풍력 발전소는 두 가지 주요 특징, 즉 바람 바퀴의 기하학과 바람의 방향에 대한 위치에 따라 분류됩니다.
입사 풍 흐름에 대한 저항은 기하 충진 (geometry fill)이라는 매개 변수를 특징으로하며, 블레이드에 의해 스윕 된 영역에 대한 흐름에 수직 인 평면에서의 블레이드의 투영 영역의 비율과 동일합니다. 예를 들어, 동일한 블레이드를 사용하는 경우 4 날 휠은 2 날보다 2 배 더 많은 형상을 채 웁니다.
바람 바퀴를 크게 기하학적으로 채운 바람 터빈은 바람이 비교적 약한 상태에서 상당한 힘을 발생 시키며, 낮은 바퀴 속도에서 최대 힘을 \u200b\u200b얻습니다.
소형 풍력 터빈은 고속으로 최대 전력에 도달하여이 모드로 더 오래갑니다. 따라서 첫 번째 설비는 예를 들어 워터 펌프로 사용되며 바람이 약한 경우에도 작동 상태를 유지하는 반면 두 번째 설비는 고속이 필요한 발전기로 사용됩니다.
풍력 터빈의 주요 품종은 그림 1에 나와 있습니다. 15.
그들은 두 그룹으로 나뉩니다.
수평 회전축 (b ÷ d)을 가진 바람개비 터빈;
수직 회전축을 갖는 풍력 터빈 (회전 : 패들 (a) 및 직교 (e)).
날개 달린 풍력 터빈의 유형은 블레이드 수만 다릅니다.
바람개비 풍력 터빈. 공기 흐름이 날개 블레이드의 회전 평면에 수직 일 때 가장 큰 효율을 달성하는 날개 달린 풍력 터빈의 경우, 자동 회전 축 회전 장치가 필요하다. 이를 위해 안정기 날개가 사용됩니다. 회전식 풍력 터빈은 위치를 변경하지 않고 바람의 모든 방향으로 작동 할 수 있다는 이점이 있습니다.
날개 달린 풍력 터빈에서 풍력 에너지의 사용 계수는 회전식 풍력 터빈에서보다 훨씬 높습니다. 동시에 캐 러셀의 토크는 훨씬 큽니다. 상대 풍속이 0 인 로터리 블레이드 골재의 경우 최대 값입니다.
날개 달린 풍력 터빈의 분포는 회전 속도의 값으로 설명됩니다. 그들은 승수없이 발전기에 직접 연결할 수 있습니다. 멀티 플라이어는 발전기 샤프트의 회전 속도를 증가시키는 기어 박스입니다. 날개 형 풍력 터빈의 회전 속도는 날개 수에 반비례하므로 3 개 이상의 블레이드가있는 장치는 실제로 사용되지 않습니다.
회전식 풍력 터빈. 공기 역학의 차이는 원형 교차로에 전통적인 풍차보다 유리합니다. 풍속이 증가함에 따라 트랙션이 빠르게 증가한 후 회전 속도가 안정화됩니다. 회전식 풍차는 속도가 느리기 때문에 우연히 바람이 불 경우 사고 위험없이 비동기식 발전기와 같은 간단한 전기 회로를 사용할 수 있습니다. 저속은 하나의 제한 요구 사항을 제시합니다. 저속에서 작동하는 다중 극 발전기 사용. 이러한 발전기는 널리 보급되어 있지 않으며 멀티 플라이어의 사용은 후자의 효율이 낮기 때문에 비효율적입니다.
캐 러셀 디자인의 더욱 중요한 장점은 추가 요령없이 "바람이 부는 곳"을 모니터링 할 수 있다는 점입니다. 이는 표면 요잉 흐름에 매우 중요합니다. 로터리 베인 풍력 터빈은 작동하기 가장 쉽습니다. 풍력 터빈을 시작할 때 최대 토크를 제공하고 작동 중 최대 회전 속도를 자동으로 조절합니다. 부하가 증가함에 따라 회전 속도가 감소하고 완전히 멈출 때까지 토크가 증가합니다.
직교 풍력 터빈. 직교 풍력 터빈은 큰 에너지에 가장 유망합니다. 오늘날 직교 풍력 터빈을 사용할 때 특정 어려움이 있으며 그 중 하나는 발사 문제입니다.
직교 설치에서는 아음속 항공기와 동일한 날개 프로파일이 사용됩니다 (그림 15, e 참조). 날개의 양력을 "기울기"전에 비행기가 올라와야합니다. 직교 설치의 경우도 마찬가지입니다. 첫째, 에너지를 가져와야합니다. 풀고 풀고 특정 공기 역학 매개 변수로 가져 오면 엔진 모드에서 발전기 모드로 전환됩니다.
