Turbinas de vapor, generadores, aerogeneradores. Generadores eólicos de nueva generación. Generador eólico con diferente potencia.
Así, se pone en duda la infame abstracción del “caballo esférico en el vacío”. Si dejamos de lado este pseudoparadigma, sólo nos queda admitir que las capacidades energéticas de las turbinas de eje vertical no están limitadas por el límite establecido teóricamente para los aerogeneradores de hélice (59,3% de la energía del viento en la alineación del rotor). Basándose en estas suposiciones razonables, al autor del artículo se le ocurrió la idea de una turbina eólica axial vertical (VAWT) de una nueva “arquitectura”. Utiliza el principio fenomeno natural- tornado. La turbina convierte el flujo de viento en un vórtice ascendente, que se "enrolla" alrededor de un rotor de múltiples palas, como un capullo. Las palas impiden que el aire pase directamente; gira en espiral alrededor de la cavidad del rotor, transfiriéndole su energía a través de la fricción. El flujo interactúa no sólo con estas palas, sino también con las alas inclinadas conectadas al rotor. Un impulsor horizontal está conectado a la parte superior de las palas. También interactúa con el vórtice ascendente. Este conjunto de características crea una posibilidad paradójica de aumentar el área del rotor barrida por el viento sin aumentar sus dimensiones, ya que no sólo se barre su superficie exterior. A continuación se muestra una imagen de la turbina.
En 2016 se fabricaron dos modelos operativos de este tipo de turbinas. La altura de las palas verticales y las dimensiones transversales de los rotores eran de 800 mm. Todos los elementos del rotor mencionados anteriormente tenían un perfil aerodinámico ClarK Y. El espesor del perfil era del 11% de la longitud de la cuerda. Ambos modelos contaban con impulsores horizontales de nueve palas, cada una de las cuales está conectada a una de las palas verticales del rotor y a un mástil central, que gira junto con toda la estructura. El primer modelo (foto de abajo) tenía nueve alas, el segundo, 18. Con una velocidad del viento de 11 m/s, la segunda turbina desarrollaba una potencia de 220 W y tenía un régimen de ralentí de unas 80 rpm. Ambas turbinas funcionaban en la capa límite de la superficie, colocadas sobre un escritorio. Esto no les impidió alcanzar KIEV de 0,42 y 0,48 respectivamente, lo que no es inferior a las turbinas axiales horizontales colocadas fuera de la zona de turbulencia al montarlas en mástiles altos.
En la turbina número dos, se observó que se desplazaba a lo largo de la superficie de la mesa en una dirección perpendicular a la dirección del viento. Es decir, por primera vez se descubrió que el efecto Magnus es válido no solo para cuerpos de rotación con una superficie continua. Se abre una oportunidad para desarrollar una nueva dirección en la construcción naval mediante el uso de esta turbina como unidades de propulsión para barcos pequeños y grandes (además de las unidades de potencia principales) para ahorrar combustible. La turbina giratoria, al interactuar con el flujo del viento, provoca una fuerza lateral que mueve el barco, y cuando está estacionada, la turbina hace girar un generador que produce electricidad. Puede leer más sobre los barcos que utilizan la propulsión por efecto Magnus. Aunque estos rotores verticales y alas verticales crean la fuerza que impulsa el barco utilizando el viento de la misma manera que las velas antiguas, los rotores Magnus requieren un accionamiento externo para girarlos, y nuevamente las alas. Requiere un ventilador con unidad externa. Y, además, estas dos instalaciones no son capaces de generar energía cuando se exponen al viento.
Actualmente, en el grupo de empresas "Rostekhno" de Rostov se están mejorando las turbinas descritas, con un equipo activo y, lo que es especialmente agradable, creativo y con un agudo sentido de lo nuevo. ¡Esto infunde confianza en el éxito de esta prometedora dirección!
La prioridad de la turbina eólica hoy está protegida por los siguientes documentos: La decisión de expedir una patente de la República de Kazajstán para la solicitud 2015/470.1 “Unidad de energía eólica”, La decisión de expedir una patente de la República de Kazajstán para la solicitud 2016 /0104.1 “Rotor de motor eólico”. Sin embargo, también se han preparado importantes mejoras que van más allá del alcance de este artículo y proporcionan ventajas decisivas frente a los intentos de piratear la turbina descrita anteriormente.
La energía eólica es energía gratuita, renovable y segura. Una instalación que convierte la energía de los flujos de aire en electricidad
o térmico se llama generador eólico. La mayoría de las turbinas eólicas modernas tienen una eficiencia relativamente baja (hasta un 30%) y unos costes de producción elevados.Proyecto de turbina eólica.
