Nhà máy điện gió ở Nga. Máy phát điện gió cho gia đình: chủng loại, giá gần đúng, sản xuất DIY

- thiết bị được thiết kế đặc biệt trong đó năng lượng gió được chuyển đổi thành năng lượng điện. Họ đang trở nên phổ biến hơn mỗi ngày. Sử dụng các nguồn năng lượng tự nhiên và quan trọng nhất là các nguồn năng lượng tái tạo, các nhà máy điện gió tiện lợi và đơn giản, được gọi là tua-bin gió, là sự thay thế tuyệt vời cho các nhà máy điện truyền thống, đặc biệt là ở các hộ gia đình.

Sử dụng năng lượng gió

Cối xay gió, hay đúng hơn là nguyên lý hoạt động của chúng, đã bị lãng quên một cách đáng kể vào những năm 20 của thế kỷ trước. Tuy nhiên, năng lượng gió thậm chí còn không được sử dụng để tạo ra năng lượng điện. Nó cung cấp năng lượng cho cối xay, được sử dụng làm động cơ đẩy cho tàu thuyền và sau đó khởi động máy bơm để bơm nước vào các hồ chứa, nghĩa là nó được chuyển thành năng lượng cơ học.

Năng lượng gió bắt đầu phát triển nhanh chóng vào cuối những năm sáu mươi của thế kỷ trước. Vào thời điểm này, các nguồn năng lượng truyền thống đang bị thiếu hụt trầm trọng, giá cả tăng mạnh và các vấn đề môi trường liên quan đến việc sử dụng chúng ngày càng trở nên gay gắt hơn.

Thúc đẩy việc sử dụng các nguồn điện thay thế, bao gồm cả năng lượng gió và tiến bộ công nghệ. Các vật liệu mới có độ bền cao và khá nhẹ đã xuất hiện giúp có thể xây dựng những tòa tháp cao tới 120 m và những cánh quạt khổng lồ.

Gió thổi ở nhiều vùng trên hành tinh có thể làm quay tua-bin của nhà máy điện với tốc độ đủ để cung cấp năng lượng cho các hộ gia đình, trang trại nhỏ hoặc trường học ở khu vực nông thôn.

Nhưng trong bất kỳ thùng mật ong nào cũng có ít nhất một con ruồi trong thuốc mỡ. Gió không thể kiểm soát được; không phải lúc nào nó cũng thổi, đặc biệt là theo cùng một hướng và cùng tốc độ. Tiến bộ công nghệ không đứng yên. Nếu ngày nay những nhà máy điện gió cho một ngôi nhà riêng tạo ra hàng trăm kilowatt điện không còn là chuyện hiếm thì ngày mai có lẽ những trạm điện có công suất hàng chục megawatt sẽ trở nên phổ biến. Dù sao đi nữa, đã có những nhà máy điện gió có công suất từ ​​5 MW trở lên.

Ưu điểm và nhược điểm của nhà máy điện gió

Các nhà máy điện gió, ngoài việc sử dụng năng lượng gió miễn phí và độc lập với các nguồn điện bên ngoài, còn có một số lợi thế đáng kể khác. Không có vấn đề về môi trường trong việc lưu trữ và xử lý chất thải, và bản thân phương pháp tạo ra năng lượng là một trong những phương pháp thân thiện với môi trường nhất. Chưa kể cối xay gió trông đẹp mắt như thế nào so với bầu trời, ưu điểm của nó có thể coi là việc lắp đặt có thể cố định hoặc di động.

Ngoài ra, ngày nay người ta đã có thể chọn một trang trại gió có mô hình và công suất phù hợp hoặc sử dụng hệ thống lắp đặt kết hợp việc sử dụng một số nguồn năng lượng, truyền thống và thay thế. Đây có thể là nhà máy điện diesel hoặc điện gió mặt trời.

Trang trại gió cũng có những bất lợi. Thứ nhất, chúng ồn ào đến mức phải tắt các hệ thống lắp đặt lớn vào ban đêm. Thứ hai, chúng thường gây nhiễu giao thông hàng không hoặc sóng vô tuyến. Thứ ba, chúng cần được đặt trên những khu vực thực sự rộng lớn. Và có một nhược điểm đáng kể khác của cấu trúc lưỡi - chúng cần phải được tắt trong quá trình di cư hàng loạt theo mùa của các loài chim.

Các loại nhà máy điện gió

Dựa trên chức năng, các nhà máy điện gió có thể được chia thành cố định và di động hoặc di động. Việc lắp đặt cố định mạnh mẽ đòi hỏi nhiều công việc chuẩn bị, nhưng chúng có khả năng tích lũy đủ điện trong pin để sử dụng trong thời tiết yên tĩnh.

