Industrijske vodene turbine i vjetrenjače. Što je nova vjetroturbina i koje je vrste? Vjetrogenerator različite snage

Pitanje energije vjetra u našem inovativnom vremenu zanima mnoge. Oni koji su ikada posjetili europske zemlje u svom automobilu vjerojatno su vidjeli ogromne vjetroelektrane.
Putem se susreću stotine generatora.

Promatrajući takvu sliku, mnogi počinju vjerovati da je dobivanje električne energije uz pomoć vjetra vrlo obećavajuće i isplativo zanimanje. Mudri Europljani ne mogu pogriješiti.

Pritom se iz nekog razloga zanemaruje činjenica da na drugim mjestima te iste Europe takvih vjetroelektrana praktički nema. Zašto se to dogodilo?
To je to o tome, kada, gdje i kako je isplativo koristiti vjetrenjače, a kada ne, o čemu će se raspravljati u članku.

autonomija

Sigurno ste nakon sljedećeg porasta cijene električne energije razmišljali o instaliranju generatora vjetra na svoje mjesto. Time osiguravaju, ako ne sve, onda većinu svojih potreba za električnom energijom.

Neki čak razmišljaju o tome da se na ovaj način osamostale od mreže. Koliko je to realno i moguće? Nažalost, za 90% vlasnika privatnih kuća ti će snovi ostati snovi.

A da ne bacate novac uzalud, izračunom svih brojki reći ćemo vam zašto je to tako.

Brzina vjetra

Nažalost, u našoj zemlji nema puno krajeva u kojima je brzina vjetra barem na razini od 5-7 metara u sekundi. Podaci se uzimaju na godišnjem prosjeku. U velikoj većini geografskih širina pogodnih za stanovanje, upravo je ta brzina jednaka maksimalno 2-4 m / s.

Ovo sugerira da vaša vjetroturbina većinu vremena jednostavno neće raditi. Za stabilnu proizvodnju električne energije potreban je vjetar od oko 10 m/s.

Ako je vjetar u vašem području 7m/s, tada će generator raditi na najviše 50% svoje nazivne vrijednosti. A ako samo 2 m / s, onda za 5%.

U stvari, u sat vremena, generator od 2kW neće vam dati više od 100W.

Susrest ćete se i s još jednim problemom vjetra o kojem proizvođači šute. Pri tlu je njegova brzina mnogo manja nego na vrhu, gdje su postavljena industrijska postrojenja visoka 25-30 m.

Jedinicu ćete montirati na najviše deset metara. Stoga se nemojte čak ni voditi tablicama vjetrova s ​​različitih stranica. Ove informacije se ne odnose na vas.

Proizvođači skromno prešućuju da se za njihove karte resursa vjetra mjerenja vrše na visini od 50 do 70 metara! Osim toga, tamo se ne uzimaju u obzir podaci o turbulencijama i vrtlozima.

Ako ga pokušate podići više od 10m, sigurno ćete razmišljati o zaštiti od groma. Lopatice naelektrizirane trenjem zraka, vrlo ukusan mamac za pražnjenja!

Osim toga, svi su iz nekog razloga zabrinuti samo zbog parametra kao što je brzina vjetra, a pritom zaboravljaju na njegovu gustoću ili pritisak. A razlika u energiji je vrlo značajna. Ovisnost proizvodnje električne energije o pritisku vjetra je nerazmjerna.

Dakle, ako se tlak vjetra udvostruči, proizvedena snaga se povećava osam puta!

Osim toga, u navedenom postoji izvjesna lukavost Tehničke specifikacije generatori.

Naravno, možete im vjerovati, ali samo za idealne uvjete. Jer:

• a u laminarnom strujanju s konstantnim smjerom i povećanom gustoćom

Imate na prigradsko područje brzina vjetra može biti takva da neće uspjeti okretati osovinu, a kamoli stvarati energiju.

A ovo je proljeće ili jesen. U tom razdoblju dolazi do najaktivnijih kretanja zračnih masa.

Ne zaboravite da vjetrenjača ne radi u praznom hodu okretne ploče, već mora vrtjeti rotor generatora okružen neodimijskim magnetima.

I to samo dok je električni potencijal vjetrenjače manji od napona baterije. Kada je napon dovoljan za početak punjenja, baterija se pretvara u opterećenje.

Ako se koriste strukture niske brzine s okomitom osi rotacije, tada već postoji mjenjač za povećanje. Jeste li probali vrtjeti booster? Takav dizajn postaje kompliciraniji, povećava se težina, vjetar, trošak.

Čak i na svjetionicima Sjeverne flote, s obzirom na stalne vjetrove i polarnu noć tamo, stručnjaci radije koriste solarni paneli. Na pitanje zašto je to tako, odgovaraju jednostavno – manje je problema!

