Ladang angin (ladang angin) - peranti reka bentuk khas di mana tenaga angin diubah menjadi tenaga elektrik. Setiap hari mereka menjadi lebih popular. Menggunakan semula jadi, dan yang paling penting, sumber tenaga boleh diperbaharui, loji janakuasa angin yang mudah dan mudah, yang dikenali sebagai kincir angin, adalah alternatif yang sangat baik untuk loji janakuasa tradisional, terutama di rumah persendirian.
Menggunakan kuasa angin
Kincir angin, atau sebaliknya prinsip tindakan mereka, tidak dapat dilupakan pada tahun dua puluhan abad yang lalu. Walau bagaimanapun, kuasa angin tidak digunakan walaupun untuk mendapatkan tenaga elektrik. Dia berkuasa kilang batu, digunakan sebagai penggerak untuk kapal belayar, dan kemudian melancarkan pam untuk mengepam air ke dalam tangki, iaitu, menjadi tenaga mekanikal.
Tenaga Angin mula berkembang pesat pada tahun enam puluhan lewat abad ke-20 yang lalu. Pada masa itu, pembawa tenaga tradisional menjadi sangat kurang, di samping itu, mereka naik dengan harga yang mendadak, dan masalah alam sekitar yang berkaitan dengan penggunaannya menjadi semakin akut.
Beliau mempromosikan penggunaan sumber alternatif elektrik, termasuk kuasa angin, dan kemajuan teknologi. Bahan kekuatan tinggi dan agak ringan telah muncul, membolehkan pembinaan menara sehingga 120 m tinggi dan bilah besar.
Angin yang bertiup di banyak kawasan di planet ini dapat memutar turbin loji kuasa pada kelajuan yang memadai untuk memberikan tenaga kepada rumah persendirian, ladang kecil atau sekolah di kawasan luar bandar.
Tetapi dalam mana-mana barel madu terdapat sekurang-kurangnya satu lalat dalam salap. Angin tidak boleh ditundukkan, ia tidak selalu meniup, terutama pada arah yang sama dan pada kelajuan yang sama. Kemajuan teknologi tidak tetap. Jika ladang angin hari ini untuk sebuah rumah persendirian, menjana beratus-ratus kilowatt elektrik, tidak lagi jarang, maka esok, mungkin puluhan megawatt akan menjadi rutin harian. Walau bagaimanapun, sudah ada ladang angin dengan kapasiti 5 mW atau lebih.
Kelebihan dan kelemahan ladang angin
Di samping penggunaan tenaga angin bebas dan kebebasan dari sumber luar elektrik, stesen kuasa angin mempunyai beberapa kelebihan yang ketara. Tiada masalah alam sekitar penyimpanan dan pembuangan sisa, dan kaedah menghasilkan tenaga adalah salah satu yang paling mesra alam. Belum lagi bagaimana turbin angin menampakkan estetika terhadap langit, dapat dipertimbangkan kelebihannya bahwa pemasangannya dapat bergerak dan bergerak.
Di samping itu, hari ini sudah mungkin untuk memilih ladang angin model dan kapasiti yang sesuai atau menggunakan tumbuhan yang menggabungkan penggunaan beberapa sumber tenaga, tradisional dan alternatif. Ia boleh menjadi stesen janakuasa diesel atau solar.
Ladang angin juga mempunyai kelemahan. Pertama, mereka sangat bising sehingga pemasangan besar perlu dimatikan pada waktu malam. Kedua, mereka sering mengganggu trafik udara atau gelombang radio. Ketiga, mereka perlu diletakkan di kawasan yang benar-benar besar. Dan ada lagi kelemahan penting struktur lobed - mereka mesti dimatikan semasa penerbangan burung bermusim.
Jenis ladang angin
Mengikut fungsi loji janakuasa, ladang angin boleh dibahagikan kepada pegun dan bergerak, atau mudah alih.Pemasangan pegun berkuasa memerlukan pelbagai kerja persediaan, tetapi mereka dapat mengumpul kuasa yang cukup untuk digunakan dalam cuaca tenang dalam bateri yang boleh dicas semula.