많은 사람들이 풍력 에너지에 관심이 있습니다. 이 관심의 이유는 다릅니다. 누군가에게 이것은 집에 전기를 공급할 수있는 몇 안되는 기회 중 하나입니다. 누군가 풍차를 백업 전원으로 본다. 다른 사람들은 중앙 전력망으로부터 완전한 독립을 원합니다. 오늘날 그러한 기회가 있습니다. 현장에 풍력 발전기를 설치하고 매우 정교한 보조 장비를 설치할 필요는 없습니다. 그러나 미리 알아야 할 뉘앙스가 여전히 있습니다.
운동 풍력 에너지는 전기 및 기계 또는 열 에너지로 변환 될 수 있습니다. 따라서 바람의 도움으로 집에 전기를 공급할뿐만 아니라 바람 흐름의 운동 에너지를 전기 에너지로 중간 변환하지 않고 우물에서 물을 올리는 것이 가능합니다.
이 경우 또는 에너지 변환기와 배터리가 장착 된 풍력 엔진을 포함한 풍력 발전 설비가 필요합니다. 전력 변환기는 발전기, 유압 펌프, 압축기 일 수 있습니다. 예를 들어 풍력 발전소가 관개에만 사용되는 경우 먼저 전기를 공급 받아 전기 펌프에 전력을 공급하는 것은 이치에 맞지 않습니다. 에너지 변환의 추가 링크는 풍력 발전 설비의 효율을 떨어 뜨립니다. 경제적으로 전기 및 기계 (물 펌핑 용)의 두 가지 유형의 변환기 만 주로 사용됩니다. 첫 번째 경우, 우리는 소비자가 사용하는 전기 에너지의 축적에 대해 이야기하고 있습니다. 두 번째로, 관개 시스템, 스프링클러, 가정용 급수 시스템에 필요한 압력을 제공하는 풍력 펌프.
풍력 터빈의 종류
모든 풍력 터빈에는 블레이드가 있으며 항해 중에 바람의 운동 에너지의 일부를 차지합니다. 이 블레이드의 모양과 바람 바퀴의 디자인은 다를 수 있습니다. 바람 터빈에는 바람개비 (프로펠러와 유사), 회전식 (회전식) 및 드럼의 세 가지 주요 유형이 있습니다. 바람 바퀴의 가장 일반적인 날개 달린 작업 몸체는 회전 축이 수평으로 위치합니다. 이들의 점유율은 총 풍력 터빈 수의 90 % 이상입니다.
유럽, 특히 네덜란드에서 볼 수있는 수많은 "풍차"입니다. 지난 세기 중반에 시작된이 나라의 풍력 프로젝트는 이미 여러 번 돈을 지불했습니다. 풍력 발전소가 설치 및 유지 보수 비용에 적합한 충분한 양의 전기를 생산할 수 없다는 통념과는 달리, 네덜란드의 모든 마을은 독점적으로“풍차”에 의해 전력을 공급받습니다. 하나의 강력한 풍력 발전 설비는 수백 개의 코티지에 완전한 전기를 공급할 수 있습니다. 이 설비의 풍력 터빈은 매우 견고하고 안정적인 구조로 설치되며, 15-20 미터에 매설 된 철근 콘크리트 슬래브를 기반으로합니다. 그것은 나무의 뿌리처럼 높은 탑을 가지고 있으며 그 안에 풍력 터빈을 제공 할 수있는 계단이 있습니다. 스트레치 마크가 사용되지 않습니다.
바람개비 풍력 터빈 바람 바퀴, 머리, 방향 메커니즘 (꼬리) 및 탑 (또는 크기에 따라 마스트)으로 구성됩니다.
윈드 휠에는 1-8 개의 블레이드가 장착 될 수 있습니다. 풍력 터빈은 수에 따라 고속 (최대 4 개의 블레이드), 평균 속도 (4 ... 8 블레이드) 및 저속 (8 개의 블레이드)으로 구분됩니다.
헤드는 타워의 수직 축을 중심으로 회전 할 수 있도록 설계되었습니다. 그 모양은 풍력 터빈의 힘과 목적에 따라 달라지며, 차례로 전송 시스템, 디자인 및 단계 수를 결정하는 요소입니다.
꼬리는 풍향계의 원리에 따라 작동하며 바람에 머리를 돌립니다. 표면적은 윈드 휠 블레이드의 공기 역학적 파라미터에 따라 달라집니다.
타워는 바람의 압력 흐름을 감소시키는 모든 장애물보다 풍력 터빈을 높이고 블레이드의 회전 안전을 보장합니다. 풍속이 35-45m / s를 초과하면 브레이크 시스템이 작동하여 풍력 터빈을 완전히 정지시킵니다.
날개 달린 바람 바퀴의 블레이드 수는 풍력 발전 설비 설치 영역의 평균 풍속에 따라 다릅니다. 열린 공간, 바다 및 해양 해안에서는 최소 날개 속도가 5-8m / s 인 작은 날개 달린 풍력 모터가 사용됩니다. 이들은 효율이 높지만 많은 소음을 발생시키는 가장 단순한 설계 풍력 터빈입니다.
