2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41
Ingawa kuna njia nyingi za juu zaidi za kuzalisha nishati leo, mitambo ya upepo ilitumika karibu kila mahali. Bila shaka, bado hutumiwa leo, lakini idadi imepungua kwa kiasi kikubwa. Ili kuelewa jinsi zinavyofanya kazi, ni muhimu kujua kwamba upepo ni aina ya nishati ya jua.
Maelezo ya Jumla
Mitambo ya upepo hufanya kazi kwa kutumia mikondo ya upepo. Lakini kwa nini upepo una uwezo wa kuzalisha umeme? Jambo hili hutokea kutokana na ukweli kwamba kuna joto la kutofautiana la anga ya dunia, muundo wa uso wa sayari ni wa kawaida, na pia kwa sababu huzunguka. Mitambo ya upepo, au jenereta za upepo, zinaweza kubadilisha nishati ya kinetiki ya upepo kuwa nishati ya mitambo, ambayo inaweza kutumika baadaye kwa kazi zingine.
Je, vifaa hivi huzalisha vipi umeme kwa kutumia upepo wa kawaida? Kwa kweli, kila kitu ni rahisi sana. Kanuni ya uendeshaji wa turbine hiyo ni kinyume moja kwa moja na uendeshaji wa shabiki. Chini ya ushawishi wa nguvu ya upepo, vile vile vya turbine ya upepo hugeuka, ambayo, kwa upande wake, husababisha shimoni iliyounganishwa na jenereta ili kuzalisha umeme kuzunguka.
Aina za turbine
Kuna aina kadhaa za mitambo mbalimbali. Wahandisi hutofautisha aina mbili kuu zinazotumika sasa. Kategoria ya kwanza ni ya mlalo-axial na kategoria ya pili ni wima-axial. Aina ya kwanza ya turbine ya upepo ina muundo wa kawaida, unaojumuisha vile viwili au vitatu. Vitengo vilivyo na vile vitatu vinafanya kazi kwa kanuni ya "dhidi ya upepo". Vipengele vyenyewe vimewekwa ili kutazama upepo.
Mojawapo ya mitambo mikubwa zaidi duniani ni GE Wind Energy. Nguvu ya kifaa hiki ni megawati 3.6. Ni muhimu kuzingatia hapa kwamba turbine kubwa, ni ya ufanisi zaidi. Kwa kuongeza, uwiano wa faida kwa bei pia huboreshwa kulingana na saizi ya jumla.
Jumla za turbine
Kiashirio cha kwanza ambacho kifaa kinachaguliwa ni nishati. Ikiwa tunachukua turbine za "huduma", basi nguvu zao zinaweza kuanza kutoka kW 100 na kufikia MW kadhaa. Pia ni muhimu kutambua kwamba mitambo ya upepo ya wima na ya usawa inaweza kuunganishwa pamoja. Vikundi hivyo hujulikana zaidi kama mashamba ya upepo. Madhumuni ya tovuti kama hizo ni usambazaji wa jumla wa umeme kwa kitu unachotaka.
Tukizungumza kuhusu mitambo midogo midogo, ambayo nguvu yake ni chini ya kW 100, mara nyingi hutumiwa kusambaza umeme kwenye nyumba za kibinafsi, antena za mawasiliano ya simu au kusambaza nishati kwenye pampu za kusambaza maji. Ikumbukwe kwamba turbines ndogo pia inaweza kutumika pamoja na injini ya dizeli.jenereta, betri au paneli za jua. Mfumo kama huo unaitwa mfumo wa mseto. Zinatumika mahali ambapo hakuna uwezekano mwingine wa kuunganisha kwenye mtandao wa umeme.
Faida za turbines wima
Kwa sasa, aina ya wima ya vifaa hutumiwa mara nyingi zaidi. Hii inathibitishwa na ukweli kwamba aina ya wima ina idadi ya faida juu ya zile za mlalo.
Kwenye minara ya aina wima, mzigo utafanya kazi kwa usawa zaidi, ambayo hurahisisha kuunda muundo mkubwa kulingana na vipimo vyake. Kwa kuongeza, kufunga rotor kwenye aina hii ya turbine, hakuna haja ya vifaa vya ziada. Faida muhimu ambayo huongeza ufanisi wa kazi ni kwamba vile vya turbine za wima zinaweza kupotoshwa - kwa namna ya ond. Hii ni muhimu sana, kwa sababu katika kesi hii, nishati ya upepo itawaathiri wote kwenye mlango na wakati wa kutoka, ambayo, bila shaka, huongeza ufanisi wa ufungaji.
