Kuinka tehokkaita teollisuustuuliturbiinit toimivat

Ilmakehän luonnollinen reaktio eri kerrosten epätasaiseen lämpenemiseen on tuuli. Tästä johtuvat ilmanpaineen laskut saavat tuulen puhaltamaan korkeapaineisilta alueilta matalapaineisille alueille, ja mitä suurempi paine-ero, sitä voimakkaampi tuuli – sitä suurempi sen nopeus. Teoriassa on arvioitu, että jopa 2 % auringon säteilystä muuttuu mekaaniseksi tuulienergiaksi ilmakehän luonnollisen liikkeen ansiosta.

Tiedetään, että tietyn alueen topografia voi joko vahvistaa tuulta tai rajoittaa ilmavirtaa. Joten vuoristoalueiden, solojen alueilla, lähellä jokien kanjoneita, olosuhteet tuuliturbiinien asentamiselle ovat todella ihanteelliset. Ja jos muistamme, että tuulesta saatava teho on verrannollinen turbiinin läpi kulkevaan ilmamassaan ja sen nopeuden kuutioon, on helppo ymmärtää tähän suuntaan nopeasti avautuvat näkymät.

Tuuli on epäilemättä yksi lupaavimpia uusiutuvia luonnonenergian lähteitä.Ei ole turhaa, että moniin maihin rakennetaan vuosi vuodelta yhä enemmän tuulipuistoja, tuulipuistoja, erityisesti merten, valtamerten ja tasangoiden rannikkoalueille.

Tuulen puuskainen luonne ei edistä sähköverkkojen vakaata tarjontaa, joten energian keräämisestä sen jatkokäyttöä varten tulee tärkeä tehtävä. Mutta tämä tehtävä on ratkaistu - teollisia ja yksityisiä akkujen varastointijärjestelmiä rakennetaan, toimenpiteitä ryhdytään varmistamaan keskeytymätön virransyöttö.

Ja nyt voimme luottavaisesti sanoa, että pienen kaupungin sähkönsyöttöjärjestelmään integroitu tehokas teollisuustuuligeneraattori (kuten Enercon E-126), jonka teho on 6-8 MW, pystyy tyydyttämään asukkaiden tarpeet. ja sähköistetyn infrastruktuurin tarpeet.

Mennään kuitenkin asiaan ja katsotaan teollisen tuuligeneraattorin laitetta. Loppujen lopuksi jokainen tuuligeneraattori on huolellisen insinöörityön tulos, tarkkojen laskelmien ja pitkän suunnittelun tulos tehokkaan ja luotettavan tuulienergian muuntajan saamiseksi sähköenergiaksi, minkä vuoksi valtavan rakenteen jokainen yksityiskohta ei ole sattumaa. . Viitataan esimerkiksi Enercon E-126 tuuligeneraattorin suunnitteluun ja tarkastellaan sen pääosia.

Torni

Kymmeniä metrejä korkea torni (7) on teollisen tuuligeneraattorin tuki. Se on valmistettu kokonaan teräsbetonista valamalla peräkkäin muotiin tai koottu lyhyistä teräsbetonirenkaista, jotka asennetaan peräkkäin päällekkäin ja yhdistetään vetämällä runkokaapelit niiden läpi.Teräsbetoni on riittävän vahva pitämään raskaan turbiinin ja konepellin ylhäällä sekä kestämään tuuliturbiinin toiminnasta aiheutuvan kuormituksen, mikä estää rakennetta kaatumasta.

Tornin pohja lepää teräsbetonialustalla (8), jonka paino on verrannollinen itse tornin painoon. Esimerkiksi Enercon E-126 -tuuliturbiinin kokonaispaino on noin 6 000 tonnia. Tuki ei ole muodoltaan lieriömäinen, vaan sen muoto on lähempänä katkaistua kartiota kuin sylinteriä. Jalustalta laajennettu torni pitää koko rakenteen tukevasti oikeassa asennossa.

Terät ja roottori

Teollisuuden tuuliturbiinin siivet (6) ja roottori (5) on valmistettu erityisestä teräspohjaisesta komposiittikuidusta, ja siivet kootaan eri segmenteistä tai tehdään monoliittina niiden laajuuden mukaan. Terien kiinnittämiseen roottoriin käytetään yleensä pultteja ja napaa. Itse terät on kiinnitetty napaan, ja napa on kiinnitetty suoraan generaattorin roottoriin.

Turbiinin pyöriminen tornin ympäri

Pyöritäksesi turbiinia tornin ympäri, a asynkroninen moottori (3) yhdistetty hammaspyörällä koneen pohjassa olevaan renkaaseen. Tuuligeneraattorin koosta ja tehosta riippuen tällaisia ​​moottoreita voi olla yhdestä kolmeen.

Voima generaattori

Jos aikaisemmin tuuliturbiinien generaattoreina käytettiin rakenteeltaan tavallisia synkronisia generaattoreita vastaavia yksiköitä, niin 2000-luvun alussa ilmestyi sellainen innovaatio kuin rengasgeneraattori (1). Tässä napaan kytketty turbiinin roottori on myös generaattorin roottori.

Riippumattomat herätekäämit sijaitsevat rengasroottorissa muodostaen magneettisia napoja ja vastaavasti staattorikäämin staattorissa. Staattorin käämitys on jaettu osiin (Enercon E -126:n tapauksessa neljään osaan), joista jokainen on kytketty erilliseen tasasuuntaajaan. Generaattorin ohjain sijaitsee konehuoneessa (2).

Invertteri

Tasasuuntauksen jälkeen 400 voltin tasajännite syötetään tornin pohjalle asennettuun invertteriin (4), jossa energia muunnetaan vaihtovirraksi ja muunnoksen jälkeen syötetään voimalinjaan.

Tarkastelimme modernin teollisen tuuliturbiinin avainkomponentteja Enercon E-126 -mallin esimerkillä, joka asennettiin ensimmäisen kerran lähelle Saksan Emdenin kaupunkia vuonna 2007. Generaattorin kapasiteetti on tällä hetkellä 7,58 MW, mikä riittää 4 500 huvilan tehoon. sähköä ympäri vuoden.

Tähän mennessä Enercon on rakentanut maailmanlaajuisesti yli 13 000 tällaista tuuliturbiinia, joiden asennettu kokonaiskapasiteetti jo vuonna 2010 ylitti 2 846 MW.