqaradigan tegirmonlardir. Biroq, ulanish sxemasi va generatorning ishlash printsipi deyarli o'zgarmadi.

1. Shamol kuchi tufayli pichoqlar aylana boshlaydi, uning momenti generator miliga uzatiladi.
2. Rotorning aylanishi uch fazali o'zgaruvchan tokni hosil qiladi.
3. Tekshirgich orqali batareyaga muqobil oqim yuboriladi. Batareya shamol generatorining barqaror ishlashini ta'minlash uchun kerak. Agar shamol bo'lsa, qurilma batareyani zaryad qiladi.
4. Shamol energiyasini ishlab chiqarish tizimidagi bo'rondan himoyalanish uchun shamol g'ildiragini shamoldan chetlashtiradigan elementlar mavjud. Bu dumni burish yoki elektr tormoz yordamida g'ildirakni tormozlash orqali sodir bo'ladi.
5. Batareyani qayta zaryad qilish uchun siz tekshirgichni o'rnatishingiz kerak bo'ladi. Ikkinchisining vazifalari batareyaning buzilishini oldini olish uchun uning zaryadlanishini kuzatishni o'z ichiga oladi. Agar kerak bo'lsa, bu qurilma balastga ortiqcha energiyani tashlab yuborishi mumkin.
6. Batareyalar doimiy past kuchlanishga ega, lekin u iste'molchiga 220 voltlik quvvat bilan yetib borishi kerak. Shu sababli inverterlar shamol generatorlariga o'rnatiladi. Ikkinchisi o'zgaruvchan tokni to'g'ridan -to'g'ri oqimga aylantira oladi, uning quvvat ko'rsatkichini 220 voltgacha oshiradi. Agar inverter o'rnatilmagan bo'lsa, faqat past kuchlanish uchun mo'ljallangan qurilmalardan foydalanish kerak bo'ladi.
7. O'zgartirilgan oqim iste'molchiga isitish batareyalarini, xonani yoritish va maishiy texnikani quvvatlantirish uchun yuboriladi.

Sanoat shamol generatorlarini loyihalashda qo'shimcha elementlar mavjud, buning natijasida qurilmalar avtonom rejimda ishlaydi.

Turlar, ularning afzalliklari va kamchiliklari

Shamol stansiyalarining tasnifi quyidagi mezonlarga asoslanadi

1. Pichoqlar soni . Hozirda sotuvda siz bitta qanotli, past pichoqli, ko'p qirrali shamol tegirmonini topishingiz mumkin. Jeneratorning pichoqlari qancha kam bo'lsa, uning dvigatel tezligi shuncha yuqori bo'ladi.
2. Nominal quvvat ko'rsatkichi . Maishiy stantsiyalar 15 kVtgacha, yarim sanoat - 100 tagacha, sanoat - 100 kVt dan ortiq quvvat ishlab chiqaradi.
3. Eksa yo'nalishi . Shamol turbinalari vertikal va gorizontal bo'lishi mumkin, har bir tur o'zining ijobiy va salbiy tomonlariga ega.

Muqobil energiya manbasini olishni xohlovchilar rotorli, kinetik, girdobli, yelkanli, mobilli shamol generatorini sotib olishlari mumkin.

Shamol energiyasi generatorlarining joylashuvi bo'yicha tasnifi ham mavjud. Bugungi kunda birliklarning 3 turi mavjud.

1. Yer usti . Bunday shamol tegirmonlari eng keng tarqalgan hisoblanadi, ular tepaliklarga, balandliklarga, oldindan tayyorlangan joylarga o'rnatiladi. Bunday qurilmalarni o'rnatish qimmat uskunalar yordamida amalga oshiriladi, chunki strukturaviy elementlar baland balandlikda o'rnatilishi kerak.
2. Dengiz va okeanning qirg'oq qismida qirg'oq stantsiyalari qurilmoqda . Jeneratorning ishiga dengiz shamoli ta'sir qiladi, buning natijasida aylanadigan qurilma kecha -kunduz energiya ishlab chiqaradi.
3. Offshor . Bunday turdagi shamol turbinalari dengizda, odatda qirg'oqdan taxminan 10 metr masofada o'rnatiladi. Bunday qurilmalar muntazam offshor shamolidan energiya ishlab chiqaradi. Keyinchalik, energiya maxsus kabel orqali qirg'oqqa ketadi.