풍속이 5m / s를 거의 넘지 않는 지역에서는 일반적으로 다중 블레이드 풍력 터빈을 설치하는 것이 좋습니다. 그들은 거의 조용히 작동하지만 낮은 로빙보다 효율성이 낮습니다. 또한 다중 블레이드 풍력 터빈의 제조에는 더 많은 재료가 필요합니다. 작동 중에이 유형의 풍력 터빈은 증가 된 회전 부하를 경험합니다.
회전식 풍력 터빈 캐 러셀도 심플한 디자인이지만 최대 18 %의 효율성이 훨씬 낮습니다. 그들의 사용의 문제는 또한 그들이 희귀 한 다극 발전기를 사용한다는 사실에 있습니다. 회전식 풍력 터빈에는 수직 회전축과 블레이드가있어 돛처럼 작동합니다. 이 유형의 풍력 터빈의 장점 중 하나는 방향 메커니즘이 없다는 것입니다. 수직 회전 축을 사용하면 낮은 타워 높이에서 회전식 바람막이를 안전하게 사용할 수 있습니다. 이러한 풍력 터빈은 낮은 풍속에서 시작하여 소음을 내지 않습니다. 로터 풍력 터빈의 주요 단점은 블레이드의 일부만이 작업에 지속적으로 관여하기 때문에 낮은 바람 활용도입니다. 나머지는 바람 저항을 극복하거나 우산 (케이싱)에 의해 격리됩니다.
지난 10 년 동안 풍력 발전 설비 (풍력 터빈) 시장은 주로 토지와 농장에서 적용 할 수있는 소형 모델로 크게 보충되었습니다. 초기 풍속은 2.5 ... 3 m / s이며 6 ~ 17 m 높이의 풍력 터빈을 설치하도록 설계되었으며 공칭 전력량은 6 ... 8 m / s (풍력 터빈 회전 속도 250 ... 300 r / m)에서도 발생합니다.
직장에서 풍력 발전기
풍속은 일정하지 않으므로 컨버터에서 안정적인 파라미터를 사용하여 "깨끗한"전기를 얻을 수 없습니다. 일반적으로 발전기는 0 ... 56 V의 전압을 생성합니다. 생성 된 "더러운"에너지는 풍력 터빈이 장착 된 배터리에 의해 축적되어 시스템의 중단없는 작동을 보장합니다. 강한 바람이 불 때,이 장치는 최대 전력으로 작동하고 차후 또는 바람이 불 때 포기하기 위해 나중에 사용할 수 있도록 에너지를 저장합니다. 종종 태양 전지판은 풍력 터빈과 함께 사용되어 바람이 특히 약한 여름에는 배터리를 충전합니다.
220V / 50Hz 매개 변수를 사용하여 배터리의 직류를 교류로 변환하기 위해 풍력 터빈에는 인버터가 장착되어 있습니다.
피크 부하를 극복하기 위해, 풍력 터빈은 디젤 및 가솔린 발전기와 같은 보조 전력 원 및 (보조) 중앙 집중식 전력망과 결합됩니다.
개별 저전력 풍력 터빈은 점차 저렴하고 효율적으로 발전하고 있습니다. 이와 함께 개인 주택 및 농장에 대한 적용 가능성이 증가하고 있습니다. 예를 들어, 외딴 지역의 별장의 경우 20-50kW의 자율 풍력 발전 설비가 있어야 다른 모든 소스가 없을 때 주요 전기 장비의 작동을 보장 할 수 있습니다.
바람 펌프
사람들은 오랫동안 바람의 도움을 받아 깊이에서 물을 높이는 법을 배웠지 만, 특히 전기 공급원에 접근 할 수없는 곳에서는이 방법을 잊어 버리지 않았습니다. 본 발명의 아이디어는 간단하다-풍력 에너지를 사용하여 워터 펌프를 구동하는 것이다.
가장 일반적인 풍력 펌프는 미국에있었습니다. 일단 그들은 경제의 운명을 결정하고 오늘날에도 미국식 목장의 전통적인 환경에 대한 일종의 종교적인 건물이되었습니다.
소비에트 이후의 공간에서는 80 년대 중반의 정원과 정원 붐 중에는 인기가 높아졌지만 바람 펌프는 드물다. 상황이 강제되었습니다. 오늘날 야채 가격의 전기 점유율이 해마다 증가하고 있기 때문에 이미 잊혀진 "데이지"와 "물병 자리"로 전환하기위한 전제 조건도 새롭게 부상하고 있습니다.
풍력 터빈“Camomile”은 NPO“Vetroen”에 의해 개발되었습니다. 그의 초기 도면은 1988 년 잡지 "Model Designer"에 실 렸으며, 여기에는 윈드 펌프의 독립적 인 제조 매뉴얼이 요약되어 있습니다.