Las principales tareas de todos los científicos involucrados en los problemas de la energía eólica son reducir el costo de producción de turbinas eólicas y aumentar su eficiencia y potencia.
Clasificación
Los aerogeneradores se dividen según la ubicación del eje de rotación en estructuras con:
- eje vertical (perpendicular al suelo);
- Eje horizontal (paralelo al suelo).
Según los materiales con los que están fabricadas las aspas, los molinos de viento se clasifican en:
- de hoja rígida;
- navegación
Según el número de palas se divide en:
- generadores de 2 palas;
- generadores de 3 palas;
- Generadores multipalas, con un número de palas a partir de 50.
Los aerogeneradores de turbina pertenecen a la categoría de nueva generación; los instalo en el tejado en forma de ventiladores y no molestan a los vecinos con su ruido.
Según el tipo de paso helicoidal, los generadores se distinguen por:
- paso constante;
- paso variable.
Por tipo de construcción:
- lobulado;
- turbina
A proposito:
- familiar;
- comercial;
- industrial.
Los aerogeneradores industriales se construyen principalmente con un eje de rotación horizontal y palas rígidas.
El aerogenerador Liam F1 Urban produce un 80% de eficiencia
Para suministrar energía a viviendas particulares y pequeños edificios se suelen instalar turbinas eólicas a vela y generadores con ejes de rotación verticales.
Una instalación de aerogenerador es un generador eólico cuya turbina tiene forma cilíndrica con palas instaladas en su interior. En esencia, se trata de un molino de viento con un eje de rotación horizontal, cuyos bordes de aspas están protegidos por un cilindro. Difiere en simple, diseño confiable, mayor eficiencia en comparación con los molinos de viento de palas.
Diferencia fundamental
La turbina eólica es un circuito cilíndrico. Las palas giratorias están ubicadas dentro del circuito. La estructura consta de:
- turbinas;
- carenado externo o interno;
- carenado del conjunto del generador de turbina;
- góndolas;
- generador;
- inversor;
- módulo de almacenamiento;
- unidad de control;
- unidad de fijación dinámica.
Los molinos de viento de este tipo se caracterizan por la ausencia de palas en rotación desprotegidas, así como por un sistema diseñado para regularlas y orientarlas en la dirección del viento. Esto aumenta la confiabilidad y seguridad de la estructura. La forma cilíndrica del carenado se despliega de forma independiente, captando el viento, y el carenado, que funciona como boquilla, aumenta la potencia de la instalación.
Dependiendo de la potencia requerida y el propósito, el diseño puede tener muchas modificaciones. Por ejemplo, en la fabricación de turbinas se puede utilizar. varios materiales. Las dimensiones geométricas y el método de colocación (sobre soporte, cercha, etc.) pueden variar. Es posible equiparlo adicionalmente con módulos de baterías solares.
Prototipo de aerogenerador tipo turbina para empresas
Las unidades de turbinas eólicas se fabrican para fines domésticos e industriales.
Principio de funcionamiento de la instalación.
Para el funcionamiento normal de una instalación eólica de tipo turbina, se requiere que el viento sople a una velocidad de 2 m/s a 60 m/s. El principio de funcionamiento de la instalación es el siguiente. La unidad detecta de forma independiente la dirección del viento y gira en la dirección deseada. El flujo de aire golpea las aspas y las hace girar. Las masas de aire imparten energía cinética de movimiento a las palas, donde se convierte en energía mecánica que hace girar el rotor.
Turbina eólica desarrollo ruso sometiéndose a pruebas
La rotación del rotor produce una corriente trifásica suministrada al generador. De allí, la corriente pasa al controlador, donde se rectifica, luego pasa por las baterías, las carga y luego pasa al inversor. El inversor produce monofásico. corriente alterna, su frecuencia de oscilación es de 50 Hertz para redes con tensión de 220 V, o corriente trifásica con tensión de 380 V, requerida empresas industriales, así como para alimentar la carga.
Ventajas de un aerogenerador
Un aerogenerador con diseño de turbina tiene importantes ventajas sobre las turbinas eólicas de otros diseños.
- Alta sensibilidad al viento. La velocidad mínima del viento para accionar las palas es de 2 m/s; Los aerogeneradores de otros tipos requieren una velocidad del viento de 4 m/s.
- El generador es capaz de funcionar con vientos huracanados (hasta 60 m/s). La mayoría de los demás aerogeneradores funcionan a una velocidad de entre 25 y 30 m/s.