Các nhà máy điện di động có thiết kế đơn giản hơn, khiêm tốn, dễ lắp đặt và vận hành đơn giản. Chúng thường được sử dụng để cấp nguồn cho các thiết bị điện hoặc khi đi du lịch.

Theo thiết kế, có sự khác biệt giữa các nhà máy điện gió cánh quạt và cánh quạt.

Tùy thuộc vào vị trí lắp đặt trang trại gió, có:

• đất. Chúng được lắp đặt ở độ cao cao hơn và phổ biến nhất hiện nay;
• duyên hải. Chúng được xây dựng ở vùng ven biển và đại dương, nơi gió thổi liên tục do đất và nước nóng lên không đều;
• ngoài khơi. Chúng được xây dựng trên biển, cách bờ biển 10-15 km, nơi gió biển thổi liên tục;
• nổi. Chúng cũng được đặt cách bờ khoảng cách tương đương với những chiếc ngoài khơi, nhưng trên một bệ nổi.

Theo lĩnh vực ứng dụng, các nhà máy điện gió có thể là công nghiệp hoặc dân dụng.

Trang trại gió cánh gạt

Các trang trại gió cánh gạt, vốn dẫn đầu thị trường năng lượng gió, đã trở nên phổ biến. Ở giấc mơ cao, một cơ cấu lưỡi dao có trục quay nằm ngang, chủ yếu là ba cánh, được lắp đặt và sức mạnh của nó phụ thuộc vào khoảng cách của các lưỡi dao. Bộ phận này đạt tốc độ quay tối đa khi các cánh vuông góc với luồng gió, do đó thiết kế của nó bao gồm một thiết bị tự động quay trục quay dưới dạng cánh ổn định tại các trạm nhỏ và hệ thống điều khiển ngáp điện tử ở mức mạnh hơn. trạm.

Các trang trại gió cánh quạt khác nhau chủ yếu ở số lượng cánh quạt. Chúng có thể có nhiều cánh, hai cánh hoặc thậm chí có một lưỡi và một đối trọng.

Trang trại gió quay

Nhà máy điện gió quay hay quay có trục quay thẳng đứng và không phụ thuộc vào hướng gió. Đây là một lợi thế quan trọng nếu sử dụng dòng không khí lệch hướng bề mặt. Nhược điểm của trang trại gió theo thiết kế này là sử dụng máy phát điện nhiều cực, hoạt động ở tốc độ thấp và không được sử dụng rộng rãi.

Các thiết bị này có tốc độ thấp và do đó không tạo ra nhiều tiếng ồn. Ngoài ra, ưu điểm của chúng là sự đơn giản của mạch điện, không bị gián đoạn bởi những cơn gió giật mạnh thường xuyên.

Các chuyên gia tin rằng trang trại gió quay là hứa hẹn nhất cho năng lượng gió quy mô lớn. Đúng vậy, để vận hành một hệ thống lắp đặt như vậy, năng lượng bên ngoài phải được đưa vào nó. Chỉ khi đạt được các thông số khí động học nhất định thì nó mới chuyển từ chế độ động cơ sang chế độ máy phát điện.

Hệ thống kết hợp gió-diesel

Nhược điểm của tuabin gió - nguồn cung cấp điện không đồng đều - trong các mạng lưới lớn được bù đắp bằng số lượng lắp đặt lớn.

Cũng có thể bù đắp nhược điểm này bằng cách sử dụng các hệ thống kết hợp, trong đó có các thiết bị đặc biệt phân phối tải giữa nhà máy điện gió (WPP) và động cơ diesel. Do đó, mạng tự động công suất nhỏ từ 0,5 đến 4 MW kết hợp với động cơ diesel có thể hoạt động ổn định và đáng tin cậy.

Thiết bị hiện đại, giúp tiết kiệm khoảng 65% nhiên liệu lỏng mỗi năm, cho phép bạn kết nối hoặc ngắt kết nối động cơ diesel chỉ trong vài giây nếu cần thiết.

Trang trại gió dân dụng và công nghiệp

Nhà máy điện gió gia dụng có công suất từ ​​250 W đến 15 kW và có thể hoạt động kết hợp với các tấm pin mặt trời, có hoặc không có ắc quy.

Điện được tạo ra từ các nhà máy điện gió hộ gia đình khá đắt nhưng thường không có nguồn nào khác.

Các nhà máy điện gió trong nước ở Nga được sản xuất máy phát điện một chiều sạc pin với công suất lên tới 800 A/h. Tất cả các thiết bị gia dụng trong nhà đều có thể hoạt động bằng pin như: TV, ấm đun nước điện, v.v.