Vertikal

Vertikal shamol turbinalari erga nisbatan vertikal aylanish o'qi bilan ajralib turadi. Bu qurilma, o'z navbatida, 3 turga bo'linadi.

Savounis rotor bilan . Tarkibi bir nechta yarim silindrli elementlarni o'z ichiga oladi. Birlik o'qining aylanishi doimiy ravishda sodir bo'ladi va shamolning kuchi va yo'nalishiga bog'liq emas. Ushbu generatorning afzalliklari-ishlab chiqarishning yuqori darajasi, yuqori sifatli ishga tushirish momenti, shuningdek, engil shamol kuchi bilan ham ishlash qobiliyati. Qurilmaning kamchiliklari: pichoqlarning past samaradorligi, ishlab chiqarish jarayonida katta miqdordagi materiallarga ehtiyoj.

Darrius rotor bilan . Qurilmaning aylanish o'qida bir nechta pichoqlar joylashgan bo'lib, ular birgalikda tasma shaklida bo'ladi. Jeneratorning afzalliklari havo oqimiga e'tibor qaratish zarurati yo'qligi, ishlab chiqarish jarayonida qiyinchiliklar yo'qligi, oddiy va qulay texnik xizmat ko'rsatish hisoblanadi. Jihozning kamchiliklari past samaradorlik, qisqa muddatli ta'mirlash tsikli va o'z-o'zidan yomon boshlashdir.

Spiral rotor bilan . Ushbu turdagi shamol generatori oldingi versiyaning modifikatsiyasi. Uning afzalliklari uzoq ishlash muddati va mexanizmlar va qo'llab -quvvatlovchi birliklarga yukning pastligi. Qurilmaning kamchiliklari - bu strukturaning yuqori narxi, pichoqlar ishlab chiqarishning murakkab va murakkab jarayoni.

Landshaft

Ushbu qurilmadagi gorizontal rotorning o'qi er yuzasiga parallel. Ular bitta pichoqli, ikki pichoqli, uch pichoqli, shuningdek ko'p pichoqli bo'lib, unda pichoqlar soni 50 donaga etadi. Ushbu turdagi shamol turbinasining afzalliklari yuqori samaradorlikdir. Qurilmaning kamchiliklari quyidagilardan iborat.

• havo oqimi yo'nalishiga qarab yo'naltirish zarurati;
• yuqori tuzilmalarni o'rnatish zarurati - o'rnatish qanchalik baland bo'lsa, u shunchalik kuchliroq bo'ladi;
• ustunni keyinchalik o'rnatish uchun poydevor zarurati (bu jarayon narxining oshishiga yordam beradi);
• yuqori shovqin;
• uchib ketayotgan qushlar uchun xavf.

Qanotli

Pichoqli quvvat generatorlari pervanel shakliga ega. Bunday holda, pichoqlar havo oqimining energiyasini oladi va uni aylanma harakatga aylantiradi.

Ushbu elementlarning konfiguratsiyasi shamol turbinasining samaradorligiga bevosita ta'sir qiladi.

Gorizontal shamol turbinalarida pichoqli pervanellar mavjud bo'lib, ularning soni ma'lum bo'lishi mumkin . Odatda ulardan 3 tasi bor. Pichoqlar soniga qarab, qurilmaning kuchi ortishi yoki kamayishi mumkin. Shamol turbinasining bu turining aniq afzalligi - bu tortishish rulmanidagi yuklarning bir xil taqsimlanishi. Qurilmaning kamchiliklari shundaki, bunday tuzilmani o'rnatish juda ko'p qo'shimcha materiallar va mehnat xarajatlarini talab qiladi.