Moja ya faida muhimu zaidi za turbines wima ni kwamba zinaposakinishwa, hakuna maana katika kurekebisha mhimili kwa mtiririko wa upepo. Kifaa cha aina hii kitafanya kazi na mkondo wa upepo unaovuma kutoka pande zote mbili.
Turbine ya upepo ya Bolotov
Kipimo hiki ni tofauti na vifaa vingine. Kwa uendeshaji wa kawaida wa turbine, hakuna haja ya kukabiliana na hali mbalimbali za hali ya hewa. Kipengele cha nguvu cha upepo cha muundo huu kinaweza kuona upepo kutoka upande wowote, bila yoyotekuweka shughuli. Kwa kuongeza, aina hii ya kituo haihitaji mnara kugeuka wakati mwelekeo wa upepo unabadilika. Faida nyingine ya mitambo ya upepo ya wima (VAWT - kupanda kwa nguvu ya upepo na shimoni ya jenereta ya wima) ni kwamba wana muundo maalum unaokuwezesha kufanya kazi na mtiririko wa upepo wa nguvu yoyote. Uendeshaji hata wakati wa dhoruba inawezekana. Inawezekana kuchagua idadi ya moduli za ufungaji. Nguvu ya pato ya turbine itategemea idadi yao. Hiyo ni, kwa kubadilisha idadi ya modules, unaweza kubadilisha nguvu ya kitengo, ambayo ni rahisi sana. Faida nyingine ni kwamba kipengele cha nguvu ya upepo kimeunganishwa kwa njia ambayo inaruhusu ubadilishaji wa ufanisi wa juu wa nishati ya kinetiki kuwa nishati ya mitambo.
Vipimo vya turbine ya upepo ya Biryukov na Blinov
Kifaa hiki kina rota ya ghorofa mbili yenye kipenyo cha m 0.75. Urefu wa kipengele hiki ni m 2. Chini ya hatua ya upepo mpya, rota kama hiyo iliweza kusokota kabisa rota ya asynchronous. shimoni yenye nguvu ya hadi 1.2 kW. Turbine inaweza kustahimili nguvu ya upepo hadi 30 m/s bila kushindwa.
Inafaa kuzungumzia kwa nini turbine ya upepo inachukuliwa kuwa mafanikio ya wanasayansi wawili. Jambo ni kwamba katika miaka ya 60. katika USSR, mwanasayansi Biryukov hati miliki ya jenereta ya upepo wa jukwa na KIEV 46%. Walakini, baadaye kidogo, mhandisi Blinov aliweza kutumia muundo sawa, lakini kwa kiashiria cha 58% KIEV.
Turbinesaina ya hyperboloid
Mitambo ya upepo ya aina ya hyperboloid ilitokana na mawazo ya mhandisi kama vile Shukhov Vladimir Grigoryevich.
Vipengele vya aina hii ya turbine ni pamoja na ukweli kwamba ina eneo kubwa la kufanya kazi la mtiririko wa upepo. Ikiwa tunalinganisha kiashiria hiki na makundi mengine ya vifaa, basi aina ya hyperboloid inaonyesha matokeo 7-8% bora, ikiwa tunahesabu kutoka eneo lililofagiwa. Kiashiria hiki ni halali kwa aina hizo ambazo eneo la kufanya kazi la mtiririko wa upepo huwekwa. Ikiwa tunalinganisha aina hii, kwa mfano, na Darrieus na Savonius turbines, basi tofauti itakuwa 40-45%.
Sifa maalum za kitengo hiki cha vitengo pia ni pamoja na ukweli kwamba zinaweza kufanya kazi na mtiririko wa hewa unaopanda juu. Inatoa matokeo mazuri ikiwa utasakinisha jenereta karibu na ziwa, kinamasi, mlima, n.k.
Faida za turbine kama hizo ni pamoja na ukweli kwamba njia ya mguso ya safu hai ya hewa, ambayo huosha hyperboloid, itakuwa ndefu mara 1.6 kuliko ile ya silinda sawa inayozunguka kama jenereta ya mzunguko wa upepo. Kwa kawaida, kwa hivyo hitimisho kwamba ufanisi utakuwa mkubwa zaidi kwa kiasi sawa.
Dosari
Licha ya faida na vipengele vingi vya turbine hizi, pia zina hasara.