두 장치 모두 가장 단순화 된 디자인입니다. 그들은 8m 깊이의 물을 흡수하도록 설계되었으며 이미 3m / s의 풍속으로 작동합니다. "Camomile"윈드 휠에는 12 개의 블레이드가 있으며 풍력 터빈의 지지대 안쪽으로 수직 견인력이있는 캠 레버 메커니즘을 통해 펌프 다이어프램을 구동합니다.
5m / s의 풍속에서 Romashka 바람 펌프는 8 미터 깊이를 시간당 300 리터의 물로 높이고 10 미터 높이까지 전달할 수 있습니다. 물방울 관개 시스템과 함께이 장치는 저수지가 있거나 깊이가 8 미터에 이르는 원거리 지역에서 정원 작물을 재배 할 수있는 실질적인 기회를 제공합니다.
모든 풍력 모터의 작동 원리는 동일합니다. 풍력이 가해지면 바람 바퀴가 블레이드와 함께 회전하여 전달 시스템을 통해 토크를 전기를 생성하는 발전기의 샤프트로 전달하여 워터 펌프로 전달합니다. 바람 바퀴의 직경이 클수록 공기 흐름이 커지고 응집체가 더 많은 에너지를 생산합니다.
풍차의 전통적인 레이아웃-수평 회전 축 (그림 3) 작은 크기와 용량의 장치에 적합한 솔루션입니다. 블레이드의 스팬이 증가 할 때,이 배열은 다른 높이에서 바람이 다른 방향으로 불기 때문에 효과적이지 않았다. 이 경우 바람 속에서 장치를 최적으로 향하게 할 수있을뿐만 아니라 블레이드가 파손 될 위험이 있습니다. 또한 대형 설치 블레이드의 끝 부분은 고속으로 이동하여 소음을 발생시킵니다. 그러나 풍력 에너지 사용에 대한 주요 장애물은 여전히 \u200b\u200b경제적 인 것입니다. 단위의 힘은 작고 운영 비용의 상당 부분이 중요합니다. 저전력 장치는 약 3 배 더 비싼 에너지를 생성 할 수 있습니다.
그림 3-바람개비
기존 풍력 터빈 시스템 풍향 장치의 구조와 풍류에서의 위치에 따라 나뉘어져있다 세 클래스로.
퍼스트 클래스 바람 바퀴가 수직면에 위치하는 바람 터빈을 포함하고; 회전 평면은 바람의 방향에 수직이므로, 바람 바퀴의 축은 흐름과 평행하다. 이러한 풍력 터빈을 날개 달린.
속도는 블레이드 끝의 주변 속도 (ωR)와 풍속 V의 비율입니다.
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GOST 2656-44에 따르면 바람개비 유형과 속도에 따라 바람개비 바람 엔진은 세 그룹으로 나뉩니다 (그림 4).
Ø 고속의 다중 블레이드, 저속 풍력 엔진 Zn£ 2;
Ø 풍차를 포함한 저속, 저속 풍력 엔진, 고속 Zn> 2;
Ø 저속, 저속 풍력 모터, Zn³3.
그림 4-날개 달린 바람 엔진의 바람 바퀴 구성표 : 1-다중 블레이드; 2-4 – 작은 엽
에 2 학년 풍력 터빈 시스템 포함 바람 바퀴의 수직 회전축으로 . 건설 계획에 따르면, 그들은 그룹으로 나뉩니다.
-로터리작동하지 않는 블레이드는 스크린으로 덮여 있거나 바람에 대항하여 가장자리에 위치합니다 (그림 5, 위치 1).
-로터리savonius 풍력 터빈.
받는 사람 3 학년 물레 방아 바퀴의 원리로 작동하는 풍차를 포함 드럼 (그림 5, 항목 7 ) . 이들 풍력 터빈의 경우, 회전축은 수평으로 바람의 방향에 수직이다.
그림 5-풍력 터빈의 종류 : 1-회전; 2-3 멀티 로브; 4–5-낮은 엽; 6-직교; 7-드럼
로터리 및 드럼 풍력 터빈의 주요 단점 바람 흐름에서 바람 바퀴의 작업 표면 위치의 원리를 따르십시오.
1. 휠의 로터 블레이드가 공기 흐름 방향으로 움직이기 때문에 풍하중이 모든 블레이드에 동시에 작용하는 것이 아니라 차례로 작동합니다. 결과적으로, 각 블레이드는 간헐적 인 부하를 겪습니다. 풍력 이용률은 매우 낮으며 10 %를 초과하지 않습니다.
2. 바람 방향으로 바람 바퀴의 표면의 움직임은 표면이 바람보다 빠르게 이동할 수 없기 때문에 큰 회전을 발생시키지 못한다.