Baterije vjetroturbina

Velike industrijske vjetroturbine mogu prenijeti energiju izravno u mrežu, zaobilazeći sve baterije.

Ali bez njih se ne može. Bez baterije neće raditi ni TV ni hladnjak. Čak će i rasvjeta zasjati na mahove, ovisno o naletima vjetra.

U isto vrijeme, za 12-15 godina rada generatora, morat ćete promijeniti 3-4 kompleta baterija, čime ćete udvostručiti svoje početne troškove. Štoviše, uzimamo gotovo idealnu opciju, kada će baterije biti ispražnjene ne više od polovice svog kapaciteta.

Naravno, možete kupiti jeftine modele baterija, ali troškovi se od toga neće smanjiti. Samo odlazak u trgovinu po nove baterije neće biti 4 puta, već 8.

Gdje je najbolje mjesto za instalaciju

Još jedna stvar o kojoj treba ozbiljno razmisliti je dostupnost slobodnog prostora. Štoviše, što se tiče površine, može ići 100 ili više metara u svakom smjeru od jarbola.

Vjetar bi se trebao slobodno kretati duž lopatica i dopirati do njih bez smetnji sa svih strana. Ispada da morate živjeti ili u stepi ili blizu mora (po mogućnosti izravno na njegovoj obali).

Idealno bi mjesto bilo na vrhu brda. Gdje je s pozicije aerodinamike strujanje zraka zbijeno uz odgovarajuće povećanje brzine i tlaka vjetra.

Zaboravite na susjede. Njihovi vrtovi i dvo-trokatnice sjajno će vam "piti krv", svaki put blokirajući vjetar u leđa. Kao i susjedne šumske plantaže.

Iste industrijske vjetrenjače nisu postavljene neposredno jedna iza druge, već su postavljene dijagonalno. Svaki sljedeći ne bi trebao zatvarati prethodni.

Cijena za 1 kW snage

Četvrti razlog je visoka cijena. Ne dajte se zavarati cijenama prodavača u cjenicima. Nikada se ne pokazuju prava vrijednost svu potrebnu opremu.
Stoga uvijek pomnožite cijene s 2, čak i kada birate takozvane gotove komplete.

Ali to nije sve. Ne zaboravite na operativne troškove, koji dosežu i do 70% troškova vjetrenjača. Pokušajte popraviti generator na visini ili svaki put rastaviti i rastaviti i sastaviti jarbol.

Ne zaboravite povremeno zamijeniti bateriju. Stoga nemojte očekivati ​​da vas vjetrenjača može koštati 1 dolar za 1 kW električne energije.

Kad izračunate sve stvarne troškove, ispada da vas svaki kilovat snage takvog vjetrogeneratora košta najmanje 5 kuna.

Razdoblje povrata i izračun ušteda

Peti razlog neraskidivo je povezan s prva četiri. Ovo je razdoblje povrata.

Za vašu individualnu vjetroturbinu ovo razdoblje NIKADA nije.

Trošak vjetrenjača, jarbola i dodatne opreme za visokokvalitetne modele od 2 kilovata doseći će prosječno 200 tisuća rubalja. Učinak takvih instalacija je od 100 do 200 kW mjesečno, ne više. I to pod dobrim vremenskim uvjetima.

Čak i oborine smanjuju snagu vjetrenjača. Kiša za 20%, snijeg za 30%.

Dakle, ispada da je sva vaša ušteđevina - ovo je 500 rubalja. Za 12 mjeseci kontinuiranog rada stići će nešto više - 6 tisuća kuna.

Ali ako se sjećate početnih 200 tisuća, onda ćete ih vratiti za trideset i dvije godine!

I sve to bez uzimanja u obzir operativnih troškova. A ako procijenite da je prosječni radni vijek dobre vjetrenjače oko 20 godina, ispada da će se ona konačno i nepovratno pokvariti i prije nego što se isplati.

U isto vrijeme, jedinica od 2 kilovata neće pokriti 100% vaših potreba. Najviše trećina! Ako želite potpuno spojiti sve iz njega, onda uzmite model od 10 kilovata, ne manje. Razdoblje povrata se neće promijeniti.

Ali već će biti potpuno drugačije dimenzije i težina.

I tako ga popraviti na cijevi kroz potkrovlje vašeg krova definitivno neće uspjeti.

No, neki su i dalje uvjereni da će zbog beskrajnog poskupljenja struje vjetroagregat u jednom trenutku ipak postati isplativ.

Kada kupiti vjetrenjaču

Naravno, struja je svake godine sve skuplja. Primjerice, prije 10 godina cijena mu je bila 70% niža. Izvršimo približne izračune i saznajmo izglede da se vjetrenjača isplati, uzimajući u obzir nagli porast cijene električne energije.

Razmotrit ćemo generator snage 2 kW.

