33 просмотров

Как работают генераторы ветряных турбин?

как работает ветряк генератор

Как работают генераторы ветряных турбин? Ветряные турбины обычно работают по простому принципу: вместо использования электричества для создания ветра (например, вентилятора) ветряные турбины используют ветер для производства электроэнергии. Ветер вращает пропеллерные лопасти турбины внутри ротора, который вращает генератор для выработки электроэнергии.

Как работают генераторы ветряных турбин?

Скорости и характер ветрового потока значительно различаются по всему миру и зависят от растительности, водоемов и различий в рельефе. Люди используют этот поток ветра или силу движения для многих целей: запуск воздушного змея, парусный спорт и даже производство электроэнергии. Термины «энергия ветра» и «энергия ветра» объясняют процесс использования ветра для производства механической энергии или электричества. Эта механическая энергия может использоваться для различных целей (таких как перекачка воды или измельчение зерна), или генератор может преобразовывать эту механическую энергию в электричество.

Узнайте больше об устройствах и оборудовании для ветряных турбин в Linquip

как делают ветряные турбины генератор 1

Ветряная турбина преобразует энергию ветра в электричество, используя аэродинамическую силу лопастей ротора, которые действуют как лопасти несущего винта вертолета или крыло самолета. Когда ветер движется по лопасти, давление воздуха на одну секцию лопасти уменьшается. Разница в давлении воздуха в двух частях лопасти создает силы сопротивления и подъемной силы.

Подъемная сила больше, чем сопротивление, и это заставляет ротор вращаться. Ротор прикреплен к генератору либо прямо (если это турбина с прямым приводом), либо внутри вала и последовательного расположения шестерен (или редуктора), которые увеличивают скорость вращения и позволяют уменьшить физически генератор. Этот эффект аэродинамической силы вращает генератор для производства электроэнергии.Посетите здесь, чтобы увидеть этот эффект теоретически.

Статья в тему:  Какова стоимость солнечных панелей для крыши Tesla?

Как ветряная турбина вырабатывает электричество?

Основным компонентом ветряной турбины является генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую. С начала 20-го века нам известно, что если вы вращаете проводник в магнитной среде, то он производит электричество в соответствии с законом Фарадея. Итак, ветер обеспечивает крутящий момент и движение, а генератор делает все остальное.

Для промышленных турбин, таких как те, которые вы можете увидеть на ветряных электростанциях, обычно есть анемометр, соединенный с панелью управления. Турбина работает при скорости ветра более 8 миль в час, но система отключается при скорости более 50 миль в час, чтобы предотвратить повреждение.

как работает ветряк генератор

Коробка передач используется для преобразования медленного движения, которое мы видим при вращении лопастей, в более быстрое движение оси, которая фактически управляет генератором. Это один из самых дорогих компонентов системы, превращающий скорость от 25 до 50 оборотов в минуту в тысячу об/мин. Это одно из полей, которое разработчики и исследователи стремятся создать более эффективно, чтобы более высокий ток электричества можно было генерировать на более медленных скоростях.

Привод рыскания обычно используется для поворота группы лопастей против встречного ветра, чтобы справиться с переменным направлением ветра. Генератор производит переменный ток, который подается в систему и используется для питания близлежащих домов. Если вы хотите больше узнать о принципе работы генератора ветряных турбин, вам следует сначала взглянуть на их различные типы.

Статья в тему:  Как установить солнечные тепловые панели

Типы ветрогенераторов

Когда мы хотим дать ответ на этот главный вопрос: «Как работают ветряные генераторы?», мы должны более точно изучить структуру различных типов. Ветряная турбина состоит из двух основных частей: лопасти ротора и генератора ветряной турбины или ВЭГ. WTG — это электрическая система, используемая для производства электроэнергии.Электрический генератор с низкой скоростью вращения используется для преобразования механической энергии вращения, производимой силой ветра, в полезную электроэнергию для обеспечения электроэнергией наших домов и является сердцем любой ветровой энергетической системы.

как работает ветряк генератор

Преобразование механической энергии вращения, создаваемой лопастями ротора (введенными в качестве первичного двигателя), в полезную электрическую энергию для использования в осветительных приборах и домашнем питании или для зарядки аккумуляторов может осуществляться любым из следующих основных типов вращающихся электрических систем, обычно используется в ветроэнергетических установках:

  • Индукционная система переменного тока (AC), также представленная как генератор переменного тока.
  • Система постоянного тока (DC), также представленная как Dynamo.
  • Синхронная система переменного тока (AC), также представленная как генератор переменного тока.