3. 공기 흐름 (스위핑 표면)의 사용 된 부분의 크기는 휠 자체의 크기와 비교하여 작으며, 이는 풍력 터빈의 설치된 전력의 단위로 언급되는 무게를 크게 증가시킵니다.
회전식 풍력 터빈 그들은 위치를 바꾸지 않고 바람의 어느 방향으로나 일할 수 있다는 이점이 있습니다.
Savonius 로터 풍력 터빈은 18 %의 가장 높은 풍력 에너지 사용률을 갖습니다.
바람개비 터빈은 회전식 및 드럼 바람 터빈의 상기 단점이 없다. 날개 달린 풍력 터빈의 우수한 공기 역학적 특성, 고출력으로 생산 할 수있는 건설 능력, 단위 전력 당 상대적으로 가벼운 무게는이 클래스의 풍력 터빈의 주요 장점입니다.
날개 달린 풍력 터빈의 상업적 사용은 1980 년에 시작되었습니다. 지난 14 년 동안 풍력 터빈의 전력은 100 배 증가했습니다. 1980 년대 초 로터 직경이 약 20m 인 20 ~ 60kW에서 2003 년까지 로터 직경이 100m 이상인 5000kW로 증가했습니다 (그림 7.6).
날개 달린 풍력 터빈의 유형은 블레이드 수만 다릅니다.
날개 형 풍력 터빈 용공기 흐름이 날개 블레이드의 회전 평면에 수직 일 때 최대 효율을 달성하기 위해서는 회전축을 자동으로 회전시키는 장치가 필요하다. 이를 위해 안정기 날개가 사용됩니다.
바람개비 터빈의 풍력 에너지 활용 계수 (그림 4)는 로터리 터빈보다 훨씬 높습니다. 동시에 캐 러셀의 토크는 훨씬 큽니다. 상대 풍속이 0 인 로터리 블레이드 골재의 경우 최대 값입니다.
날개 달린 풍력 터빈의 분포는 회전 속도의 값으로 설명됩니다. 그들은 승수없이 발전기에 직접 연결할 수 있습니다. 날개 형 풍력 터빈의 회전 속도는 날개 수에 반비례하므로 3 개 이상의 블레이드가있는 장치는 실제로 사용되지 않습니다.
공기 역학의 차이는 회전식 설치에 전통적인 풍차보다 유리합니다 (그림 7). 풍속이 증가함에 따라 트랙션이 빠르게 증가하고 회전 속도가 안정화됩니다. 회전식 풍차는 속도가 느리기 때문에 우연히 바람이 불 경우 사고 위험없이 비동기식 발전기와 같은 간단한 전기 회로를 사용할 수 있습니다. 느리게 움직이면 다중 극 저속 발전기를 사용하는 한 가지 제한 요구 사항이 제시됩니다. 이러한 발전기는 널리 보급되어 있지 않으며 멀티 플라이어 (Multiplier [lat. Multiplicator multiplying]-기어 증가)를 사용하는 것은 후자의 효율이 낮기 때문에 효과적이지 않습니다.
캐 러셀 디자인의 더욱 중요한 장점은 추가 요령없이 "바람이 부는 곳에서"모니터 \u200b\u200b할 수 있다는 점입니다. 이는 표면 요잉 흐름에 매우 중요합니다. 이 유형의 풍력 터빈은 미국, 일본, 영국, 독일, 캐나다에 건설되고 있습니다.
로터리 베인 풍력 터빈은 작동하기 가장 쉽습니다. 풍력 터빈을 시작할 때 최대 토크를 제공하고 작동 중 최대 회전 속도를 자동으로 조절합니다. 부하가 증가하면 회전 속도가 감소하고 토크가 완전히 멈출 때까지 증가합니다.
흐름이 블레이드와 상호 작용할 때 다음이 발생합니다.
1) 다가오는 흐름의 상대 속도 벡터에 평행 한 저항력;
2) 저항력에 수직 인 리프팅 력;
3) 유선형 유동 로브의 난류;
4) 흐름의 난류, 즉 크기와 방향에서의 속도의 혼란스러운 교란;
5) 흐름의 장애물.
유입 흐름의 장애물은 기하 충진 (geometric fill)이라는 매개 변수를 특징으로하며 블레이드가 스윕 한 영역에 대한 흐름에 수직 인 평면에서 블레이드의 투영 영역 비율과 같습니다.
풍력 발전소의 주요 분류 기능은 다음 기준에 따라 결정될 수 있습니다.
1. 바람 바퀴의 회전 축이 공기 흐름과 평행 한 경우, 바람 숲의 회전 축이 공기 흐름에 수직 인 경우 설치는 수평 축입니다 (수직 축).
2. 항력을 회전력으로 사용하는 설비 (드래그 기계)는 일반적으로 풍속보다 낮은 선형 속도로 회전하며 리프트 력 (엘리베이터 기계)을 사용한 설비는 블레이드 끝의 선형 속도가 상당히 높습니다 풍속.
