Шамал электр станциялары: түрлөрү, конструкциялары, артыкчылыктары
Шамал электр станциялары: түрлөрү, конструкциялары, артыкчылыктары

Video: Шамал электр станциялары: түрлөрү, конструкциялары, артыкчылыктары

Video: Шамал электр станциялары: түрлөрү, конструкциялары, артыкчылыктары
Video: ОФФШОРДУК ШАМАЛ ЭНЕРГИЯСЫ 2024, Март
Anonim

Шамал энергетикасы энергия менен камсыздоонун жаңы тармагынан алыс, бирок азыркы шарттарда ал мындан аркы өнүгүүнүн келечектүү багытынын барган сайын айкын өзгөчөлүгүнө айланууда. Шамалдын генераторлорун техникалык ишке ашыруунун универсалдуу концепциялары жөнүндө айтуу дагы эле кыйын, бирок жеке инженердик чечимдерди колдонуудагы прогресс жакынкы келечекте бирдиктүү бирдиктүү структуралык моделдин пайда болорун көрсөтүп турат. Ошол эле учурда дүйнөдө шамал турбиналарынын бир нече түрү колдонулат, алардын ар биринин өзүнүн күчтүү жактары бар.

Шамал турбиналарынын иштешинин жалпы принциби

Шамал генераторлору
Шамал генераторлору

Заманбап альтернативдик энергия булактары сыяктуу эле шамал турбинасы табигый процесстин натыйжасында аракет кылган күчтүн эсебинен иштейт. Биз бир калыпта эмес жылытуу натыйжасында шамал агымы жөнүндө болуп жататкүн менен жер бети. Дээрлик бардык шамал турбиналары төмөнкү принцип боюнча иштешет: аба агымы дөңгөлөктү атайын валда калпактары менен айлантат, ошону менен моментти генераторго же аккумулятордун пакетине өткөрүп берет. Туруктуулук жана аба кыймылынын жетишерлик күчү шарттарында электр энергиясын өндүрүү үчүн шамал тегирмендери 45-50% эффективдүүлүктү камсыз кыла алат. Шамалдын өзгөрмөлүүлүгү жана анын күчү шамал турбиналарынын конструкцияларынын көп түрдүүлүгүн аныктайт, алар да колдонуунун өзгөчө климаттык шарттарынын негизинде эсептелинет.

Шамал турбиналарынын негизги артыкчылыктары кандай?

Шамал турбиналарынын эффективдүүлүгүн баалоо салттуу энергия булактарына салыштырмалуу да, кайра жаралуучу бош булактарда иштеген генераторлордун фонунда да болушу мүмкүн. Келечекте алардын ийгиликтүү өнүгүшүнө үмүт берген мындай системалардын эң көрүнүктүү артыкчылыктары болуп төмөнкү факторлор саналат:

  • Шамал энергиясы өзү гана кайра жаралуучу эмес, ошондой эле топтоо жана кайра иштетүү үчүн жеткиликтүү.
  • Экономикалык пайда. Конкреттүү экономикалык көрсөткүчтөргө бир тараптуу баа берүү ар кандай көрсөткүчтөр менен иштеген системалардын ар түрдүүлүгүнө байланыштуу болушу мүмкүн эмес. Бирок биз жеке долбоорлор тарабынан көрсөтүлгөн мыкты натыйжалар жөнүндө айта алабыз. Мисалы, деңиздеги чоң жел тегирменинен бир киловатт электр энергиясы канча турат? Биз 2-12 рублга диапазону жөнүндө сөз болот. 1 кВт саат үчүн.
  • Эко-таза. шамал турбиналарынын иштеши зыяндуу камсыз кылбайтабаны булгоочу заттардын эмиссиясы.
  • Компакт. Шамал турбинасын орнотуу, атүгүл өнөр жай форматында да, салттуу электр станциялары менен салыштырууга болбойт. Бул көбүнчө мындай системалардын көмөкчү коммуникациялардан жана ресурстардан автономиясына жана көз карандысыздыгына байланыштуу.