Turbin

Shamol turbinasi generatorlari hozirda eng samarali hisoblanadi. Buning sababi, pichoq joylarining konfiguratsiyasi bilan optimal kombinatsiyasi . Pichoqsiz dizaynning afzalliklari yuqori samaradorlik, past shovqinni o'z ichiga oladi, bu qurilmaning kichik o'lchamlari tufayli yuzaga keladi. Bundan tashqari, bu birliklar kuchli shamolda qulab tushmaydi va boshqalar va qushlar uchun xavf tug'dirmaydi.

Turbinli shamol tegirmoni shahar va qishloqlarda ishlatiladi, uning yordami bilan xususiy uy va yozgi yozgi uyni yoritish bilan ta'minlash mumkin . Bunday generatorda deyarli hech qanday kamchiliklar yo'q.

Shamol turbinasining salbiy tomoni - bu strukturaning barqarorlashtiruvchi komponentlariga bo'lgan ehtiyoj.

Asosiy xususiyatlar

Shamol generatorlarining asosiy afzalliklari quyidagilardan iborat

• ekologik xavfsizlik - inshootlarning ishlashi atrof -muhitga va tirik organizmlarga zarar etkazmaydi;
• dizayndagi murakkablikning yo'qligi;
• foydalanish va boshqarish qulayligi;
• elektr tarmoqlaridan mustaqillik.

Ushbu qurilmalarning kamchiliklari orasida mutaxassislar quyidagilarni ajratib ko'rsatishadi

• yuqori narx;
• faqat 5 yildan keyin to'lash imkoniyati;
• past samaradorlik, kam quvvat;
• qimmat uskunalarga ehtiyoj.

Olchamlari (tahrirlash)

Shamoldan energiya ishlab chiqaradigan qurilmalar har xil o'lchamda bo'lishi mumkin. Ularning kuchi shamol g'ildiragining kattaligiga, ustunning balandligiga va shamol tezligiga bog'liq. Eng katta birlikda ustun uzunligi 135 m, rotor diametri esa 127 m . Shunday qilib, uning umumiy balandligi 198 metrga etadi. Kichik sanoat korxonalari, fermer xo'jaliklarini energiya bilan ta'minlash uchun baland balandlikdagi va uzun pichoqli katta shamol turbinalari mos keladi. Yana ixcham modellar uyda yoki mamlakatda o'rnatilishi mumkin.

Hozirgi vaqtda ular diametri 0, 75 va 60 metr bo'lgan pichoqli shamol tegirmonining yurish turini ishlab chiqarishmoqda . Mutaxassislarning fikriga ko'ra, generatorning o'lchamlari katta bo'lmasligi kerak, chunki kichik portativ o'rnatish kichik energiya ishlab chiqarish uchun mos keladi. Jihozning eng kichik modeli balandligi 0,4 metr va og'irligi 2 kilogrammdan kam.

Ishlab chiqaruvchilar

Bugungi kunda dunyoning ko'plab mamlakatlarida shamol turbinalarini ishlab chiqarish yo'lga qo'yilgan. Bozorda siz Xitoydan Rossiyada ishlab chiqarilgan model va birliklarni topishingiz mumkin. Mahalliy ishlab chiqaruvchilar orasida eng mashhurlari quyidagi firmalar:

• "Shamol nuri";
• Rkraft;
• Iskra SKB;
• Sapsan-Energiya;
• "Shamol energiyasi".

Ishlab chiqaruvchilar xaridorning shaxsiy xohishiga ko'ra shamol turbinalarini yasashi mumkin. Shuningdek, ishlab chiqaruvchilar ko'pincha shamol elektr stantsiyalarini hisoblash va loyihalash xizmatiga ega.

Xorijiy elektr generatorlarini ishlab chiqaruvchilari ham juda mashhur:

• Oltin shamol - Xitoy;
• Vestas - Daniya;
• Gamesa - Ispaniya;
• Suzion - Hindiston;
• GE Energy - AQSh;
• Siemens, Enercon - Germaniya.