3. 대부분의 설치에서, 바람 바퀴의 기하학적 충진은 블레이드 수에 의해 결정됩니다. 바람 바퀴를 크게 기하학적으로 채우는 바람 터빈은 바람이 비교적 약한 상태에서 상당한 힘을 발생 시키며, 작은 바퀴 속도로 최대 힘을 \u200b\u200b얻습니다. 소형 풍력 터빈은 고속으로 최대 전력에 도달하여이 모드로 더 오래갑니다. 따라서 첫 번째 설비는 예를 들어 워터 펌프로 사용되며 바람이 약한 경우에도 작동 상태를 유지하고 두 번째 설비는 고속이 필요한 발전기로 사용됩니다.
4. 기계 작업의 직접적인 수행을위한 설비는 종종 풍차 또는 터빈, 전기 생산을위한 설비, 즉 터빈과 발전기의 조합을 풍력 발전기, 공기 발전기 및 에너지 변환 설비라고합니다.
5. 강력한 에너지 시스템에 직접 연결된 공기 발생기의 경우 비동기 효과로 인해 회전 속도가 일정하지만 이러한 설치는 가변 회전 속도의 설치보다 풍력 에너지를 덜 효율적으로 사용합니다.
6. 윈드 휠은 발전기 (하드 커플 링)에 직접 연결되거나 버퍼 역할을하는 중간 에너지 변환기를 통해 연결될 수 있습니다. 버퍼가 있으면 바람 바퀴의 회전 속도 변동의 결과를 줄이고 바람 에너지와 발전기의 전력을보다 효율적으로 사용할 수 있습니다. 또한, 소프트 커플 링이라고하는 휠을 발전기에 연결하기위한 부분적으로 분리 된 방식이 있습니다. 따라서, 바람 바퀴의 관성과 함께 비 강성 연결은 발전기의 출력 파라미터에 대한 풍속 변동의 영향을 감소시킨다. 이 효과를 줄이려면 예를 들어 스프링 장착 조인트를 사용하여 블레이드를 윈드 휠 축과 탄 성적으로 연결할 수 있습니다.
가로 축과 바람 바퀴. 수평 축 프로펠러 형 윈드 휠을 고려하십시오. 이 유형의 휠의 주요 회전력은 리프트입니다. 바람과 관련하여, 작업 위치의 바람 바퀴는지지 타워의 앞 또는 뒤에 위치 할 수 있습니다.
풍력 터빈은 일반적으로 2 회 및 3 회 붙여진 풍력 터빈을 사용하며, 후자는 매우 부드러운 승차감을 특징으로합니다. 풍력 발전기와 풍력 발전기를 연결하는 발전기 및 기어 박스는 일반적으로 회전 헤드의 지지대 상단에 있습니다.
경풍에서 높은 토크를 발생시키는 멀티-베인 휠은 고속 윈드 휠을 필요로하지 않는 물 및 기타 목적을 펌핑하는 데 사용됩니다.
수직축 풍력 발전기 (그림 7). 바람의 방향에 관계없이 수직 회전축을 가진 바람 구동 발전기는 작업 위치에 있습니다. 또한,이 방식은 샤프트의 길이를 늘리기 때문에 타워 하단에 발전기가있는 기어 박스를 설치할 수 있습니다.
이러한 설치의 주요 단점은 다음과 같습니다. 자주 발생하는 더 많은 자체 진동 과정과 토크 맥동으로 인해 피로 파괴에 훨씬 더 민감하므로 발전기의 출력 매개 변수가 바람직하지 않습니다. 이로 인해 대다수의 풍력 발전기는 수평 축 구성표에 따라 만들어 지지만 다양한 유형의 수직 축 설치에 대한 연구는 계속되고 있습니다.
수직 축 설치의 가장 일반적인 유형은 다음과 같습니다.
1. 컵 로터 (풍력계). 이 유형의 윈드 휠은 저항력에 의해 회전합니다. 보울 형 블레이드의 모양은 풍속과 휠 속도의 거의 선형 의존성을 제공합니다.
2.Savonius 로터. 이 휠은 또한 끌기 힘으로 회전합니다. 블레이드는 직사각형의 얇은 곡선 시트로 만들어져 있습니다. 즉, 간단하고 저렴합니다. 회 전자 블레이드가 그에 대해 오목하고 만곡 된 다른 저항으로 인해 회전 모멘트가 생성됩니다. 큰 형상 충전으로 인해이 윈드 휠은 큰 토크를 가지며 물을 펌핑하는 데 사용됩니다.