Все эти электрические системы представляют собой электромеханические приборы, работающие на основе закона электромагнитной индукции Фарадея. То есть они работают при взаимодействии электрического тока и магнитного потока или потока заряда. Поскольку этот процесс является обратимым, та же самая система может быть использована в качестве обычного электродвигателя для преобразования электрической энергии в механическую или в качестве генератора, преобразующего механическую энергию обратно в электрическую.

Статья в тему:  Какие выключатели в доме должны быть умными

Электрическая система, наиболее часто используемая для ветряных турбин, — это те, которые работают в качестве генераторов, при этом асинхронные генераторы и синхронные генераторы обычно используются в более крупных установках генератора ветряных турбин. Как правило, самодельные или меньшие ветряные турбины, как правило, используют низкоскоростную систему постоянного тока или динамо-машину, поскольку они компактны, дешевы и их намного проще подключить.

Итак, имеет ли значение, какую электрическую систему мы можем использовать для создания энергии ветра? Лучший ответ — и «Нет», и «Да», так как все зависит от формы установки и приложения, которое вы хотите.Выход постоянного тока низкого напряжения от генератора или динамо-машины более старой формы можно использовать для зарядки батарей, тогда как синусоидальный тип переменного тока с более высоким напряжением от генератора переменного тока можно подключить непосредственно к местной сети.

Кроме того, выходное напряжение и потребление энергии полностью зависят от имеющихся у вас приборов и от того, как вы хотите их использовать. Кроме того, они связаны с расположением генератора ветровой турбины: будет ли источник ветра поддерживать его непрерывное вращение в течение длительного времени, или скорость генератора и, следовательно, его выходная скорость будут уменьшаться и увеличиваться с изменениями текущего ветра.

Производство электроэнергии

Генератор ветряной турбины — это то, что производит электричество, преобразуя механическую энергию в электрическую. Давайте будем точны здесь; они не производят энергию и не генерируют больше электрической энергии, чем количество механической энергии, используемой для перемещения лопастей ротора. Чем больше «энергия» или электрическая потребность в системе, тем больше механической нагрузки требуется для вращения ротора. Вот почему генераторы бывают разных размеров и производят разное количество электроэнергии.

Статья в тему:  Как переадресовать домашний телефон на смартфон

В случае «ветрогенератора» ветер давит прямо на лопасти турбины, что трансформирует прямолинейное движение ветра во вращательное, что необходимо для вращения ротора генератора, и чем сильнее он давит, тем больше можно производить электроэнергию. Тогда жизненно важно иметь подходящую модель лопасти ветряной турбины, чтобы извлекать как можно больше энергии из ветра.

Все электрические турбинные генераторы работают за счет воздействия магнитного поля на электрическую катушку. Когда электроны движутся внутри электрической катушки, вокруг нее создается магнитная среда. Точно так же, когда магнитное поле проходит мимо катушки с проводом, в катушке возникает напряжение, что объясняется законом магнитной индукции Фарадея, заставляющим электроны двигаться.

Простой генератор с использованием магнитной индукции

Затем мы можем видеть, что при протекании магнита по единственной проволочной петле напряжение, представленное как ЭДС (электродвижущая сила), индуцируется через проволочную петлю в зависимости от магнитного поля системы. Когда на проводной петле создается напряжение, электрический ток в случае потока электронов начинает течь по петле, создавая электричество.

Но что, если вместо простой отдельной петли из проволоки, как показано, у нас будет несколько петель, соединенных вместе одного размера, чтобы создать катушку из проволоки? Конечно, в этом случае для той же величины магнитного поля может быть получено гораздо большее напряжение и, следовательно, ток.

Это связано с тем, что магнитный поток пересекает большее количество проводов, создавая более высокую ЭДС, и это является основным принципом закона электромагнитного воздействия Фарадея, и система переменного тока использует этот принцип для преобразования механической энергии, такой как движение от ветряной или гидротурбины. , в электрическую энергию, генерирующую синусоидальную форму волны.

Статья в тему:  Как сеть умного дома взаимодействует с пользовательским приложением

Итак, мы видим, что есть три основных требования к производству электроэнергии, а именно:

  • Катушка или расположение проводников
  • Настройка магнитного поля
  • Относительное движение между полем и проводниками

Тогда чем быстрее циркулирует катушка с проволокой, тем выше скорость модификации, с которой магнитный поток отсекается катушкой, и тем выше создаваемая ЭДС на катушке. Точно так же, если магнитный поток создается сильнее, создаваемая ЭДС улучшится при той же скорости вращения. В результате ЭДС индукции пропорциональна Φ и N. Где «Φ» — поток магнитного поля, а «N» — скорость вращения. Также полярность вырабатываемого напряжения зависит от направления магнитопроводов потока и направления движения проводника.

В этом отношении существуют две основные формы электрического генератора и генератора переменного тока: генератор раневого поля и генератор с постоянными магнитами с обеими формами, включая две основные части: ротор и статор.