Iste'molchilarning fikriga ko'ra, chet elda ishlab chiqarilgan qurilmalar yuqori sifatli, chunki ular eng yangi uskunalar yordamida ishlab chiqarilgan.

Shunga qaramay, shuni esda tutish kerakki, bunday shamol generatorlarini ishlatish mahalliy do'konlarda deyarli topib bo'lmaydigan qimmat ta'mirlarni, shuningdek ehtiyot qismlarni ishlatishni nazarda tutadi. Quvvat ishlab chiqarish bloklarining narxi odatda dizayn xususiyatlariga, quvvatiga va ishlab chiqaruvchiga bog'liq.

Qanday tanlash kerak?

Yozgi uy yoki uy uchun to'g'ri shamol generatorini tanlash uchun siz quyidagilarni hisobga olishingiz kerak

1. Xonaga ulanadigan o'rnatilgan elektr jihozlarining quvvatini hisoblash.
2. Xavfsizlik omilini hisobga olgan holda, kelajakdagi birlikning kuchi. Ikkinchisi, eng yuqori holatda generatorni ortiqcha yuklashga yo'l qo'ymaydi.
3. Hududning iqlimi. Yog'ingarchilik qurilmaning ishlashiga salbiy ta'sir ko'rsatadi.
4. Eng muhim ko'rsatkichlardan biri hisoblangan uskunalarning samaradorligi.
5. Ish paytida shamol turbinasini tavsiflovchi shovqin ko'rsatkichlari.

Yuqoridagilarga qo'shimcha ravishda, iste'molchi o'rnatishning barcha parametrlarini baholashi, shuningdek, bu haqda sharhlarni o'qishi kerak.

Ish samaradorligini oshirish usullari

Shamol generatorining ishlash samaradorligini oshirish uchun uning ish qobiliyati va xususiyatlarini ijobiy tomonga o'zgartirish zarur bo'ladi. Birinchidan, pervanelning nisbatan zaif va beqaror shamol sezuvchanligi samaradorligini oshirish maqsadga muvofiqdir.

Fikrni haqiqatga aylantirish uchun "bargli yelkan" dan foydalanish tavsiya etiladi.

Bu havo oqimi uchun bir tomonlama membranadir, u shamolni bir yo'nalishda erkin o'tkazadi. Membrana havo massalarining teskari yo'nalishdagi harakatiga o'tkazmaydigan to'siqdir.

Shamol turbinasining samaradorligini oshirishning yana bir usuli - diffuzorlardan yoki himoya qopqog'idan foydalanish, ular qarama -qarshi yuzadan oqimni uzib qo'yadi . Variantlarning har biri ham afzalliklarga, ham kamchiliklarga ega. Biroq, ular har qanday holatda ham an'anaviy modeldan ko'ra samaraliroq.

DIY qurilishi

Shamol generatori qimmat. Agar siz uni o'z hududingizga o'rnatmoqchi bo'lsangiz, quyidagi fikrlarni ko'rib chiqishga arziydi.

• mos erning mavjudligi;
• tez -tez va kuchli shamollarning tarqalishi;
• boshqa muqobil energiya manbalarining yo'qligi.

Aks holda, shamol stansiyasi kutilgan natijani bermaydi. Muqobil energiyaga talab yildan -yilga oshib borayotgani va shamol turbinasini sotib olish oilaviy byudjetga jiddiy zarba bo'lgani uchun, keyingi o'rnatish bilan o'z qo'llaringiz bilan agregat yasashga urinib ko'rishingiz mumkin. Shamol turbinasini ishlab chiqarish neodim magnitlari, vites qutisi, pichoqlar va ularning yo'qligiga asoslangan bo'lishi mumkin.

Shamol turbinasi juda ko'p afzalliklarga ega . Shuning uchun, katta xohish va boshlang'ich dizaynerlik qobiliyatining mavjudligi bilan, deyarli har bir usta o'z saytida elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun stantsiya qurishi mumkin. Qurilmaning eng oddiy versiyasi vertikal o'qli shamol turbinasi hisoblanadi. Ikkinchisi qo'llab -quvvatlashni va yuqori ustunni talab qilmaydi va o'rnatish tartibi soddaligi va tezligi bilan ajralib turadi.