3. 로터 다리아. 토크는 공기 역학적 프로파일을 갖는 2 개 또는 3 개의 얇은 곡면 베어링 표면에서 발생하는 리프팅 힘에 의해 생성됩니다. 블레이드가 들어오는 공기 흐름을 고속으로 가로 지르는 순간 리프팅 힘이 최대가됩니다. Darier 로터는 풍력 발전기에 사용됩니다. 일반적으로 로터는 독립적으로 회전 할 수 없으므로 엔진 모드에서 작동하는 발전기가 일반적으로 사용됩니다.
4. RotorMasgrove. 작동 상태에서이 윈드 휠의 블레이드는 수직으로 위치하지만 전원을 끌 때 수평 축을 중심으로 회전하거나 접을 수 있습니다. Masgrove 로터에는 다양한 옵션이 있지만 바람이 강하면 모두 꺼집니다.
5.Evans 로터. 비상시 및 회전 중이 로터의 블레이드는 수직 축을 중심으로 회전합니다.
그림 7-수직 축이있는 풍력 구동 발전기
허브 풍력 발전소의 전력은 공기 흐름의 에너지 효율에 달려 있습니다. 그것을 늘리는 방법 중 하나는 특수 공기 집중 장치 (앰프)를 사용하는 것입니다. 수평 축 풍력 발전기를 위해 다양한 버전의 집중 장치가 개발되었습니다. 디퓨저 또는 confusers (편 향기) 일 수 있으며, 로터의 스윕 영역보다 큰 영역 및 일부 다른 장치에서 풍향으로 바람을 전달합니다. 집중 기는 아직 산업 플랜트에서 널리 보급되지 않았습니다.
윈드 휠 장치의 구조와 풍류에서의 위치에 따른 기존 풍력 터빈 시스템은 세 가지 클래스로 나뉩니다. 그림. 5.4는 주요 유형의 로터 및 풍력 터빈의 기본 설계를 제시한다.
퍼스트 클래스 바람 바퀴가 수직면에 위치하는 바람 터빈을 포함하고; 회전 평면은 바람의 방향에 수직이므로, 바람 바퀴의 축은 흐름과 평행하다. 이러한 풍력 터빈을 베인이라고합니다.
블레이드 끝의 주변 속도와 풍속에 대한 비율 : 속도라고 함
GOST 2656-44에 따르면 바람개비 유형과 속도에 따라 바람개비 엔진은 세 그룹으로 나뉩니다.
· 고속 Zn ≤ 2 인 다중 블레이드, 저속 풍력 엔진.
· Zn\u003e 2의 속도를 가진 풍차를 포함한 저 바람개비, 저속 바람 엔진.
· 저 바람개비, 고속 풍력 모터, Zn ≥ 3
에 2 학년 풍력 발전기의 수직 회전축을 갖는 풍력 터빈 시스템을 포함한다. 건설 계획에 따르면, 그들은 그룹으로 나뉩니다.
· 회전하지 않는 블레이드는 스크린으로 덮여 있거나 바람에 가장자리가있는 캐 러셀;
· Savonius 시스템의 회전식 풍력 터빈.
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증기가 가스 스트림에서 생성 될 때, 물은 열역학적 평형 온도로 냉각되는데, 이는 매체의 동일한 압력에서 포화 온도보다 훨씬 낮습니다. 이것은 물의 온도 강하를 크게 증가시킬 수 있습니다 ...
연료 "기아", 지구 환경 오염 및 에너지 수요 증가가 생산 증가를 훨씬 능가한다는 사실은 많은 국가들이 새로운 위치에주의를 기울 이도록 강요합니다 ...
히트 펌프 설치는 작동 원리와 가열 냉각수 유형에 따라 분류됩니다. 작동 원리에 따라 압축 (공기 및 증기 압축기), 흡착 (흡수) 및 제트 (방출기) TNU가 구분됩니다. 공기와 비교 한 증기 압축기 TNU ...