Quá trình sạc pin sau khi ngắt tải có thể khá lâu, tùy thuộc vào cường độ gió và công suất của máy phát điện.

Ngoài ra còn có các trang trại gió nội địa nước ngoài trên thị trường Nga; chúng khá đắt tiền, nhưng theo quy định, chúng tạo ra ít hơn một nửa công suất định mức.

Các trang trại gió công nghiệp có công suất lớn hơn đáng kể và thường được kết hợp thành các mạng lưới đơn lẻ.

Các nhà máy điện gió tư nhân thường có công suất từ ​​3 đến 5, ít hơn 10 kW. Nếu tốc độ gió trung bình hàng năm trong khu vực đạt 3-4 m/s thì một trang trại gió như vậy có thể cung cấp điện cho một ngôi nhà trung bình ở nông thôn, trạm dịch vụ hoặc quán cà phê nhỏ.

Đặc điểm chính của trang trại gió

Công suất định mức là chỉ số chính đặc trưng cho tất cả các nhà máy điện, nhà máy điện gió cũng không ngoại lệ. Nó được xác định bởi công suất mà máy phát điện tạo ra ở tốc độ gió trung bình 12 m/s và phụ thuộc vào loại trạm.

Chỉ số quan trọng tiếp theo là điện áp định mức của trang trại gió do máy phát điện tạo ra. Nó có thể là 220 V, 12 V hoặc 24 V.

Công suất điện của máy phát điện phụ thuộc vào công suất của tuabin. Vì công suất tuabin càng cao, đường kính của nó càng lớn và do đó cột càng chắc chắn, chỉ số này rất quan trọng khi lựa chọn và tính toán thiết kế cột.

Tua bin gió có nhiều đặc điểm hơn. Hiệu suất của nó rất quan trọng - đây là lượng điện mà thiết bị tạo ra mỗi năm. Khi chọn tuabin gió, cần phải biết tốc độ gió tối đa mà tuabin có thể chịu được và tốc độ (khởi động) tối thiểu khi nó bắt đầu quay. Cả tốc độ quay của tuabin và số lượng cánh đều đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn.

Nguyên lý hoạt động và thiết kế trang trại gió

Tại một trang trại gió, luồng không khí làm quay một bánh xe có các cánh quạt, từ đó mô-men xoắn được truyền đến các cơ cấu khác. Bánh xe càng lớn thì càng thu được nhiều luồng không khí và do đó, nó quay càng nhanh.

Về mặt vật lý, tốc độ gió tuyến tính được chuyển thành tốc độ góc quay của trục máy phát, từ đó chuyển chuyển động quay thành năng lượng điện, truyền qua bộ điều khiển đến pin. Ở đầu ra của thiết bị, điện đã phù hợp để sử dụng trong gia đình.

Nghĩa là, một nhà máy điện gió nhỏ bao gồm tua bin, cánh quạt, đuôi (cơ cấu quay), cột với dây cáp, pin, bộ điều khiển sạc và bộ biến tần chuyển đổi điện áp 12 V thành 220 V.

Ngoài các thiết bị này, một trang trại gió công nghiệp còn có các hệ thống theo dõi hướng và tốc độ gió, tình trạng của máy phát điện gió và bảo vệ chống phóng điện sét. Ngoài ra, cột buồm không thể chịu được tải trọng lớn hơn và nó được thay thế bằng một tháp chứa tất cả các thiết bị bổ sung.

Thiết kế trang trại gió

Chỉ số chính cho phép bạn đưa ra quyết định về việc sử dụng nhà máy điện gió là tốc độ gió trung bình hàng năm, tối thiểu phải là 5 m/s. Đúng vậy, ngày nay đã có những trang trại gió được tăng tốc dễ dàng được thiết kế để cung cấp điện cho các hộ gia đình tư nhân, bắt đầu hoạt động với tốc độ dòng khí tối thiểu là 3,5 m/s.

Để xác định chỉ số này, bản đồ gió đặc biệt được sử dụng.

Các phép đo tốc độ gió được thực hiện ở các vùng khí hậu khác nhau của Nga để xác định mức độ hiệu quả của các nhà máy điện gió. Các tua bin và trạm gió đã hoạt động ở khu vực Kaliningrad, trên Quần đảo Commander, Murmansk, Cộng hòa Sakha (Yakutia) và ở Bashkortostan.

Khi quyết định lắp đặt một nhà máy điện gió hoặc trang trại gió tư nhân, trước tiên bạn nên liên hệ với các chuyên gia để tiến hành nghiên cứu hướng và cường độ gió bằng máy đo gió và xây dựng bản đồ về khả năng cung cấp năng lượng của gió. Dựa trên những dữ liệu này, thiết kế tuabin gió hoặc trạm bao gồm một số hệ thống lắp đặt, các thông số hình học và kỹ thuật của nó được tính toán và phát triển.

