Milyen erős ipari szélturbinák működnek

A légkör természetes reakciója különböző rétegeinek egyenetlen melegedésére a szél. Az ebből eredő légköri nyomásesések hatására a szél a magas nyomású területekről az alacsony nyomású területekre fúj, és minél nagyobb a nyomáskülönbség, annál erősebb a szél – annál nagyobb a sebessége. Elméletileg a becslések szerint a napsugárzás akár 2%-a is mechanikai szélenergiává alakul a légkörben való természetes mozgás következtében.

Ismeretes, hogy egy bizonyos terület domborzata vagy felerősítheti a szelet, vagy korlátozhatja a légáramlást. Tehát a hegyláncok, hágók, folyók kanyonok közelében a szélturbinák telepítésének feltételei valóban ideálisak. És ha emlékszünk arra, hogy a szélből nyerhető teljesítmény arányos a turbinán áthaladó levegő tömegével és sebességének kockájával, akkor könnyen megérthetjük az ebbe az irányba gyorsan nyíló kilátásokat.

A szél kétségtelenül az egyik legígéretesebb megújuló természetes energiaforrás.Nem hiába, sok országban évről évre egyre több szélerőmű, különösen a tengerek, óceánok és a síkság part menti részein épül szélerőműpark.

A széllökés nem járul hozzá az elektromos hálózatok stabil ellátásához, ezért fontos feladattá válik az energia felhalmozása a további felhasználás céljából. De ezt a feladatot megoldják – ipari és magán akkumulátortároló rendszereket építenek, intézkedéseket tesznek a zavartalan áramellátás biztosítására.

És most már bátran kijelenthetjük, hogy egy nagy teljesítményű, 6-8 MW teljesítményű ipari szélgenerátor (például Enercon E-126) egy kisváros áramellátó rendszerébe integrálva képes lesz kielégíteni lakóinak igényeit. valamint a villamosított infrastruktúra igényeit.

Térjünk azonban a lényegre, és nézzük meg egy ipari szélgenerátor készülékét. Végül is minden szélgenerátor aprólékos mérnöki gondolkodás eredménye, pontos számítások és hosszú tervezés eredménye, hogy a szélenergiát hatékony és megbízható átalakító legyen elektromos energiává, ezért egy hatalmas szerkezet minden részlete nem véletlen. . Például hivatkozni fogunk az Enercon E-126 szélgenerátor kialakítására, és megnézzük a fő részeit.

Torony

A több tíz méter magas torony (7) egy ipari szélgenerátor támasztéka. Teljes egészében vasbetonból készül a zsaluzatba történő szekvenciális öntéssel, vagy rövid vasbeton gyűrűkből áll össze, amelyeket sorban egymásra szerelnek, és keretkábeleket húznak át rajtuk.A vasbeton elég erős ahhoz, hogy magasan tartson egy nehéz turbinát és gondolát, valamint bírja a szélturbina működéséből adódó terhelést, megakadályozva a szerkezet felborulását.

A torony alapja vasbeton alapra (8) támaszkodik, melynek súlya magának a toronynak a súlyával arányos. Például az Enercon E-126 szélturbina össztömege körülbelül 6000 tonna. A tartó nem hengeres, alakja közelebb áll a csonkakúphoz, mint a hengerhez. Az alapnál kibővített torony biztonságosan tartja a teljes szerkezetet a megfelelő helyzetben.

Lapátok és rotor

Az ipari szélturbina lapátjai (6) és forgórésze (5) speciális acél alapú kompozit szálból készülnek, a lapátokat hatókörüktől függően külön szegmensekből állítják össze, vagy monolitként készítik. Általában csavarokat és agyat használnak a lapátok forgórészhez való rögzítéséhez. Maguk a lapátok az agyhoz vannak rögzítve, az agy pedig közvetlenül a generátor forgórészéhez van rögzítve.

A turbina forgása a torony körül

A turbina torony körüli forgatásához a aszinkron motor (3) fogaskerékkel a gondola alján lévő gyűrűhöz csatlakozik. A szélgenerátor méretétől és teljesítményétől függően egy-három ilyen motor lehet.

Áramfejlesztő

Ha korábban a szabványos szinkrongenerátorokhoz hasonló felépítésű egységeket használtak szélturbinák generátoraként, akkor a 2000-es évek elején megjelent egy olyan innováció, mint a gyűrűs generátor (1). Itt az agyhoz csatlakoztatott turbina rotor egyben a generátor rotorja is.

A független gerjesztő tekercsek a gyűrűs forgórészen mágneses pólusokat képeznek, illetve az állórész tekercsének állórészén. Az állórész tekercselése részekre oszlik (az Enercon E -126 esetében négy részre), amelyek mindegyike külön egyenirányítóhoz csatlakozik. A generátorvezérlő a gondola gépterében (2) található.

Inverter

Az egyenirányítást követően 400 voltos egyenfeszültség kerül a torony tövében elhelyezett inverterre (4), ahol az energia váltóárammá alakul, majd átalakítás után a tápvezetékre kerül.

Egy modern ipari szélturbina kulcsfontosságú elemeit vizsgáltuk meg az Enercon E-126 modell példáján, amelyet először 2007-ben telepítettek Emden város közelében. A generátor teljesítménye jelenleg 7,58 MW, ami 4500 villa energiaellátására elegendő. elektromos áram egész évben.

Az Enercon eddig több mint 13 000 ilyen szélturbinát épített világszerte, amelyek összteljesítménye már 2010-ben meghaladta a 2 846 MW-ot.