Горизонталдык огу генераторлору

Шамал турбинасын долбоорлоо
Шамал турбинасын долбоорлоо

Мындай жел тегирмендердин конструкциялык схемасында электр генераторунун, редуктордун, калпактардын жана рамкалуу мунаранын болушу каралган. Пычактардын конфигурациясы аба воронкага агып кетчүдөй кылып ишке ашырылат, бул буралма моментин жаратат. Электр энергиясын өндүрүү үчүн мындай шамал тегирмендерин иштетүүнүн маанилүү шарты агымдардын кыймылынын өзгөчөлүктөрүнө (багыты жана күчү) ыңгайлаша билүү болуп саналат. Бул үчүн конструкциялар жер бетине карата пычактарды буруп, жантайтуучу механизмдер менен камсыз кылынат. Эң алдыңкы моделдерде автоматтык башкаруусу бар контроллерлор да колдонулат. Шамал дөңгөлөктү ишке ашырууга келсек, үч канаттуу конфигурация горизонталдуу схемаларда көбүрөөк колдонулат. Мындан тышкары, генераторлордун өндүрүмдүүлүгүн жогорулатуу үчүн инженерлер функционалдык кабыл алуучу бөлүгүнүн өлчөмүн көбөйтүүгө умтулушат, бул, мисалы, конструкцияларды жасоодо пластикалык жана жеңил металлдардан кымбат баалуу композиттик элементтерге өтүүнүн учурдагы тенденциясын түшүндүрөт.

Вертикалдык огу генераторлору

Вертикалдуу шамал турбиналары
Вертикалдуу шамал турбиналары

Мындай генераторлор горизонталдык түзүлүштөргө караганда олуттуу артыкчылыкка ээ,Мониторингдин жана контролдун кошумча каражаттарына муктаждыктын жоктугунан турат. Башкача айтканда, эксплуатациялоо процессинде вертикалдуу огу бар жел тегирмени агымдардын кыймылына эч кандай туура келбейт. Аба массалары менен өз ара аракеттенүүнүн бул өзгөчөлүгү бир эле убакта шамал генераторунун калкаларында чыңалууну азайтат жана гироскопиялык жүктөрдү азайтат. Заводдун кыймылдаткычын түзгөн тиштүү генератор бузулуу же иштен чыгуу коркунучу жок конструкция мунарасынын түбүндө жайгаша алат. Бирок, эмне үчүн сүрөттөлгөн артыкчылыктары менен вертикалдык орнотуулар толугу менен горизонталдуу шамал тегирмендерин алмаштырган жок? Тилекке каршы, бул моделдердин да олуттуу кемчиликтери бар. Шамалдын дөңгөлөгү шамал агымдары менен жетектелбегендиктен жана ар дайым энергияны кармоонун тар диапазонунда иштегендиктен, генератордун иштеши логикалык жактан төмөндөйт. Ошондуктан, вертикалдуу шамал тегирмендердин жетиштүү кубаттуулугун кармап туруу үчүн, аларды кеңири аймактарды камтыган массалык түрдө колдонуу талап кылынат, бул дайыма эле мүмкүн боло бербейт.

Дарриеус роторуна негизделген дизайн

Тик дөңгөлөктүү шамал турбинасы генераторлору Savonius же Darrieus роторунун дизайнына негизделген. Бирок бул топтун да өзүнүн вариациялары жана заманбап модификациялары бар. Эң келечектүү акыркы иштеп чыгуу болуп 2001-жылы түзүлгөн Горлов геликоид турбинасы саналат. Бул Дарри роторунун концепциясынын уландысы болуп саналат, бирок кыйла оптималдаштырылган түрдө. Спиралдык вертикалдуу бычактар энергияны суудан жана аба агымынан минималдуу активдүүлүк менен өндүрүүгө мүмкүндүк берет. Бүгүнкү күндө бул генераторлоратайын шамал станцияларында да, ГЭСтердин бир бөлүгү катары да колдонулат.

Дарри ротору бар шамал турбиналары
Дарри ротору бар шамал турбиналары

Агынды күчөткүчтөрү бар шамал генераторлору

Ошондой эле кандайдыр бир жол менен, шамал тегирмендердин классикалык конструкцияларынын уландысы, бирок учурдагы жогорку технологиялык иштөө шарттарына ылайыкташтырылган. Агымды күчөткүчтөр менен модификациялар аба агымдарын топтоо үчүн арналган бир же бир нече лотоктун болушу менен айырмаланат. Ошол эле каналдар түрүндөгү аэродинамикалык конус формасындагы элементтер агымдарды чоң аймакка чогултуп, аларды бир багыттуу чекитке багыттап, ошону менен бычак системасынын ылдамдыгын жогорулатат. Флюс күчөткүчтөрү бар шамал турбиналарын колдонуунун кыйынчылыгы, алар кошумча элементардык топту колдонууну талап кылат. Анын үстүнө, мындай системаларда өндүрүмдүүлүктүн олуттуу жогорулашына көмөкчү энергия булактарын кошуу аркылуу гана жетишүүгө болот, бул дайыма эле экономикалык жактан акталбайт.