Kao što smo ranije saznali, cijena takvog modela je oko 200 tisuća. Ali uzimajući u obzir sve dodatne troškove, trebate ga pomnožiti s dva. Ispostavit će se najmanje 400 tisuća rubalja. troškova, s vijekom trajanja od dvadeset godina.

Odnosno, za godinu dana ispadne 20 tisuća. U isto vrijeme, zapravo, ove godine jedinica će vam dati najviše 900 kW. Zbog koeficijenta instalirane snage (kod malih vjetrenjača ne prelazi pet posto), navit ćete 75 kW mjesečno.

Čak i ako uzmemo 1000 kW godišnje radi lakšeg izračuna, trošak 1 kW / h dobivenog od vjetrenjače bit će 20 rubalja za vas. Ako pretpostavimo da će struja iz termoelektrana poskupjeti 4 puta, onda se to neće dogoditi sutra, a ni za 5 godina.

Koje vjetrenjače odabrati

Pa, za one koji žive daleko od trafostanica i VL-0.4kv, vrijedi kupiti najmoćnije modele vjetrenjača koje si možete priuštiti. Budući da od snage koja je navedena na slikama, nećete dobiti više od 15%.

Druga kategorija potrošača, sasvim zasluženo, ne bira u korist kineskih tvorničkih modela, već, naprotiv, preferira domaće vjetrenjače samoukih majstora. Ima i svojih prednosti.

Uglavnom su izumitelji takvih uređaja kompetentni i odgovorni ljudi. I u gotovo 100% slučajeva, bez ikakvih problema, mogu vratiti instalaciju ako je nešto pošlo po zlu, ili je treba popraviti. To sigurno neće biti problem.

U industrijskim kineskim vjetrenjačama, izgled svakako ljepši. A ako se ipak odlučite za kupnju, odmah nakon provjere električnom bušilicom obavite preventivno održavanje i zamijenite kinesko staro željezo ležajevima s visokokvalitetnom mašću.

Ako u vašoj blizini postoje velika ptičja gnijezda, ne škodi kupiti dodatni set oštrica.

Pilići ponekad potpadaju pod distribuciju vrtećeg se "mini mlina". Plastične oštrice se lome, a metalne savijaju.

I želio bih završiti s mudrošću onih korisnika koji nisu poslušali sve argumente i naišli su na sve gore opisane probleme. Zapamtite, najskuplji vjetrokaz za dom je vjetroturbina!

Energija vjetra aktivno se razvija u cijelom svijetu i odavno nikome nije tajna da je ovo jedno od najperspektivnijih područja. Alternativna energija na ovaj trenutak. Do sredine 2014. ukupni kapacitet svih instaliranih vjetroturbina u svijetu bio je 336 gigavata, a najveća i najsnažnija vertikalna trokraka vjetroturbina Vestas-164 instalirana je i puštena u rad početkom 2014. u Danskoj. Njegova snaga doseže 8 megavata, a raspon lopatica je 164 metra.

Unatoč dugotrajnoj tehnologiji proizvodnje turbina s lopaticama i općenito vjetrenjača, mnogi entuzijasti nastoje unaprijediti tehnologiju, povećati njezinu učinkovitost i smanjiti negativne čimbenike.

Kao što je poznato, faktor iskorištenja energije strujanja vjetra y in najbolji slučaj doseže 30%, prilično su bučni i remete prirodnu toplinsku ravnotežu obližnjih područja, podižući noću temperaturu površinskog sloja zraka. Također su vrlo opasni za ptice i zauzimaju velike površine.

Koje alternative postoje? Zapravo, kreativnost modernih izumitelja ne poznaje granice, a izumljeno je mnogo različitih alternativa.

Pogledajmo 5 najneobičnijih u industriji alternativni dizajni vjetrogeneratori.

Od 2010. godine američka tvrtka Altaeros Energies, sa sjedištem u Massachusetts Research Institute, razvija novu generaciju vjetroturbina. Nova vrsta vjetroturbina dizajnirana je za rad na visinama do 600 metara, gdje konvencionalne vjetroturbine jednostavno ne mogu doseći. Upravo na tako velikim visinama stalno pušu najjači vjetrovi, koji su 5-8 puta jači od vjetrova blizu površine zemlje.

Generator je struktura na napuhavanje, slična zračnom brodu punjenom helijem, u kojem je turbina s tri lopatice postavljena na vodoravnoj osi. Takav vjetrogenerator lansiran je 2014. godine na Aljasci na visinu od oko 300 metara radi ispitivanja u trajanju od 18 mjeseci.

Programeri tvrde da će ova tehnologija osigurati električnu energiju po cijeni od 18 centi po kilovat-satu, što je pola cijene energije vjetra na Aljasci. U budućnosti bi takvi generatori mogli zamijeniti dizelske elektrane, kao i pronaći primjenu u problematičnim područjima.