Tumbuhan kuasa mudah alih adalah lebih mudah dalam reka bentuk, bersahaja, mudah dipasang dan mudah dioperasikan. Mereka biasanya digunakan untuk kuasa peralatan elektrik atau semasa perjalanan.
Reka bentuk membezakan antara ladang angin rana dan rotor.
Di tempat pemasangan ladang angin ada:
- tanah. Mereka dipasang di tanah tinggi dan paling umum hari ini;
- pantai. Mereka dibina di zon pantai lautan dan lautan, di mana disebabkan pemanasan tanah dan air yang tidak rata, angin sentiasa meniup;
- luar pesisir. Mereka dibina di laut pada jarak 10-15 km dari pantai, di mana angin laut sentiasa meniup;
- terapung. Mereka juga terletak kira-kira jarak yang sama dari pantai sebagai luar pesisir, tetapi pada platform terapung.
Dengan skop loji kuasa, turbin angin adalah industri dan domestik.
Ladang angin bersayap
Ladang angin puyuh, yang merupakan pemimpin dalam pasaran tenaga angin, telah menjadi biasa. Pada mimpi yang tinggi, mekanisme bilah dipasang dengan paksi mendatar putaran, terutamanya tiga bilah, dan kuasanya bergantung pada saiz bilah. Perhimpunan sedemikian mencapai kelajuan putaran maksimum apabila bilahnya berserenjang dengan aliran angin, oleh itu, reka bentuknya menyediakan alat rotasi paksi putaran automatik dalam bentuk sayap penstabil pada sistem kawalan yaw kecil dan elektronik di stesen yang lebih kuat.
Ladang angin vane berbeza terutamanya dengan bilangan bilah. Mereka boleh menjadi multi-blade, dua bilah, walaupun dengan satu bilah dan timbangan.
Ladang angin berputar
Rotary, atau berputar, tumbuh-tumbuhan kuasa angin mempunyai paksi menegak yang berputar dan tidak bergantung kepada arah angin. Ini adalah kelebihan penting apabila menggunakan arus udara menguap permukaan. Kelemahan ladang angin reka bentuk ini adalah penggunaan penjana berbilang polar yang beroperasi pada kelajuan rendah dan tidak meluas.
Pemasangan ini bergerak perlahan dan, akibatnya, tidak membuat banyak bunyi. Di samping itu, kelebihan mereka adalah kesederhanaan litar elektrik, yang tidak dilanggar oleh gusti angin secara rawak.
Pakar percaya bahawa ladang angin berputar adalah yang paling menjanjikan untuk kuasa angin yang besar. Benar, untuk mempromosikan pemasangan seperti itu, tenaga luaran mesti digunakan untuknya. Hanya apabila ia mencapai prestasi aerodinamik tertentu ia sendiri masuk ke mod penjana dari mod enjin.
Sistem angin-diesel gabungan
Kelemahan turbin angin - bekalan elektrik yang tidak merata - dalam rangkaian besar diimbangi oleh sebilangan besar pemasangan.
Ia juga mungkin untuk mengimbangi kelemahan ini menggunakan sistem gabungan di mana terdapat peranti khas yang mengagihkan beban antara loji kuasa angin (turbin angin) dan enjin diesel. Oleh itu, rangkaian autonomi kuasa rendah dari 0.5 hingga 4 MW yang dipasangkan dengan enjin diesel boleh beroperasi dengan pasti dan sama rata.
Peralatan moden, yang menjimatkan kira-kira 65% bahan api cecair setiap tahun, membolehkan anda menyambungkan enjin diesel atau mematikannya hanya dalam beberapa saat jika perlu.
Ladang angin isi rumah dan perindustrian
Loji kuasa angin isi rumah mempunyai kuasa dari 250 W hingga 15 kW, boleh bekerja bersamaan dengan panel solar, dengan atau tanpa bateri.
Elektrik yang dijana oleh ladang-ladang angin isi rumah agak mahal, tetapi ia sering berlaku bahawa hanya ada sumber lain.