- La eficiencia de un aerogenerador es casi el doble que la de un aerogenerador con palas desprotegidas. Debido al diseño de la boquilla del carenado, la turbina eólica es mucho más potente que las unidades de otros diseños.
- La unidad de turbina es segura para pájaros y murciélagos. Los molinos de viento con palas abiertas provocan a menudo la muerte de animales voladores que no pueden determinar los límites de la zona de peligro. Los murciélagos y los pájaros identifican una turbina eólica como un único obstáculo y lo sortean con éxito.
- Los molinos de viento de la mayoría de los diseños producen mucho ruido y, a determinadas velocidades del viento, generan infrasonidos, por lo que no pueden instalarse cerca de edificios residenciales, granjas o bosques. Las instalaciones de turbinas no producen infrasonidos, que son perjudiciales para las personas y los animales. Se pueden instalar junto a edificio residencial. Las turbinas eólicas no provocan la migración artificial de animales.
- Menor coste de producción respecto a las palas. La fabricación de palas libres es un proceso complejo y costoso. Su ausencia reduce significativamente el coste y simplifica la producción de la instalación.
- Instalación fácil y rápida. Los componentes del turbogenerador se producen en fábrica; Allí se ensamblan los bloques principales. La instalación incluye únicamente la colocación, conexión de bloques y fijación al soporte. La instalación se realiza mediante ascensores estándar.
- Facilidad de mantenimiento. El mantenimiento de los aerogeneradores de turbina es mucho más sencillo y económico que el de los de palas. Con el correcto funcionamiento de la instalación, se realizarán periódicamente servicio postventa, la vida útil alcanza los 50 años.
- Una central eólica de tipo turbina, a diferencia de las turbinas eólicas clásicas, no interfiere con los pilotos ni los despachadores de vuelo, no es detectada por los radares de defensa aérea y no representa una amenaza para la seguridad nacional.
Área de aplicación
Un generador de turbina eólica alcanza su máxima eficiencia cerca de masas de agua naturales debido al movimiento del aire casi durante todo el año y a su alta sensibilidad al viento. Y también se instala en ciudades y pueblos. El diseño de la instalación permite utilizar el generador para la iluminación autónoma o combinada de casas y cabañas privadas.
Un generador eólico es útil en asentamientos ubicados lejos de ciudades y centros regionales, donde a menudo ocurren cortes de energía. La instalación de turbinas eólicas se puede utilizar cerca de aeródromos y campos de entrenamiento militares. Si bien permanece invisible para los radares, no representa ninguna amenaza para los pilotos ni para los sistemas de seguridad nacional.
Los minerales extraídos de las profundidades de la tierra y utilizados por la humanidad como recursos energéticos, lamentablemente, no son ilimitados. Cada año su valor aumenta, lo que se explica por una reducción en los niveles de producción. Una opción de suministro de energía alternativa y en crecimiento son las plantas de energía eólica para el hogar. Ellos Le permite convertir la energía eólica en corriente alterna., que permite cubrir todas las necesidades eléctricas de cualquier electrodomésticos. La principal ventaja de estos generadores es su absoluto respeto al medio ambiente, así como el uso gratuito de electricidad durante un número ilimitado de años. Se analizarán más a fondo qué otras ventajas tiene un generador eólico para el hogar, así como las características de su funcionamiento.
Ya los antiguos notaban que el viento puede ser un excelente ayudante en la realización de muchos trabajos. Molinos de viento, que permitieron convertir el grano en harina sin gastar propia fuerza, se convirtieron en los fundadores de los primeros generadores eólicos.
Las plantas de energía eólica constan de una serie de generadores capaces de recibir, convertir y almacenar la energía eólica en corriente alterna. Pueden proporcionar fácilmente a toda una casa electricidad que surge de la nada.
Sin embargo, hay que decir que Los costos de los equipos y su mantenimiento no siempre son más baratos. que el coste de las redes eléctricas centrales.Ventajas y desventajas
Por lo tanto, antes de unirse a los partidarios de la energía gratuita, es necesario darse cuenta de que las plantas de energía eólica no sólo tienen ventajas, sino también ciertas desventajas. De aspectos positivos
El uso de la energía eólica en la vida cotidiana se puede distinguir de la siguiente manera:
- el método es absolutamente respetuoso con el medio ambiente y no daña ambiente;
- simplicidad de diseño;
- facilidad de uso;
- Independencia de las redes eléctricas.
Los minigeneradores domésticos pueden proporcionar electricidad parcialmente o convertirse en un sustituto completo de ella, transformándose en plantas de energía.