U budućnosti ovaj uređaj neće biti samo generator električne energije, već i dio meteorološke stanice i prikladno sredstvo za pružanje interneta u područjima daleko od odgovarajuće infrastrukture.

Nakon instalacije takav sustav ne zahtijeva prisutnost osoblja, ne zauzima veliko područje i gotovo je tih. Može se kontrolirati na daljinu, a zahtijeva Održavanje samo jednom u 1-1,5 godina.

Još zanimljivo rješenje za stvaranje neobičnog dizajna vjetroelektrane provodi se u Ujedinjenim Arapskim Emiratima. Nedaleko od Abu Dhabija gradi se grad Madsar, u kojem planiraju izgraditi prilično neobičan vjetroelektrana programeri nazivaju "Windstalk".

Osnivač njujorške dizajnerske tvrtke Atelier DNA, koja razvija dizajn ovog projekta, rekao je kako je glavna ideja bila pronaći kinetički model u prirodi koji bi mogao poslužiti za proizvodnju električne energije, a takav je model i pronađen. 1203 stabljike od karbonskih vlakana, svaka visoka oko 55 metara, sa betonski temelji 20 metara širine, postavit će se na udaljenosti od 10 metara između njih.

Stabljike će biti ojačane gumom, au podnožju će imati širinu oko 30 cm, a sužavati se do 5 centimetara. Svaka takva stabljika sadržavat će izmjenične slojeve elektroda i keramičkih diskova izrađenih od piezoelektričnog materijala koji generira električnu struju kada je podvrgnut pritisku.

Dok se stabljike njišu na vjetru, diskovi će se stisnuti stvarajući električnu struju. Nema buke vjetroturbina, nema žrtava ptica, ništa osim vjetra.

Ideja je nastala promatranjem trske koja se njiše u močvari.

Projekt Windstalk tvrtke Atelier DNA osvojio je drugo mjesto na natjecanju Land Art Generator sponzoriranog od strane Madsara za odabir najboljeg umjetničkog djela iz međunarodnih prijava koje može generirati energiju iz obnovljivih izvora.

Površina koju će zauzimati ova neobična vjetroelektrana iznosit će 2,6 hektara, a po snazi ​​će odgovarati konvencionalnoj vjetroturbini slične površine. Sustav je učinkovit zbog odsutnosti gubitaka zbog trenja svojstvenih tradicionalnim mehaničkim sustavima.

U podnožju svake stabljike nalazit će se generator koji pretvara okretni moment s ručke kroz sustav amortizera i cilindara, sličan sustavu Levant Power razvijenom u Cambridgeu, Massachusetts.

Budući da vjetar nije stalan, primijenit će se sustav za pohranu energije kako bi se pohranjena energija mogla koristiti i kada nema vjetra, objašnjavaju djelatnici projekta.

Na vrhu svake stabljike bit će postavljena LED lampa čija će svjetlina izravno ovisiti o jačini vjetra i količini proizvedene električne energije u trenutku.

Windstalk će raditi na kaotičnom lelujanju, što vam omogućuje postavljanje elemenata mnogo bliže jedan drugome nego što je to moguće s konvencionalnim vjetroturbinama s lopaticama.

Sličan Wavestalk projekt se razvija za pretvorbu energije oceanskih struja i valova, gdje bi sličan sustav bio naopako pod vodom.

Projekt, koji je razvila tuniška tvrtka Saphon Energy, je poput Windstalka vjetroturbina bez lopatica, ali ovaj put uređaj ima dizajn tipa jedra.

Ovaj tihi generator, u obliku satelitske antene, nazvan je Saphonian. Nema rotirajućih dijelova i potpuno je siguran za ptice. Zaslon generatora pod utjecajem vjetra pomiče se naprijed i natrag, stvarajući vibracije u hidrauličnom sustavu.

Cilj projekta je poboljšati učinkovitost vjetrogeneratora u odnosu na korištenje strujanja vjetra. Vjetar je doslovno upregnut u jedro koje se pod njegovim djelovanjem pomiče naprijed i natrag, a nema ni lopatica, ni rotora, ni zupčanika. Ova interakcija vam omogućuje pretvaranje više kinetičke energije u mehaničku pomoću klipova.

Energija se može skladištiti u hidrauličkim akumulatorima, ili pretvarati u električnu energiju pomoću generatora, ili se može koristiti za pokretanje nekog mehanizma. Ako konvencionalne vjetroturbine imaju učinkovitost od 30%, onda ovaj generator tipa jedra daje svih 80%. Njegova učinkovitost premašuje vjetrenjače s lopaticama za 2,3 puta.