Ladang angin domestik di Rusia dihasilkan dengan penjana arus langsung yang mengecas bateri sehingga 800 Ah. Semua perkakas rumah boleh bekerja dari bateri tersebut di dalam rumah: TV, cerek elektrik, dan sebagainya.
Proses mengecas bateri selepas melepaskan beban boleh agak lama, bergantung kepada kekuatan angin dan kuasa penjana.
Terdapat juga ladang-ladang angin domestik domestik di pasaran Rusia, mereka agak mahal, tetapi mereka biasanya memberi kurang daripada setengah kuasa diberi nilai.
Ladang angin industri dibezakan dengan kuasa yang lebih besar dan biasanya disepadukan ke dalam rangkaian tunggal.
Ladang angin persendirian umumnya mempunyai kapasiti 3 hingga 5, kurang 10 kW. Sekiranya purata kelajuan angin tahunan di rantau ini mencapai 3-4 m / s, maka ladang angin seperti itu boleh memberikan elektrik kepada rumah negara rata-rata, stesen servis atau kafe kecil.
Ciri-ciri utama ladang angin
Kuasa yang dinilai adalah penunjuk utama yang mencirikan semua loji kuasa, turbin angin tidak terkecuali. Ia ditentukan oleh kuasa yang dihasilkan oleh penjana pada kelajuan angin purata 12 m / s, dan bergantung kepada jenis stesen.
Penunjuk penting seterusnya ialah voltan nominal ladang angin yang menjana penjana. Ia boleh sama ada 220 V atau 12 V, dan 24 V.
Kuasa elektrik penjana bergantung kepada kuasa turbin. Oleh kerana kuasa turbin lebih tinggi, lebih besar diameternya dan, oleh itu, lebih kuat tiang, penunjuk ini adalah penting apabila memilih dan mengira reka bentuk tiang.
Turbin angin mempunyai ciri-ciri yang lebih banyak. Prestasinya penting - ini adalah jumlah elektrik yang dibangkitkan peranti setiap tahun. Apabila memilih turbin angin, adalah perlu untuk mengetahui kelajuan maksimum angin yang dapat ditahan oleh turbin, dan kelajuan minimum (bermula) di mana ia mula berputar. Apabila memilih kelajuan putaran turbin, dan bilangan bilah memainkan peranan.
Prinsip operasi dan susunan ladang angin
Di ladang angin, arus udara berputar roda dengan bilah, dari mana tork ditransmisikan ke mekanisme lain. Semakin besar dimensi roda, semakin besar aliran udara yang ditangkap dan dengan itu berputar lebih cepat.
Dalam bahasa fizik, kelajuan angin linear ditukarkan ke dalam halaju sudut putaran paksi penjana, yang, seterusnya, menukar gerakan putaran ke dalam tenaga elektrik, menghantarnya melalui pengawal ke bateri. Semasa keluar peranti, elektrik sudah sesuai untuk kegunaan domestik.
Iaitu ladang angin kecil terdiri daripada turbin, bilah, ekor (mekanisme putar), tiang dengan kabel sambungan, bateri, pengawal caj dan penyongsang yang menukar 12 V hingga 220 V.
Sebagai tambahan kepada peranti ini, ladang angin industri juga mengandungi sistem penjejakan untuk arah angin dan kelajuannya, keadaan penjana angin dan perlindungan terhadap pelepasan kilat. Di samping itu, tiang tidak menampung beban skala yang lebih besar, dan ia digantikan oleh sebuah menara, di mana semua kelengkapan tambahan terletak.
Reka bentuk ladang angin
Penunjuk utama yang membolehkan anda membuat keputusan tentang penggunaan ladang angin ialah kelajuan angin purata tahunan, yang sepatutnya sekurang-kurangnya 5 m / s. Benar, hari ini sudah ada ladang angin yang mudah disepelekan yang direka untuk memelihara isi rumah persendirian, yang mula beroperasi dengan halaju udara minimum 3.5 m / s.
Untuk menentukan penunjuk ini, carta angin khas digunakan.