Sin embargo, no debemos olvidarnos de defectos, que son:
- alto costo del equipo;
- la recuperación de la inversión no se produce antes de 5 a 6 años de uso;
- factores de eficiencia relativamente pequeños, razón por la cual la potencia se ve afectada;
- Requiere equipos costosos: una batería y un generador, sin los cuales la estación no puede funcionar en días sin viento.
Para no gastar mucho dinero, antes de comprarlo todo equipo necesario, se debe evaluar la rentabilidad de la central eléctrica. Para ello, calcule la potencia media de la casa (esto incluye la potencia de todos los aparatos eléctricos utilizados), el número de días de viento al año y también evalúe el área donde se ubicarán las turbinas eólicas.
Principales elementos estructurales
La facilidad de construcción de la central se explica por el carácter primitivo de los elementos estructurales.Para utilizar la energía eólica, necesitarás estos detalles:
- palas eólicas: capturan el flujo del viento y transmiten el impulso al generador eólico;
- Generador y controlador eólico: contribuyen a la conversión del impulso en CORRIENTE CONTINUA.;
- batería – almacena energía;
- Inversor: ayuda a convertir la corriente continua en corriente alterna.
La energía eólica se está desarrollando activamente en todo el mundo y durante mucho tiempo no es ningún secreto que es una de las áreas más prometedoras. energía alternativa por ahora. A mediados de 2014 poder general de todas las turbinas eólicas instaladas en el mundo fue de 336 gigavatios, y la turbina eólica vertical de tres palas más grande y potente, Vestas-164, se instaló y puso en marcha a principios de 2014 en Dinamarca. Su potencia alcanza los 8 megavatios y la envergadura de las palas es de 164 metros.
A pesar de la tecnología establecida desde hace mucho tiempo para la fabricación de turbinas de palas y turbinas eólicas en general, muchos entusiastas se esfuerzan por mejorar la tecnología, aumentar su eficiencia y reducir los factores negativos.
Como se sabe, el coeficiente de utilización de energía de las corrientes de viento alcanza, en el mejor de los casos, el 30%, son bastante ruidosas y alteran el equilibrio térmico natural de las zonas cercanas, aumentando la temperatura de la capa de aire terrestre durante la noche. También son muy peligrosos para las aves y ocupan superficies importantes.
¿Qué alternativas existen? De hecho, la creatividad de los inventores modernos no tiene límites y se han inventado muchas alternativas diferentes.
Echemos un vistazo a cinco de los diseños de turbinas eólicas alternativas más inusuales y notables de la industria.
Desde 2010, la empresa estadounidense Altaeros Energies, fundada en el Instituto de Investigación de Massachusetts, desarrolla una nueva generación de aerogeneradores. Nuevo tipo Los generadores eólicos están diseñados para funcionar a altitudes de hasta 600 metros, que los generadores eólicos convencionales simplemente no pueden alcanzar. Es a altitudes tan elevadas donde soplan constantemente los vientos más fuertes, que son de 5 a 8 veces más fuertes que los vientos cerca de la superficie de la tierra.
El generador es una estructura inflable, similar a un dirigible inflado con helio, en el que se instala una turbina de tres palas sobre un eje horizontal. Un generador eólico de este tipo se lanzó en 2014 en Alaska a una altitud de unos 300 metros para realizar pruebas durante 18 meses.
Los desarrolladores afirman que esta tecnología producirá electricidad a un coste de 18 céntimos por kilovatio-hora, la mitad del coste habitual de la energía eólica en Alaska. En el futuro, estos generadores podrán sustituir a las centrales eléctricas diésel y encontrar aplicación en zonas problemáticas.
En el futuro, este dispositivo no será sólo un generador de energía, sino también parte de una estación meteorológica y un medio conveniente para proporcionar Internet en zonas alejadas de la infraestructura correspondiente.
Una vez instalado, este sistema no requiere la presencia de personal, no ocupa un área grande y es casi silencioso. Se puede controlar de forma remota y requiere Mantenimiento solo una vez cada 1-1,5 años.
Otro solución interesante En los Emiratos Árabes Unidos se está implementando un diseño inusual para una planta de energía eólica. No muy lejos de Abu Dhabi se está construyendo la ciudad de Madsar, donde se planea construir una planta de energía eólica bastante inusual, llamada por los desarrolladores "Windstalk".
El fundador de la empresa de diseño neoyorquina Atelier DNA, que está desarrollando el diseño de este proyecto, dijo que la idea principal era encontrar un modelo cinético en la naturaleza que pudiera servir para generar electricidad, y así fue encontrado. 1203 tallos de fibra de carbono, cada uno de unos 55 metros de altura, con cimientos de concreto 20 metros de ancho, se instalarán a una distancia de 10 metros entre sí.