Zbog nepostojanja skupih komponenti, kao što je to slučaj kod vjetroagregata (lopatice, glavčine, mjenjači), u slučaju Saphoniana troškovi opreme su smanjeni do 45%.

Aerodinamični oblik Safonije ima prednost u tome što turbulentna strujanja vjetra malo utječu na tijelo jedra, a aerodinamička sila se samo povećava. Upravo zbog turbulencije vjetroagregati se ne koriste u urbanim sredinama, a tamo se može koristiti i safonski. Osim toga, štetni akustični i vibracijski čimbenici su minimizirani. Saphon Energy dobio je nagradu od KPMG-a za svoje napore u inovacijama.

Još jedan vrlo revolucionaran pristup korištenju energije vjetra implementirao je još 2008. godine izumitelj – entuzijast iz Kalifornije. Velikih vjetroturbina za male gradove ima 30 katnica, a njihove lopatice dosežu veličinu krila Boeinga 747.

Ovi divovski generatori sigurno proizvode mnogo energije, ali proizvodnja, transport i instalacija takvih sustava je složena i skupa. Unatoč tome, industrija svake godine raste za više od 40 posto. To je ono što je Doug Selsum iz Kalifornije razmišljao prije nego što je krenuo prema svom ambicioznom cilju. Odlučio je da je sasvim moguće dobiti više energije koristeći manje materijala.

Ugradnjom desetak ili nekoliko desetaka malih rotora na jednu osovinu spojenu na jedan generator, Doug je konačno postigao svoj cilj. Spojio je jedan kraj duge osovine na generator, a drugi kraj lansirao u nebo u balonima s helijem. Sustav je radio prema očekivanjima.

Doug je čitao u udžbenicima da je turbina s jednim rotorom dovoljna da se postigne maksimum, ali Doug je sumnjao. On je mislio drugačije: što je više rotora, to je više energije vjetra dostupno za korištenje.

Ako je svaki rotor postavljen pod pravim kutom, tada će svaki rotor dobiti svoj vjetar, a to će povećati učinkovitost proizvodnje.

Naravno, to komplicira fiziku, jer smo sada morali paziti da svaki rotor uhvati svoj tok, a ne samo tok iz susjednog rotora. potrebno saznati optimalan kut za osovinu u odnosu na vjetar i idealan razmak između rotora. I, na kraju, dobitak je dobiven korištenjem manje materijala.

Godine 2003. izumitelj je dobio potporu od 75.000 dolara od Komisije za energiju Kalifornije za razvoj turbine sa sedam rotora od 3.000 W. Izazov je uspješno riješen i Doug Selsam je već prodao više od 20 svojih turbina s dva rotora od 2000 W nekolicini vlasnika kuća. Sagradio je te uređaje u svojoj garaži u predgrađu.

Dougova ideja bila je jedna od rijetkih ideja koje zapravo imaju sve šanse za veliki napredak u komercijalnom svijetu. Selsam kaže da su dva rotora samo početak. Vjerojatno će jednog dana vidjeti svoje turbine s više rotora milju preko neba.

Archimedes, sa sjedištem u nizozemskom Rotterdamu, osmislio je vlastiti koncept neobičnih vjetroturbina koje se mogu postaviti izravno na krovove stambenih zgrada.

Kao što su zamislili autori projekta, učinkovit dizajn s niskom razinom buke može u potpunosti pružiti mala kuća električne energije, a kompleks takvih generatora, koji rade zajedno s, može potpuno svesti na nulu ovisnost velike zgrade o vanjski izvori struja. Nove vjetroturbine nazvane su Liam F1.

Mala turbina, promjera 1,5 metara i težine oko 100 kilograma, može se postaviti na bilo koji zid ili krov stambene zgrade. Obično je visina terasastih krovova 10 metara, a vjetar u zemlji je gotovo uvijek jugozapadni. Ovi uvjeti su dovoljni za pravilno postavljanje turbine na krov i učinkovito korištenje energije vjetra.

Ovdje su riješena dva problema konvencionalnih turbina na vjetar: buka konvencionalnih turbina s lopaticama i visoki troškovi ugradnje glomazne opreme. Kod konvencionalnih vjetroturbina troškovi ugradnje često se ne isplate. Razina buke Liam turbine je oko 45dB, što je čak tiše od buke kiše (buka kiše u šumi je 50dB).

Oblikovana poput puževe kućice, turbina se okreće na vjetru poput vjetrokazice, hvatajući protok zraka, smanjujući njegovu brzinu i mijenjajući smjer. Direktor tvrtke Marinus Miremeta tvrdi da učinkovitost inovativne turbine doseže 80% maksimalne učinkovitosti koja je teoretski dostupna u energiji vjetra. I ovo je već sasvim dovoljno.