Mambo hasi ni pamoja na ukweli kwamba wakati blade za jenereta zinapozunguka dhidi ya mikondo ya upepo, aina hii ya jenereta itapata hasara kubwa, ambayo, kwa upande wake, itasababisha kupungua kwa ufanisi wa kazi kwa karibu nusu. Kupungua kwa kiashirio hiki kunaonekana sana ikiwa tunalinganisha turbine za wima na zile za mlalo, ambazo hazina hasara kama hizo.
Hasara nyingine ni kwamba turbine ya upepo wima lazima iwe ndefu sana. Ikiwa utaiweka karibu na ardhi, ambapo kasi ya upepo ni ya chini sana kuliko urefu wa juu, basi kunaweza kuwa na matatizo na kuanzia rotor, ambayo inahitaji kushinikiza kuanza kufanya kazi. Kwa yenyewe, haianza kabisa. Unaweza, bila shaka, kusakinisha minara maalum ili kuinua vile vile juu, lakini sehemu ya chini ya rota bado itakuwa chini sana.
Hasara nyingine ni pamoja na ukweli kwamba wakati wa majira ya baridi icicles itaundwa kwenye blade za mitambo ya upepo. Inafaa pia kuzingatia idadi kubwa ya kelele ambayo turbines hutoa wakati wa operesheni. Baadhi ya usakinishaji unaweza hata kutoa infrasound hatari wakati wa operesheni yao. Husababisha mtetemo, ambao unaweza kusababisha glasi, madirisha, vyombo kuunguruma.
Ukweli wa kufurahisha: Mitambo ya upepo ya RimWorld ilitumika kama chanzo cha nishati.
Ilipendekeza:
Mitambo ya kuzalisha umeme kwa upepo: aina, miundo, faida
Nishati ya upepo iko mbali na tawi jipya la usambazaji wa nishati, hata hivyo, katika hali ya sasa, vipengele vinavyoonekana zaidi vya mwelekeo mzuri kwa maendeleo zaidi. Bado ni vigumu kuzungumza juu ya dhana za ulimwengu kwa ajili ya utekelezaji wa kiufundi wa jenereta za upepo, lakini mafanikio katika matumizi ya ufumbuzi wa uhandisi wa mtu binafsi yanaonyesha kuwa mfano mmoja wa muundo wa umoja utaonekana katika siku za usoni
Kasi ya upepo katika kipimo cha Beaufort na mita kwa sekunde
Upepo ni mwendo wa hewa katika mwelekeo mlalo kwenye uso wa dunia. Katika mwelekeo gani inavuma inategemea usambazaji wa maeneo ya shinikizo katika anga ya sayari. Nakala hiyo inashughulikia maswala yanayohusiana na kasi ya upepo na mwelekeo
Mitambo ya nyuklia. Mitambo ya nyuklia ya Ukraine. Mitambo ya nyuklia nchini Urusi
Mahitaji ya kisasa ya nishati ya wanadamu yanaongezeka kwa kasi kubwa. Matumizi yake kwa miji ya taa, kwa mahitaji ya viwanda na mengine ya uchumi wa taifa yanaongezeka. Ipasavyo, soti zaidi na zaidi kutoka kwa kuchoma makaa ya mawe na mafuta ya mafuta hutolewa angani, na athari ya chafu huongezeka. Aidha, kumekuwa na mazungumzo zaidi na zaidi katika miaka ya hivi karibuni kuhusu kuanzishwa kwa magari ya umeme, ambayo pia yatachangia ongezeko la matumizi ya umeme
Nishati ya upepo nchini Urusi: hali na matarajio ya maendeleo
Si mwaka wa kwanza katika nchi kubwa zaidi duniani kwa teknolojia ya kuendeleza vyanzo vya nishati mbadala, na katika baadhi ya maeneo inaendelezwa kwa vitendo na kutekelezwa. Mahali maalum katika mwelekeo huu inachukuliwa na nishati ya upepo. Katika Urusi, sekta hii bado haijaendelezwa vya kutosha ili kutoa sehemu kubwa ya matumizi ya nishati, lakini uwezo wa viwanda, na kiwango sahihi cha msaada wa teknolojia, unaweza kurekebisha hali hii kimsingi
Mitambo mikubwa zaidi ya kuzalisha umeme nchini Urusi: orodha, aina na vipengele. Mitambo ya nguvu ya mvuke nchini Urusi
Mitambo ya kuzalisha umeme nchini Urusi imetawanyika katika miji mingi. Uwezo wao wote unatosha kutoa nishati kwa nchi nzima