Los tallos estarán reforzados con goma, y tendrán un ancho de unos 30 cm en la base, y estrechos en la parte superior hasta 5 centímetros. Cada uno de estos vástagos contendrá capas alternas de electrodos y discos cerámicos hechos de material piezoeléctrico que genera electricidad cuando se le somete a presión.
A medida que los tallos se balancean con el viento, los discos se comprimen generando una corriente eléctrica. No hay ruido de las palas de las turbinas eólicas, ni víctimas de aves, nada más que viento.
La idea surgió al observar los juncos balanceándose en el pantano.
El proyecto Windstalk de Atelier DNA obtuvo el segundo lugar en el concurso Land Art Generator, patrocinado por Madsar, para seleccionar la mejor obra de arte de un campo internacional de participantes que podría generar energía utilizando fuentes renovables.
La superficie que ocupará esta inusual central eólica será de 2,6 hectáreas, y la potencia corresponderá a la de un aerogenerador convencional que ocupará una superficie similar. El sistema es eficiente debido a la ausencia de pérdidas por fricción inherentes a los sistemas mecánicos tradicionales.
En la base de cada vástago habrá un generador que convierte el torque del vástago mediante un sistema de amortiguadores y cilindros, similar al sistema Levant Power desarrollado en Cambridge, Massachusetts.
Dado que el viento no es constante, se utilizará un sistema de almacenamiento de energía para que la energía acumulada pueda aprovecharse incluso cuando no haya viento, explican los empleados que trabajan en el proyecto.
En la parte superior de cada tallo habrá una luz LED, cuyo brillo dependerá directamente de la fuerza del viento y de la cantidad de electricidad generada en ese momento.
Windstalk funcionará con un movimiento de balanceo caótico, lo que permitirá que los elementos se coloquen mucho más juntos de lo que es posible con los generadores eólicos de palas convencionales.
Se está desarrollando un proyecto similar, Wavestalk, para convertir la energía de las corrientes y olas del océano, donde un sistema similar estaría al revés bajo el agua.
El proyecto, desarrollado por Saphon Energy de Túnez, al igual que Windstalk, es un generador eólico sin aspas, pero esta vez el dispositivo tiene un diseño tipo vela.
Este generador silencioso, con forma de antena parabólica, se llama Saphonian. No tiene partes giratorias y es completamente seguro para las aves. La pantalla del generador se mueve hacia adelante y hacia atrás bajo la influencia del viento, creando vibraciones en el sistema hidráulico.
El objetivo del proyecto es mejorar el rendimiento de los aerogeneradores en cuanto al aprovechamiento del flujo del viento. El viento está literalmente enganchado a una vela, que se mueve hacia adelante y hacia atrás bajo su influencia, mientras que no hay palas, ni rotor, ni engranajes. Esta interacción te permite transformar más energía cinética en uno mecánico mediante pistones.
La energía se puede almacenar en acumuladores hidráulicos, o convertirse en electricidad a través de un generador, o con su ayuda, algún mecanismo puede ponerse en rotación. Si los aerogeneradores convencionales tienen una eficiencia del 30%, este generador de vela proporciona el 80%. Su eficiencia supera en 2,3 veces la de los molinos de viento de palas.
Debido a la ausencia de componentes costosos, como es el caso de un aerogenerador (palas, bujes, cajas de cambios), en el caso de Saphonian los costes de equipamiento se reducen hasta un 45%.
La forma aerodinámica del Saphonian tiene la ventaja de que las corrientes de viento turbulentas tienen poco efecto sobre el cuerpo de la vela y la fuerza aerodinámica sólo aumenta. La turbulencia es la razón por la que las turbinas eólicas no se utilizan en zonas urbanas, pero Saphonian también se puede utilizar allí. Además, se minimizan los factores acústicos y de vibración nocivos. Saphon Energy recibió un premio de KPMG por sus esfuerzos en el desarrollo de la innovación.
Otro enfoque muy revolucionario para el uso de la energía eólica fue implementado en 2008 por un entusiasta inventor de California. Los grandes generadores eólicos para ciudades pequeñas tienen el tamaño de un edificio de 30 pisos y sus palas alcanzan el tamaño de las alas de un Boeing 747.
Estos generadores gigantes ciertamente producen mucha energía, pero fabricar, transportar e instalar dichos sistemas es complejo y costoso. A pesar de esto, la industria crece más del 40 por ciento cada año. Esto es exactamente lo que pensó Doug Selsam de California antes de preguntarle a su objetivo ambicioso. Decidió que era muy posible obtener más energía utilizando menos materiales.