Dalam pelbagai zon iklim Rusia Pengukuran kelajuan angin diambil untuk menentukan bagaimana ladang angin yang cekap ada. Turbin angin dan stesen sudah beroperasi di rantau Kaliningrad, di Komander Kepulauan, di Murmansk, Republik Sakha (Yakutia), dan Bashkortostan.
Apabila membuat keputusan sama ada memasang kilang kuasa angin atau ladang angin persendirian, ia bernilai bermula dengan pakar untuk menjalankan penyelidikan mengenai arah dan kekuatan angin menggunakan anemometer dan membina peta ketersediaan tenaga.Berdasarkan data ini, reka bentuk turbin angin atau reka bentuk beberapa tumbuhan, parameter teknikal dan geometrinya dikira dan dibangunkan.
Tidak mustahil untuk membina ladang angin perindustrian dengan kapasiti yang mencukupi tanpa pelabur, dan pengiraan yang dilaksanakan dengan baik dan projek yang lengkap akan membantu menentukan tempoh bayaran balik projek dan menarik pembiayaan tambahan.
Ladang angin persendirian
Mengikut perangkaan yang kurang jelas, yang tidak mengambil kira bangunan dan struktur terpencil, kira-kira 30% isi rumah persendirian di kawasan luar bandar, di mana meletakkan rangkaian elektrik adalah mustahil untuk sebab-sebab ekonomi, tidak mempunyai elektrik. Tidak di mana-mana bahkan penjana bahan api cecair. Dan ini adalah pada abad ke-21!
Kajian telah menunjukkan bahawa stesen janakuasa angin pelbagai kapasiti boleh dipasang di banyak kawasan di utara dan Utara Jauh, di Sakhalin dan Kamchatka, di rantau Volga Rendah, Siberia, Karelia dan Caucasus Utara.
Pemilihan pemasangan dipengaruhi oleh keperluan pelanggan. Sekiranya perlu untuk memastikan operasi jentera pertanian, penjana angin kuasa rendah akan menghadapi tugas ini. Sekiranya anda perlu memancarkan keseluruhan bangunan, mewujudkan lampu jalan, menyediakan pemanasan untuk rumah, anda perlu menjalankan projek stesen kuasa angin.
Sebagai tambahan kepada kelajuan angin bulanan purata dan arahnya, perlu untuk menghitung penggunaan bulanan rata-rata dan beban puncak tenaga listrik. Pengiraan tersebut, jika dikehendaki, mudah dilakukan secara bebas.
Terdapat petunjuk lain yang memberi kesan kepada kos peralatan dan pemasangan turbin angin. Ini adalah ketinggian tiang. Semakin tinggi struktur, semakin besar kelajuan angin dan semakin mahal, kosnya. Optimal, menurut pakar, adalah ketinggian tiang 10 lebih besar daripada pokok atau bangunan tertinggi dalam lingkungan radius 100 m.
Ladang angin DIY
Untuk operasi pam elektrik, televisyen, pencahayaan atau peralatan elektrik berkuasa rendah lain di kampung musim panas, pemasangan kuasa angin boleh dilakukan dengan tangan sendiri, jika terdapat pengetahuan mengenai kejuruteraan elektrik.
Terdapat data rujukan dan cadangan untuk memilih kuasa penjana angin, saiz dan bilangan bilahnya, dan arahan yang terperinci mengenai cara membuat loji kuasa angin dengan tangan anda sendiri, dari apa bahan dan komponen.
Hari ini, pelaburan dalam pembinaan ladang angin besar berkembang di Eropah. Pembinaan massa mengurangkan kos satu kilowatt dan membawanya lebih dekat dengan harga elektrik yang diterima daripada sumber tradisional.
Reka bentuk ladang angin terus ditingkatkan, penunjuk aerodinamik dan elektrik bertambah baik, kerugian dikurangkan.
Ladang angin rumah dianggarkan oleh para ekonom untuk menjadi projek tenaga yang paling kos efektif. Pada masa akan datang, mereka menjanjikan kemerdekaan daripada trend negatif dalam pasaran ini.