Shamol generatorini yaratish uchun siz barcha kerakli elementlarni tayyorlashingiz va modulni tanlangan joyga mahkamlashingiz kerak bo'ladi. Uyda ishlab chiqarilgan vertikal energiya generatorining bir qismi sifatida bunday elementlarning mavjudligi majburiy hisoblanadi:

• rotor;
• pichoqlar;
• eksenel ustun;
• stator;
• batareya;
• inverter;
• nazoratchi.

Pichoqlar engil egiluvchan plastmassadan tayyorlanishi mumkin, chunki boshqa materiallar katta yuk ta'sirida shikastlanishi va deformatsiyalanishi mumkin. Birinchidan, PVX quvurlardan 4 ta teng qismni kesish kerak. Shundan so'ng, siz qalaydan yarim dumaloq bo'laklarni kesib, ularni quvurlar chetiga mahkamlashingiz kerak. Bunday holda, pichoq qismining radiusi 69 sm bo'lishi kerak, bu holda pichoqning balandligi 70 sm ga etadi.

Rotor tizimini yig'ish uchun siz 6 neodim magnitini, diametri 23 sm bo'lgan 2 ferritli diskni, bog'lash uchun elimni olishingiz kerak. Magnitlarni birinchi diskka 60 graduslik burchak va diametri 16,5 sm ni hisobga olgan holda qo'yish kerak, xuddi shu sxema bo'yicha ikkinchi disk yig'ilib, magnitlar elim bilan quyiladi. Stator uchun siz 9 ta rulonni tayyorlashingiz kerak, ularning har biriga diametri 1 mm bo'lgan 60 ta mis simni o'rashingiz kerak. Lehimlash quyidagi ketma -ketlikda amalga oshirilishi kerak:

• birinchi bobinning boshi, to'rtinchisining oxiri bilan;
• ettinchining oxiri bilan to'rtinchi bobinning boshi.

Ikkinchi bosqich shunga o'xshash tarzda yig'iladi. Keyinchalik, kontrplak varag'idan shakl tayyorlanadi, uning pastki qismi shisha tolali bilan qoplangan. Lehimlangan lasanlardan fazalar tepaga o'rnatiladi. Tarkibi elim bilan to'ldirilgan va barcha qismlarni bir -biriga yopishtirish uchun bir necha kunga qoldirilgan. Shundan so'ng, siz shamol generatorining alohida elementlarini bir butunga ulashni boshlashingiz mumkin.

Strukturani yuqori rotorga yig'ish uchun qoziqlar uchun 4 ta teshik qilish kerak. Pastki rotor magnitlangan holda qavsga o'rnatiladi. Shundan so'ng, statorni qavsni o'rnatish uchun zarur bo'lgan teshiklari bilan joylashtirishingiz kerak. Ignalilar alyuminiy plastinka ustida turishi kerak, so'ngra magnitlari pastga qarab ikkinchi rotor bilan yopiladi.

Kalit yordamida rotor tekis va silkinmasdan pastga tushishi uchun pimlarni aylantirish kerak . To'g'ri joy tanlanganida, dastani burab, alyuminiy plitalarni olib tashlashga arziydi. Ish oxirida strukturani yong'oq bilan mahkamlash kerak va mahkam siqilmasligi kerak.

Uzunligi 4 metrdan 5 metrgacha bo'lgan kuchli metall quvur ustun sifatida mos keladi . Unga oldindan yig'ilgan generator vidalanadi. Shundan so'ng, pichoqlar bilan ramka generatorga o'rnatiladi va ustun tuzilishi oldindan tayyorlanadigan platformaga o'rnatiladi. Tizimning o'rni mahkamlagich bilan o'rnatiladi.

Shamol turbinasiga quvvat manbai ulanishi ketma -ket sodir bo'ladi. Nazoratchi generatordan manbani olishi va o'zgaruvchan tokni doimiy oqimga aylantirishi kerak.