Al instalar una docena o varias docenas de pequeños rotores en un solo eje conectado a un solo generador, Doug finalmente logró su objetivo. Conectó un extremo del eje largo a un generador y lanzó el otro extremo al aire en globos de helio. El sistema funcionó como se esperaba.
Doug leyó en los libros de texto que una turbina de un solo tornillo era suficiente para obtener el máximo, pero Doug tenía sus dudas. Él pensaba de otra manera: cuantos más rotores, más energía eólica estará disponible para su uso.
Si cada rotor se coloca en el ángulo correcto, cada rotor recibirá su propio viento y esto aumentará la eficiencia de generación.
Por supuesto, esto complica la física, porque ahora teníamos que asegurarnos de que cada rotor captara su propio flujo, y no sólo el flujo del rotor situado al lado. Necesario para descubrir ángulo óptimo para el eje en relación con el viento y la distancia ideal entre los rotores. Y, al final, los beneficios se lograron utilizando menos material.
En 2003, el inventor recibió una subvención de 75.000 dólares de la Comisión de Energía de California para desarrollar una turbina de siete rotores y 3.000 vatios. El desafío se completó con éxito y Doug Selsam ya vendió más de 20 de sus turbinas de doble rotor de 2000 vatios a varios propietarios. Construyó estos dispositivos en su garaje suburbano.
La idea de Doug fue una de las pocas que realmente tenía el potencial de triunfar en el mundo comercial. Selsam dice que los dos rotores son sólo el comienzo. Probablemente algún día verá sus turbinas multirrotor extenderse a lo largo de un kilómetro y medio en el cielo.
Arquímedes, cuya oficina se encuentra en Rotterdam, Países Bajos, ha ideado su propio concepto de turbinas eólicas inusuales que pueden instalarse directamente en los tejados de los edificios residenciales.
Según los autores del proyecto, un diseño eficaz y silencioso puede proporcionar plenamente casa pequeña electricidad, y un complejo de tales generadores, trabajando en conjunto, es capaz de reducir completamente a cero la dependencia de un gran edificio de fuentes externas de electricidad. Los nuevos aerogeneradores se denominan Liam F1.
Una pequeña turbina, con un diámetro de 1,5 metros y un peso de unos 100 kilogramos, puede instalarse en cualquier pared o tejado de un edificio residencial. Normalmente, la altura de los tejados adosados es de 10 metros y el viento en el país casi siempre sopla del suroeste. Estas condiciones son suficientes para colocar correctamente la turbina en el tejado y utilizar eficazmente la energía eólica.
Aquí se resuelven dos problemas de los aerogeneradores convencionales: el ruido de las turbinas de palas convencionales y el elevado coste de instalación de equipos voluminosos. en ordinario generadores eólicos Los costos de instalación a menudo no se recuperan. El nivel de ruido de la turbina Liam es de unos 45 dB, y es incluso más silencioso que el ruido de la lluvia (el ruido de la lluvia en el bosque es de 50 dB).
Con forma de caparazón de caracol, la turbina, como una veleta, gira con el viento, capturando el flujo de aire, reduciendo su velocidad y cambiando de dirección. El director de la empresa, Marinus Miremeta, afirma que la eficiencia de la innovadora turbina alcanza el 80% de la eficiencia máxima teóricamente disponible en la energía eólica. Y esto ya es suficiente.
En los Países Bajos, una familia media consume 3.300 kWh de energía eléctrica al año. Según los desarrolladores, la mitad de esta energía puede ser proporcionada por una turbina Liam F1 con una velocidad del viento de al menos 4,5 m/s.
Puede colocar tres de estas turbinas en los vértices de un triángulo en el techo de una casa, luego cada una de las turbinas recibirá viento y no interferirán entre sí, sino que, por el contrario, se ayudarán entre sí.
Si estamos hablando acerca de En cuanto a la instalación en una ciudad donde se producen corrientes turbulentas, el fabricante sugiere elevar ligeramente los generadores eólicos instalados en los tejados de la ciudad y montarlos en postes para que las paredes de las casas vecinas no interfieran con las corrientes de viento.
El coste estimado de la nueva turbina incluida la instalación es de 3.999 euros. Dado que el dispositivo mide más de un metro, es posible que se requiera una licencia especial para su uso, por lo que, como último recurso, la empresa también produce turbinas mini-Liam con un diámetro de 0,75 metros.