U Nizozemskoj prosječno kućanstvo potroši 3300 kWh električna energija u godini. Prema programerima, polovicu te energije može osigurati jedna Liam F1 turbina s brzinom vjetra od najmanje 4,5 m/s.

Moguće je postaviti tri takve turbine na vrhove trokuta na krovu kuće, tada će svaka od turbina biti opskrbljena vjetrom i neće ometati jedna drugu, već će, naprotiv, pomoći jedna drugoj .

Ako govorimo o instalaciji u gradu gdje se odvijaju turbulentni tokovi, tada proizvođač predlaže lagano podizanje vjetroturbina postavljenih na gradskim krovovima, montiranje na stupove tako da zidovi susjednih kuća ne ometaju strujanje vjetra.

Procijenjena cijena nove turbine, zajedno s instalacijom, iznosi 3999 eura. Budući da je uređaj veći od jednog metra, za njegovu upotrebu može biti potrebna posebna dozvola, stoga, u najekstremnijem slučaju, tvrtka proizvodi i mini-Liam turbine, čiji je promjer 0,75 metara.

Proizvođači planiraju koristiti svoje turbine ne samo za pogon stambenih i industrijskih zgrada, već i za pogon brodova.

Kao što vidite, proizvođači vjetroturbina imaju mnogo zanimljivih alternativa.

Vjetroturbine se desetljećima koriste kao izvor električne energije. Prvi put su ljudi počeli iskorištavati takve građevine kada su obuzdali snagu prirode i počeli graditi mlinove. Danas se za proizvodnju električne energije koriste vjetroturbine treće generacije. Štoviše, same strukture su stečene u novije vrijeme sve neobičniji oblici.

Moderna vjetroturbina sastoji se od sljedećih elemenata:

1. Anemometar. On je odgovoran za mjerenje brzine vjetra i prenosi relevantne informacije upravljaču vjetroturbine.
2. Oštrice. Vjetar, padajući na ove elemente, uzrokuje njihovo okretanje. Kao rezultat, pokreće se turbina koja proizvodi električnu energiju.
3. Kočnica. Dopunjava se mehaničkim, hidrauličkim i drugim pogonima. Sustav kočenja u vjetroturbini neophodan je za zaustavljanje rotora u slučaju kritičnih situacija.
4. Kontrolor. Odgovoran za upravljanje cjelokupnom instalacijom. Automatski pokreće vjetroturbine i zaustavlja njihov rad.
5. indukcijski generator. Uređaj proizvodi električnu energiju. Dopunjen je osovinom velike brzine.
6. Gondola. Nalazi se na vrhu vjetroturbine. Tijelo gondole skriva većinu strukturnih elemenata instalacije, uključujući kočnicu i upravljač.

Ovisno o vrsti konstrukcije, vjetroturbina se može nadopuniti drugim elementima. Konkretno, moderne instalacije opremljene su oblogom koja hvata vjetar i povećava snagu potonjeg.

Prednosti turbina

vjetroturbina modernog tipa ima sljedeće prednosti u odnosu na svoje prethodnike:

1. Sposoban za rad pri velikim brzinama vjetra. Turbine modernog tipa rade kada protok vjetra premaši kritične pokazatelje (25–60 m/s).
2. Ne stvara infrazvučne valove. Vjetroturbine prethodnih generacija imale su ovaj nedostatak.
3. Jednostavna instalacija. Osnova dizajna nastaje tijekom proizvodnje. Odvojeni elementi se montiraju na licu mjesta i gondola se montira na jarbol.
4. Primjena inovativnih materijala. Oni ne samo da povećavaju životni vijek instalacije, već također pružaju jednostavnost instalacije.

Vjetroturbine se uglavnom postavljaju uz obalu mora i oceana ili izravno na vodu. Ovakav pristup omogućuje postizanje gotovo cjelogodišnjeg rada turbine.

Suvremeni razvoj

Među nedostacima koje imaju instalacije oštrica su sljedeći:

• oni krše prirodnu toplinsku ravnotežu;
• relativno niska učinkovitost, ne prelazi 30%;
• zauzimaju veliko područje;
• predstavljaju opasnost za ptice.

Ovi nedostaci tjeraju programere širom svijeta da traže nove tehnološka rješenja za proizvodnju energije vjetra. Nedavna postignuća uključuju:

1. Uzlet turbine.

Strukturno nalikuje balonu napunjenom helijem. Unutra je na vodoravnoj osi postavljena turbina s tri lopatice. Takav sustav trenutno radi na Aljasci. Lebdeća turbina nalazi se na visini nedostupnoj modernim vjetroturbinama. Takav sustav može funkcionirati gotovo autonomno (sudjelovanje osoblja je svedeno na minimum).