Тишсиз шамал турбиналары

Структуралык оптималдаштыруу идеясына ылайык, редуктору жок шамал электр станциясынын варианты да пайда болду. Анын ордуна, ички металл таяк менен камсыз кылынган тегерек канал колдонулат. Бул шакек ротордун айланасына орнотулган. Бул жерде магниттердин тобу да жайгашкан, алар металл таякча менен өз ара аракеттенип, ошону менен токтун пайда болушуна салым кошот. Роторунун диаметри болжол менен 200 см болгон редуктору жок шамал турбиналарынын өндүрүмдүүлүгү 1500 кВт саатка жетиши мүмкүн.жылына. Бул конструкциянын негизги артыкчылыгы редукторлор менен камсыздалган генераторлордун иштешинде табигый түрдө келип чыккан энергиянын жоготууларын азайтуу болуп саналат. Бирок бул артыкчылык үчүн ылдамдыкты чектөө менен төлөшүңүз керек. Агрегаттын оптималдуу иштөө процессине кириши үчүн агымдын ылдамдыгы 2 м/с кем эмес болушу керек.

Өнөр жай шамал турбиналарынын өзгөчөлүктөрү

Өнөр жай шамал генератору
Өнөр жай шамал генератору

Өнөр жай шамал тегирмендери эки негизги айырмачылыкка ээ - чоң көлөм жана жогорку кубаттуулук. Бул типтеги станциялардын артыкчылыктары да, кемчиликтери да ушул өзгөчөлүктөрдөн келип чыгат. Структурага келсек, азыркы өнөр жай жел тегирмендеринин бийиктиги 150-200 мге жетет, ал эми калактарынын аралыгы 100 мден ашат деп айтуу жетиштүү. Жогорку кубаттуулук функционалдык инфраструктуранын татаалдыгын да талап кылат. Ошентип, энергияны айландыруу процессин көзөмөлдөө үчүн шамал генераторунун контроллерлору колдонулат, алар батареянын топтомунун учурдагы зарядын эсепке алууну камсыз кылат. Кошумчалай кетсек, мындай орнотуулардын электрдик толтурууларына инверторлор жана кыска туташуулардан коргоо тутумдары кирет.

Үйдөгү шамал турбиналарынын өзгөчөлүктөрү

Эң жөнөкөй жел тегирмендерин үйдө гана колдонбостон, кол менен да чогултууга болот. Эреже катары, бул 0,5-5 кВт кубаттуулукта иштөөгө жөндөмдүү, бийиктиги 10 м ашпаган чакан өлчөмдөгү орнотуулар. Турмуш-тиричилик техникасы үчүн пассивдүү энергия булагы катарыже электр приборлорунун айрым топтору, бул параметр өзүн актайт. Бирок, компакт шамал турбиналары бүгүнкү күндө ири компаниялар тарабынан өндүрүш объекттерин энергия менен камсыз кылуу үчүн көп колдонулат. Мини-жел тегирмендеринин базасында жогорку кубаттуулуктагы жалгыз генераторлор менен атаандаша ала турган жетишээрлик өндүрүмдүү жана ишенимдүү системалар түзүлдү.

Дефшордогу шамал турбиналарынын өзгөчөлүктөрү

Деңиздеги шамал турбиналары
Деңиздеги шамал турбиналары

Шамал тегирмендердин бул түрүнүн популярдуулугу жерде жайгашкан станцияларга караганда бир нече артыкчылыктары менен шартталган. Бул негизинен туруктуураак иштөө шарттарына байланыштуу, анткени шамалдын агымы жээк сызыгынан алыстап кетпейт. Ошол эле учурда деңиздеги шамал турбиналарынын конструкциялары эки топко бөлүнөт - колдоочу жана сүзүүчү. Биринчи суу астында жерге классикалык колдоо менен тайыз суу орнотулган. Калкыма станциялардын, тиешелүүлүгүнө жараша, анкерлердин жана башка деңиздик түзүлүштөрдүн жардамы менен фиксацияланган өзүнүн калкып жүрүүчү платформасы бар.