풍력 에너지를 회전 에너지로 변환하는 장치. 풍력 터빈의 주요 작업 몸체는 회전 장치-바람에 의해 구동되고 샤프트에 단단히 연결되는 휠이며, 회전은 유용한 작업을 수행하는 장비를 구동합니다. 샤프트는 수평 또는 수직으로 장착됩니다. 풍력 터빈은 일반적으로 정기적으로 소비되는 에너지를 생성하는 데 사용됩니다. 탱크에서 물을 펌핑 할 때, 곡물을 분쇄 할 때, 임시, 비상 및 지역 전력 네트워크에서. 역사적 배경. 지표 풍이 항상 불어 오는 것은 아니지만 방향이 바뀌고 강도가 불안정하지만 풍력 터빈은 천연 자원에서 에너지를 생성하는 가장 오래된 기계 중 하나입니다. 풍력 터빈에 대한 고대의 서면 보고서의 모호한 신뢰성으로 인해 그러한 기계가 언제 어디서 나타 났는지 명확하지 않습니다. 그러나 일부 기록에 따르면 이미 7 세기 이전에 존재했습니다. 광고 페르시아에서는 10 세기에 사용되었으며, 서유럽에서는이 유형의 첫 번째 장치가 12 세기 말에 등장한 것으로 알려져 있습니다. 16 세기 천막 형 네덜란드 풍차가 마침내 형성되었습니다. 연구 결과, 공장 날개의 모양과 코팅이 크게 개선 된 20 세기 초반까지 디자인의 중요한 변화는 관찰되지 않았습니다. 20 세기 후반에 저속 차량이 부피가 커지기 때문에. 고속 풍력 터빈을 건설하기 시작했습니다. 풍력 휠은 풍력 에너지의 높은 이용 계수로 분당 많은 회전 수를 만들 수 있습니다. 현대식 풍력 터빈. 현재 드럼, 베인 (나 사형) 및 회전식 (리 펠러의 S 자형 프로파일)의 세 가지 주요 유형의 풍력 모터가 사용됩니다. 드럼과 날개. 드럼 형 윈드 휠은 다른 현대식 펠러와 비교하여 풍력 에너지의 사용 계수가 가장 낮지 만 가장 널리 사용됩니다. 어떤 이유로 전원이 공급되지 않으면 많은 농장에서 물이 펌핑됩니다. 판금 블레이드가있는 휠의 전형적인 모양이 그림 1에 나와 있습니다. 드럼 및 윙 타입 윈드 휠은 수평 샤프트에서 회전하므로 최상의 성능을 얻으려면 바람에 회전해야합니다. 이를 위해 방향타가 제공됩니다-수직면에 위치한 블레이드는 바람 바퀴가 바람에 회전하도록합니다. 세계에서 가장 큰 날개 형 풍력 터빈의 휠 직경은 53m이고 블레이드의 최대 너비는 4.9m입니다. 바람 바퀴는 1000 kW의 용량으로 발전기에 직접 연결되며 적어도 48km / h의 풍속으로 발전합니다. 블레이드는 24 ~ 112km / h의 풍속 범위에서 바람 바퀴의 회전 속도가 일정하고 30rpm과 동일하게 유지되도록 조절됩니다. 이러한 풍력 터빈이 위치한 지역에서는 바람이 자주 발생하기 때문에 풍력 발전소는 일반적으로 최대 전력의 50 %를 생성하고 공공 전력망에 전력을 공급합니다. 날개 달린 바람 모터는 원격 통신 시스템의 배터리 충전을 포함하여 농장에 전기를 공급하기 위해 외딴 시골 지역에서 널리 사용됩니다. 또한 항공기 발전소와 유도 미사일에도 사용됩니다. S 자형 로터. 수직 샤프트에 장착 된 S 자형 로터 (그림 2)는 그러한 리 펠러가 장착 된 풍력 터빈을 바람에 가져갈 필요가 없다는 점에서 좋습니다. 샤프트의 토크는 반 회 전당 최대 값의 최소값에서 1/3까지 변하지 만 바람의 방향에 의존하지 않습니다. 바람의 영향으로 부드러운 원형 실린더가 회전하면 바람 방향에 수직 인 힘이 실린더 몸체에 작용합니다. 이 현상은 그것을 연구 한 독일 물리학자를 기리기 위해 매그너스 효과라고합니다 (1852). 1920-1930 년에 A. Flettner는 회전 실린더 (Flettner 로터)와 S 자형 로터를 사용하여 바람개비 휠을 교체했으며 유럽에서 미국으로 또는 그 반대로 전환 한 선박의 이동자를 사용했습니다. 풍력 에너지 활용. 바람에서받는 힘은 일반적으로 작습니다-4 kW 미만은 32km / h의 풍속으로 구식 네덜란드 풍차를 개발합니다. 사용될 수있는 풍력은 주어진 크기의 면적에 수직 인 단위 시간당 운반되는 공기 질량의 운동 에너지로부터 생성된다. 풍력 터빈에서이 영역은 리 펠러의 바람 표면에 의해 결정됩니다. 해발 높이, 대기압 및 온도를 고려할 때 단위 면적당 가용 전력 N (kW)은 방정식 N \u003d 0.0000446 V3 (m / s)에 의해 결정됩니다. 풍력 에너지의 이용 계수는 일반적으로 풍력 터빈의 샤프트에서 발생 된 전력 대 풍력 휠의 풍향 표면에 작용하는 풍력 흐름의 가용 전력의 비로 정의된다. 이 계수는 윈드 휠 (w)의 블레이드의 외부 에지의 속도와 풍속 (u) 사이의 특정 비율에서 최대가된다; 이 w / u 비율의 값은 풍력 터빈의 유형에 따라 다릅니다. 풍력 에너지의 사용 계수는 바람 바퀴의 유형에 따라 다르며 5-10 % (평평한 날개를 가진 더치 밀, w / u \u003d 2.5)에서 35-40 % (프로파일 날개 달린 펠러, 5? W / u? 10)의 범위입니다.