2. Vertikalne turbine.

Njihove oštrice ponavljaju raspored ribljih peraja. Zbog ovog dizajna, turbine mogu proizvesti dovoljnu količinu električne energije dok su na maloj udaljenosti jedna od druge. Duljina vertikalnih jedinica je 9 m. Za učinkovit rad sustava potrebno je ugraditi najmanje dvije blisko razmaknute turbine. Prema preliminarnim studijama, novi tip postrojenja proizvodi 10 puta više električne energije u usporedbi s lopatičastim kolegama, zauzimajući jednaku površinu.

3. Karbonatne "stabljike".

Provedeno u UAE novi projekt za proizvodnju čiste električne energije. Riječ je o ugradnji 1203 karbonske "stabljike" na 20-metarsku bazu. Visina ove strukture je 55 m. Svaki zasebni element sustavi nalaze se na udaljenosti od 10 m jedan od drugog.

Debljina pojedine stabljike u bazi je 30 m. Unutar njih su slojevi koji se sastoje od elektroda koje se izmjenjuju i piezoelektričnog materijala. Pod pritiskom, potonji stvara električnu energiju. Energija nastaje u trenutku kada se stabljike njišu na vjetru. Ovaj sustav osigurava istu količinu proizvodnje električne energije kao i druge vjetroturbine koje zauzimaju isto područje.

Nešto slično stvorili su tuniski znanstvenici. Njihov se sustav razlikuje od karbonskih stabljika koje se koriste u UAE po tome što ima tihi generator na vrhu, nalik satelitskoj anteni.

U Nizozemskoj je predloženo postavljanje male strukture na svaku kuću, sposobne za proizvodnju električne energije pod utjecajem snage vjetra. Ovaj generator vjetra ima turbinu koja ponavlja oblik puževe školjke. Ona se, uhvativši tok vjetra, okreće i mijenja smjer kretanja. Učinkovitost takvog vjetrogeneratora doseže 80% teorijske učinkovitosti koju takve instalacije mogu potencijalno pokazati.

NA posljednjih godina bilo je razvoja namijenjenih ugradnji na jedrenjake. Općenito, broj sustava koji mogu zamijeniti vjetroturbine s lopaticama stalno raste. Možda će u budućnosti uspjeti riješiti sve probleme s kojima se suočava energija vjetra.

Nakon osamnaest mjeseci priprema, projekt vrijedan 1,3 milijuna dolara, nazvan Altaeros Buoyant Airborne Turbine (BAT), radit će na 1000 stopa (304,8 m) iznad zemlje.

Projekt, djelomično financiran od strane Emerging Energy Technology Fund Alaska Energy Authority, bit će prva dugoročna demonstracija ove vrste zračne turbine.Trenutno se nalazi južno od Fairbanksa u središnjoj Aljasci.

1000 stopa visoko, pilot projekt industrijsko mjerilo bit će više od 275 stopa viši od trenutnog rekordera za najviši smještaj turbine na vjetar, Vestas V164-8.0-MW. Vestas je nedavno instalirao svoj prvi prototip u danskom Nacionalnom ispitnom centru za velike vjetroturbine u Østerildu, koji ima visinu osovine vjetroturbine od 460 stopa (140 metara) i lopatice koje se protežu preko 720 stopa (220 metara).

Snaga Altaeros turbine je 30 kW, stvara dovoljno za napajanje 12 kuća. No prema tvrtki, ovo je tek početak. Također može nositi komunikacijsku opremu kao što su mobilni radio, meteorološki instrumenti ili drugu osjetljivu opremu. Tvrtka to uvjerava dodatna oprema ne utječe na performanse turbine.

Altaeros je dizajnirao svoju turbinu kako bi osigurao održivu, jeftinu energiju za 17 milijardi dolara vrijedno tržište udaljenih lokacija i lokalnih mikromreža izvan glavne struje. električna mreža, koji sada potpuno ovise o skupim dizel generatori. Ciljani kupci također uključuju otočne i udaljene zajednice, naftu i plin, rudarstvo i rudarske tvrtke, telekomunikacijske tvrtke, spasilačke organizacije i vojne baze.

Za podizanje na velike visine pri jakim i stabilnim vjetrovima nedostižnim turbinama na kopnu i moru, BAT koristi nezapaljivu školjku na napuhavanje ispunjenu helijem. Konopci visoke čvrstoće osiguravaju stabilnost turbine i provodnici su generirane energije. Tehnologija podizanja prilagođena je specifičnoj primjeni i slična je onoj koja se koristi u balonima na vrući zrak, industrijskim srodnicima zračnih brodova koji su desetljećima nosili tešku komunikacijsku opremu. Sposobni su izdržati uragane i opremljeni su tehnologijom koja osigurava glatko slijetanje u većini nepredviđenih i hitnih slučajeva.