Los fabricantes planean utilizar sus turbinas no sólo para el suministro de energía a edificios residenciales e industriales, sino también para el suministro de energía a buques marítimos.
Como puedes ver, los fabricantes de aerogeneradores tienen muchas alternativas interesantes.
Hoy en día se hace imposible vivir sin electricidad. Todos los dispositivos, equipos y herramientas que pueden proporcionar a una persona al menos un mínimo de comodidad y la capacidad de trabajar productivamente requieren energía. Al mismo tiempo, la capacidad de conectarse a la red no siempre está disponible, por lo que se necesitan dispositivos capaces de generar electricidad a partir de fuentes existentes. Uno de los prometedores y Opciones Disponibles es la energía eólica.
Generador eólico tipo turbina: ¿qué es?
Diseño de generador eólico tipo turbina. Hoy es uno de los más efectivos. La razón de esto es que en dispositivos de este tipo se ha logrado una combinación óptima de área y configuración. La reducción de tamaño se compensa con un aumento en el número y, paralelamente, se produce una fuerte disminución del efecto de equilibrio negativo en el reverso de las palas, lo que crea una fuerza que contrarresta la rotación.
Además, la mayoría de los diseños de turbinas se caracterizan por un bajo nivel de ruido, que también se debe a la pequeña superficie de las palas y a las dimensiones relativamente pequeñas del dispositivo en sí, que no crea una fuerte resistencia al flujo del viento. El riesgo de fractura o también se reduce significativamente, ya que la resistencia al viento de las palas es mucho menor que la de los dispositivos más tradicionales.
Aerogeneradores de tercera generación
El principio de turbina en el diseño de aerogeneradores se considera el más eficaz. Dichos dispositivos demuestran una eficiencia relativamente alta y son capaces de iniciar la rotación en . Esta dirección se considera la industria de la energía eólica más prometedora, y los generadores eólicos creados según este principio se clasifican como modelos de la nueva tercera generación.
Al mismo tiempo, todavía hay muy pocos desarrollos industriales. Básicamente, están representados por modelos extranjeros con bajas prestaciones y precios elevados, lo que supone una seria barrera entre ellos y los consumidores. Al mismo tiempo, esta situación estimula el crecimiento de desarrollos independientes, muchos de los cuales pueden cambiar radicalmente la situación en torno a la energía eólica en su conjunto.
Además, si al principio se dedicaban personas al azar a fabricar tales dispositivos, ahora entre los diseñadores aficionados hay un gran porcentaje de profesionales que tienen una formación especial y son capaces de cálculo preciso sus proyectos. Por tanto, a menudo supera a los diseños industriales.
La situación actual es tal que los acontecimientos escala industrial, realizados por empresas extranjeras, se centran más en la alta productividad, mientras que los inventos de los artesanos nacionales sirven para crear la capacidad de proporcionar electricidad. Área pequeña - una casa privada, finca, expedición, etc., lo que significa diferentes precios y condiciones de uso.
Tipos y tipos de generadores eólicos.
Clasificación de aerogeneradores. producido según diferentes signos. En primer lugar, se dividen en:
- Horizontal. El eje de rotación del rotor es horizontal; los dispositivos tienen una mayor eficiencia operativa, pero requieren una orientación precisa en la dirección del viento.
- Vertical. Estas muestras giran alrededor de un eje vertical, por lo que la dirección del flujo de aire no es importante para ellas.
Por tipo de construcción:
- Lobulado.
- Turbina.
Además, existe una división según la estructura de las palas:
- De hoja dura.
- Vela (hecha de materiales blandos o tela estirada sobre un marco).
A proposito:
- Familiar
- Industrial
- Comercial.
Hay que tener en cuenta que la clasificación de los aerogeneradores es muy arbitraria; constantemente surgen nuevas opciones y tipos de diseño que no encajan en el marco de estos grupos. El proceso de desarrollo y promoción de esta área se encuentra en una etapa creciente, por lo que es demasiado pronto para hablar de una clasificación final y detallada de importancia oficial.
Rendimiento general de la turbina
El principal parámetro que interesa al consumidor en primer lugar es la potencia del dispositivo. Este es un indicador de la eficiencia de un molino de viento, lo que le permite evaluar el costo de la energía recibida y decidir en qué medida dicho dispositivo resuelve el problema existente.
El segundo indicador, no menos importante y significativo, es precio del generador eólico. Los usuarios habituales no disponen de muestras demasiado caras, por lo que su producción es irracional desde un punto de vista económico.