Шамал турбинасынын конструкцияларынын курулуш каркастары менен айкалышы

Ошондой эле көп кабаттуу үйлөрдүн корпусуна түзмө-түз кошулган шамал тегирмендердин абдан келечектүү тобу бар. Бул чечимдин эки артыкчылыгы бар - агымдарды "кабыл алуу" үчүн жагымдуу шарттар жана электр энергиясын жеткирүү жолун кыскартуу, анткени берүүнүн акыркы булагы адатта имараттын ичиндеги керектөөчүлөр болуп саналат. Азыркы учурда, бул типтеги шамал турбиналарынын интеграциясы көбүрөөк колдонулатасман тиреген имараттардын чатырларына орнотулган атайын аэродинамикалык цилиндрлер. Бийик курулуш аянтчасынын каалаган жерине жайгаштырыла турган мини-пропеллерлердин концепциясы да иштелип чыгууда. Түзмөктөр дубалдарга түзмө-түз бириктирилген, андан кийин алар электр менен камсыздоонун жалпы тутумуна кошулуп, аз, бирок туруктуу энергияны бөлүп беришет.

Тыянак

Үй шамал турбинасы
Үй шамал турбинасы

Акыркы жылдары Россияда шамал турбиналарына болгон кызыгуу бир топ өстү. Ар кайсы аймактарда кубаттуулугу 30-50 МВтка чейинки ири станциялар мезгил-мезгили менен ишке киргизилет. Биздин өлкө үчүн шамал тегирмендери өзгөчө пайдалуу, анткени алар азыркы учурда энергия менен жабдуунун башка каражаттарын уюштуруу мүмкүнчүлүгү жок алыскы аймактарды энергия менен камсыздоого мүмкүндүк берет. Чакан шамал электр станцияларынын сегменти да активдүү өнүгүп жатат. Россияда, 1-5 кВт кубаттуулугу менен жеке энергетикалык системалар абдан популярдуу болуп калды. Ошол эле учурда иштеп чыгуучулар шамал тегирмендердин иштөө принциптерин ичтен күйүүчү кыймылдаткычтар менен айкалыштыруудан баш тартышпайт. Бул багыттагы ийги-ликтер, атап айтканда, жел-дизель конструкциялары менен керсетулет. Салттуу энергия булактарынын позициялары дагы эле күчтүү болгондуктан, жакынкы он жылдыктарда Россияда шамалдын энергиясы канчалык деңгээлде суроо-талап болорун айтуу азырынча кыйын. Бирок дүйнө жүзү боюнча альтернативдүү энергияга өтүү тенденциялары орус өнөр жайын мындай аймактарды активдүү изилдөөгө түртүшү мүмкүн.

Сунушталууда:

Редактордун тандоосу

Жеке аскердик компания: сереп, тизме, иш өзгөчөлүктөрү, эмгек акы жана сын-пикирлер

"Суши Вок": сын-пикирлер. "Суши Вок": даректер, меню, кызматтар

Кайсы банктар ишенимдүү? Банктардын ишенимдүүлүк рейтинги

Росбанкта кайра каржылоо: шарттары, өзгөчөлүктөрү, талаптары

Сбербанктан "Рахмат" упайларын кантип коротуу керек: программанын шарттары, бонустарды кошуу, упайларды топтоо жана эсептөө

Сбербанктын банкоматтарынын тизмеси 24 саат Санкт-Петербургда

Сбербанктын филиалдары, Ростов-на-Дону: даректер, иштөө убактысы

Дебеттик картаны чыгаруунун кайсынысы жакшы: банкты тандоо, шарттар, пайдалуу сунуштар

Сбербанктын Нижний Новгороддогу банкоматтарынын даректери жана иштөө убактысы

ВТБ же Сбербанк: кайсы банк жакшы?

Москвадагы Сбербанктын күнү-түнү иштеген банкоматтары: даректер жана жеткиликтүү кызматтардын тизмеси

Пост Банк карталары: кантип колдонуу керек, түрлөрү, пайдалануу жана алуу шарттары, сын-пикирлер

Авангард Банктын Архангельск шаарындагы даректери

Сбербанктын кредиттик картасын башка банкта кайра каржылоо

Сбербанктан Жаштык картасынын чеги: шарттары, кантип алуу жана толтуруу