Ротор – это часть системы, которая «вращается». Опять же, ротор может иметь движущиеся выходные катушки или определенные типы постоянных магнитов. Статор является «стационарным» компонентом системы и может иметь в своей модели либо набор постоянных магнитов, либо набор электрических обмоток, образующих электромагнит. Обычно генераторы и генераторы переменного тока, используемые для генераторов ветряных турбин, объясняются тем, как они производят свой магнетизм, будь то постоянные магниты или электромагниты.

Практических преимуществ и недостатков обеих форм нет. В большинстве бытовых ветряных турбин на рынке используются постоянные магниты в конструкции турбогенератора, которые создают необходимое магнитное поле при движении системы, хотя в некоторых все же используются электромагнитные катушки.

Статья в тему:  Кто будет управлять домом в 2018 году умные деньги

как работает ветряк генератор

Эти высокопрочные магниты обычно изготавливаются из редкоземельных материалов, таких как самарий-кобальт (SmCo) или неодим-железо (NdFe), что устраняет необходимость в обмотках возбуждения для создания постоянного магнитного поля, что приводит к более легкой и прочной конструкции. Обмотки возбуждения имеют то преимущество, что их магнетизм (и, следовательно, энергия) согласуется с различной скоростью ветра, но для создания необходимого магнитного поля требуется дополнительный источник энергии.

Теперь мы понимаем, что электрический генератор обеспечивает преобразование энергии между механической нагрузкой, создаваемой лопастями ротора, представленными в качестве первичного двигателя, и некоторыми другими электрическими нагрузками. Механическое соединение генератора ветряной турбины с лопастями ротора выполнено с помощью основного вала, который может быть либо простым прямым приводом, либо с использованием редуктора для уменьшения или увеличения скорости генератора по отношению к скорости движения лопастей.

Использование редуктора позволяет лучше согласовать скорость генератора со скоростью турбины, но недостатком использования редуктора является то, что он как механическая часть подвергается износу, что приводит к снижению эффективности устройства. Прямой привод, однако, может быть проще и эффективнее, но подшипники и вал ротора генератора подвержены общему весу и вращательной нагрузке лопастей ротора.

Выходная кривая генератора ветровой турбины

Итак, форма ветряного генератора, необходимая для особого места, зависит от мощности, содержащейся в ветре, и особенностей самой электрической системы. Все ветряные турбины имеют особые характеристики, связанные со скоростью ветра.

Статья в тему:  Как установить солнечные батареи lg на стойки

Генератор переменного тока или генератор не вырабатывают выходную мощность до тех пор, пока скорость его вращения не превысит скорость его включения, когда нагрузка ветра на лопасти ротора достаточна для преодоления трения, а лопасти ротора достаточно точны для генератора. начать производить полезную энергию.

Выше этой скорости включения генератор должен создавать мощность, связанную с кубом скорости ветра (K.V 3 ), пока не будет достигнута его потенциальная номинальная выходная мощность.

Выше этой номинальной скорости мощность ветра на лопастях ротора приближается к оптимальной мощности электрической системы, и генератор вырабатывает максимальную или номинальную выходную мощность при достижении окна номинальной скорости ветра. Если скорость ветра имеет тенденцию к увеличению, генератор ветряной турбины остановится на своем значении отключения, чтобы предотвратить электрические и механические повреждения, что приведет к нулевому производству электроэнергии. Применение тормоза для предотвращения повреждения системы может быть либо электрическим датчиком скорости, либо механическим регулятором.

Купить ветряной генератор, такой как 400-ваттный тип Ветрогенераторов для зарядки аккумуляторов, непросто, и есть несколько особенностей, которые следует учитывать. Цена — лишь один из них.Обязательно выберите электрическую систему, соответствующую вашим требованиям. Если вы устанавливаете конфигурацию с подключением к сети, выберите генератор сетевого напряжения переменного тока. Если вы настраиваете устройство на основе батареи, ищите систему постоянного тока для зарядки батареи. Также учитывайте механическую конструкцию генератора, включая размер и вес, рабочую скорость и защиту от окружающих.

Статья в тему:  Почему бы кому-то не перейти на биотопливо

Чтобы узнать больше о том, «Как работают генераторы ветряных турбин», или получить больше информации о ветроэнергетике о различных доступных системах генерации ветряных турбин, или изучить недостатки и преимущества энергии ветра, нажмите здесь.

Купить оборудование или заказать услугу

Используя Linquip RFQ Service, вы можете рассчитывать на получение коммерческих предложений от различных поставщиков из разных отраслей и регионов.

Подробнее о Linquip

  • Примеры ветроэнергетики: полное руководство на 2022 год
  • Эффективность ветряных турбин
  • Что такое плавающие ветряные турбины?
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x