Además, se tiene en cuenta mantenibilidad, características de operación y mantenimiento del dispositivo. Estas cuestiones son, en cierta medida, incluso más importantes que el precio, ya que la compra se realiza una vez y el mantenimiento y las reparaciones pueden realizarse con bastante frecuencia, lo que requiere costes continuos.
Hay que tener en cuenta que un aerogenerador es un complejo formado por bastante un gran número de componentes. El rendimiento de todo el sistema depende de los parámetros individuales de los elementos; por lo tanto, un solo nodo débil puede reducir el rendimiento de todo el complejo; parámetros importantes debemos mencionar la completa correspondencia y compatibilidad de todos los nodos y elementos entre sí.
Nuevos aerogeneradores verticales
El gran interés por la energía eólica, sus capacidades y perspectivas ha creado un poderoso movimiento para el desarrollo y el diseño independientes. varios dispositivos. Se han creado muchos diseños nuevos e inusuales de generadores eólicos, algunos de los cuales son altamente eficientes, por lo que pueden convertirse en prototipos de dispositivos energéticos del futuro. Veamos algunos de ellos:
Aerogenerador tipo hiperboloide
Un diseño cuya idea principal es maximizar la eficiencia reduciendo la presión del viento en la parte trasera de las palas. Es un rotor vertical con palas de varilla ubicadas a lo largo del círculo de rotación, creando un contorno en forma de hiperboloide. El área útil expuesta al flujo aumenta significativamente. La eficiencia de un dispositivo de este tipo es mucho mayor que la de los diseños convencionales; el rotor puede arrancar con un viento de sólo 1,4 m/s.
Generador de viento Tretiakov
El diseño de Tretyakov es un dispositivo bastante complejo, pero muy eficaz. Principio de operación Se basa en captar el flujo de aire y organizar su dirección de tal forma que no se cree resistencia.
El impulsor con palas está ubicado dentro de una estructura de entrada de aire que recibe el flujo del viento entrante y lo distribuye de manera que actúa sobre las palas en dirección de abajo hacia arriba. Este punto es bastante importante: el vector de la fuerza aplicada reduce el coeficiente de fricción, lo que facilita el inicio de la rotación y le permite trabajar de manera efectiva a bajas velocidades del viento. Al mismo tiempo, a pesar del tipo de construcción vertical, el dispositivo es exigente en cuanto a la dirección del viento y debe orientarse en la dirección del flujo. Esto sucede automáticamente; la forma del casco facilita el giro con el viento.
La capacidad de trabajar con flujos débiles es importante para la mayoría de las regiones de nuestro país, y la compacidad y confiabilidad del diseño garantizan un uso a largo plazo.
Turbina de rotor eólico Bolotov
El aerogenerador, basado en los desarrollos de la familia Bolotov, está destinado principalmente a resolver los problemas de suministro de energía a casas particulares, unidades móviles u otras zonas puntuales, tanto fijas como móviles. El diseño es un rotor vertical equipado con palas modulares instaladas seccionalmente, una encima de la otra.
En el exterior se instala un aparato enderezador fijo que captura los flujos de viento y los dirige en el ángulo deseado, eliminando el efecto de equilibrio en el reverso de las palas. El enderezador realiza simultáneamente la función de estator, lo que aumenta la potencia y la eficiencia del generador eólico.
La característica principal del dispositivo es que no requiere que un mástil se eleve sobre el nivel del suelo. Además, la fuerza del viento necesaria para iniciar la rotación es relativamente pequeña, lo que permite utilizar el diseño en cualquier región.
Generador eólico Revolution Air Designer
Este dispositivo es una creación del diseñador francés Philippe Starck. El diseño es un tipo de rotor helicoidal. Está previsto producir dos tamaños estándar con una potencia de 1 kW y 400 W. En consecuencia, el tamaño del molino de viento será de 140 y 90 cm.
Los parámetros de diseño son francamente débiles: la velocidad del viento necesaria para el lanzamiento es de 14 m/s y el coste de los modelos es de 3.500 y 2.500 euros, respectivamente. Tales cualidades no permiten considerar seriamente el diseño como una solución al problema del suministro de energía, convirtiendo el dispositivo en un costoso juguete de estatus.
La solución de los problemas de suministro de energía en regiones remotas suele recaer sobre los propios residentes, lo que los obliga a recurrir a fuentes alternativas. Los modelos industriales a menudo no están disponibles debido a los altos precios, por lo que debe utilizar instalaciones caseras. La abundancia de diseños que tienen una alta eficiencia y eficiencia en comparación con los modelos de fábrica contribuye a la difusión y promoción de aerogeneradores de diseños alternativos.