U 2013. Altaeros je uspješno testirao prototip BAT-a pri vjetru od 72 km/h na visini od 150 metara na svom ispitnom mjestu u Maineu. No budući da je tehnologija slična balonima, turbina može izdržati jače vjetrove. Tehnološki, ogromnu turbinu moguće je pustiti u pogon unutar 24 sata, jer ne zahtijeva dizalice i izlijevanje temelja. Zemaljska elektrana kontrolira vitla koja drže turbinu i pretvara električnu energiju prije slanja u lokalnu mrežu.

Čini se da je novi krug razvoja vjetroenergije već vrlo blizu i uskoro ćemo moći promatrati „jata“ ogromnih divova koji nam pružaju udobnost doma, komunikacije, proizvodnju i sve ono što je nemoguće bez električne energije.

stranica na temelju materijala altaerosenergies.com

Rečeno je da vjetroturbina Sheerwind tvrtke INVELOX obećava šest puta veću snagu od tradicionalnih turbina. Ova tehnologija nije nova u dinamici fluida, ali jest novi put energije - a ako se pokaže uspješnim, dat će snažan poticaj razvoju cjelokupne vjetroelektrane.

Pogledajmo pobliže kako to radi.

Energetska tvrtka SheerWind iz Minnesote, SAD, objavila je rezultate testa nove generacije vjetroturbine Invelox. Tvrtka tvrdi da je tijekom testiranja turbina bila u stanju proizvesti šest puta više energije nego što to mogu proizvesti konvencionalne vjetrenjače postavljene na tornjeve u istom vremenskom razdoblju. Osim toga, trošak proizvodnje energije vjetra s Inveloxom je niži, tako da se može ravnopravno natjecati s prirodnim plinom i hidroenergijom.

Invelox ima novi pristup energiji vjetra jer se ne oslanja na velike brzine vjetra. Turbina Invelox sposobna je uhvatiti bilo koju brzinu vjetra, čak i lagani povjetarac iznad tla. Zarobljen vjetar putuje kroz kanal, ubrzavajući se putem. Rezultirajuća kinetička energija pokreće generator na tlu. Kombiniranjem protoka zraka s vrha tornja, može se generirati više snage s manjim lopaticama turbine, čak i pri najslabijem vjetru, kaže SheerWind.

Ovaj zabavni toranj djeluje poput dimnjaka, usmjeravajući vjetar iz bilo kojeg smjera prema zemlji turbinskog generatora. Propuštajući vjetar kroz uski kanal, on zapravo stvara efekt mlaza koji povećava brzinu protoka – istovremeno snižavajući njegov tlak. Ovaj proces ima ime - Venturijev učinak, a omogućuje vam da ubrzate rotaciju turbine, koja se nalazi u najužem dijelu prolaza.

Zahvaljujući tome, toranj može proizvoditi električnu energiju čak i pri ekstremno malim brzinama vjetra, što ga uvelike razlikuje od trenutnih tehnologija energije vjetra. Ova ideja je toliko jednostavna, elegantna i obećavajuća da bi mogla biti odgovor na mnoge probleme u ovom perspektivnom području alternativne energije. Uz manju početnu investiciju i povećanje snage i učinkovitosti, rješava i problem ptica i šišmiša koji često ugibaju u vjetroturbinama (a to je zaista ozbiljan problem kod ovih uređaja).

Što se tiče tvrdnji o šest puta većoj snazi, kao i kod mnogih novih tehnologija koje obećavaju napredak u performansama, ovo treba promatrati s oprezom. Tvrdnja tvrtke SheerWind temelji se na vlastitim usporednim testovima, čija točna metodologija nije sasvim jasna.

"Koristili smo isti Invelox turbinski generator i montirali ga na toranj kao što smo radili s tradicionalnim vjetrenjačama", rekao je glasnogovornik SheerWinda. “Mjerili smo brzinu vjetra i izlaznu snagu. Zatim smo ponovno postavili isti turbinski generatorski sustav, izmjerili brzinu slobodnog vjetra, brzinu vjetra unutar INVELOX-a i snagu. Zatim smo mjerili brzinsko-jačinske kvalitete 5 do 15 dana (ovisno o testu) i izračunali energiju u kWh. Energije je jednom bilo više za šesto posto. U prosjeku, rezultati su se kretali od 81 posto do 660 posto, s prosječno oko 314 posto više energije.”

Invelox može raditi pri brzini vjetra od 1,5 km. Cijena vjetroturbine Invelox je samo 750 dolara za instalaciju od 1 kilovata. Proizvođač također tvrdi da su operativni troškovi znatno niži u usporedbi s turbinama konvencionalne tehnologije. Zahvaljujući njihovoj male veličine, sustav je navodno sigurniji za ptice i ostale divlje životinje, kao i sigurna turbina Ewicon. Sustav također ima mogućnost spajanja više turbina na jedan generator, odnosno primanja energije iz istog generatora.