Không thể xây dựng một trang trại gió công nghiệp có công suất đủ lớn nếu không có nhà đầu tư, và việc tính toán thành thạo và lập dự án sẽ giúp xác định thời gian hoàn vốn của dự án và thu hút nguồn tài chính bổ sung.

Trang trại gió tư nhân

Theo số liệu thống kê bị đánh giá thấp đáng kể, không tính đến các tòa nhà và công trình biệt lập ở vùng sâu vùng xa, khoảng 30% hộ gia đình tư nhân ở khu vực nông thôn, nơi không thể lắp đặt mạng điện vì lý do kinh tế, không có điện. Không phải nơi nào cũng có máy phát điện sử dụng nhiên liệu lỏng. Và đây là ở thế kỷ 21!

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các nhà máy điện gió với nhiều công suất khác nhau có thể được lắp đặt ở nhiều khu vực phía bắc và Viễn Bắc, Sakhalin và Kamchatka, vùng Hạ Volga, Siberia, Karelia và Bắc Kavkaz.

Sự lựa chọn cài đặt bị ảnh hưởng bởi nhu cầu của khách hàng. Nếu bạn cần đảm bảo hoạt động của máy móc nông nghiệp, máy phát điện gió công suất thấp sẽ đáp ứng được nhiệm vụ này. Nếu bạn cần điện khí hóa toàn bộ tòa nhà, lắp đặt hệ thống chiếu sáng đường phố, cung cấp hệ thống sưởi cho ngôi nhà, bạn cần thực hiện một dự án nhà máy điện gió.

Ngoài tốc độ gió trung bình tháng và hướng gió, cần tính toán lượng điện tiêu thụ trung bình tháng và phụ tải cao điểm. Những tính toán như vậy có thể dễ dàng thực hiện độc lập nếu muốn.

Có một chỉ số khác ảnh hưởng đến chi phí thiết bị và lắp đặt tua-bin gió. Đây là chiều cao của cột buồm. Cấu trúc càng cao thì tốc độ gió càng cao và giá thành càng cao. Chiều cao cột buồm tối ưu, theo các chuyên gia, lớn hơn 10 lần so với cây hoặc tòa nhà cao nhất trong bán kính 100 m.

Nhà máy điện gió DIY

Để vận hành máy bơm điện, TV, đèn chiếu sáng hoặc các thiết bị điện công suất thấp khác trong ngôi nhà nhỏ kiểu nông thôn mùa hè, bạn có thể tự mình lắp đặt hệ thống năng lượng gió nếu có một số kiến ​​​​thức về kỹ thuật điện.

Ngày nay, vốn đầu tư xây dựng các nhà máy điện gió lớn đang ngày càng gia tăng ở châu Âu. Xây dựng hàng loạt giúp giảm chi phí một kilowatt và đưa nó đến gần hơn với giá điện thu được từ các nguồn truyền thống.

Thiết kế của các nhà máy điện gió không ngừng được cải tiến, hiệu suất khí động học và điện được cải thiện và tổn thất giảm.

Theo các nhà kinh tế, các nhà máy điện gió dành cho gia đình đang trở thành những dự án năng lượng tiết kiệm chi phí nhất. Trong tương lai, họ hứa hẹn sẽ độc lập khỏi các xu hướng tiêu cực trên thị trường này.

Nhà máy điện gió (WPP) là nguồn năng lượng thay thế thân thiện với môi trường. Trang trại gió là một số nhà máy điện gió phân tán hoặc tập trung (máy phát điện gió hoặc tua-bin gió) được kết nối thành một mạng lưới chung (tầng). Các trang trại gió lớn nhất có thể bao gồm hàng trăm máy phát điện gió trở lên hoạt động độc lập và trên một đơn vị năng lượng chung. Đối với các trang trại gió, khu vực hiệu quả nhất là những khu vực có tốc độ gió trung bình trên 4,5 m/s.

Nga có nguồn tài nguyên năng lượng gió lớn; tổng tiềm năng gió của nước này ước tính khoảng 14.000 TWh/năm. Trạm gió lớn nhất ở Nga là trang trại gió Zelenogradskaya (5,1 MW), chúng tôi cũng lưu ý trang trại gió Anadyr, trang trại gió Zapolyarnaya và Tyupkildy. Tổng công suất các trang trại gió đang vận hành ở Nga là hơn 16,5 MW. Ngoài năng lượng điện, năng lượng gió còn được sử dụng để tạo ra năng lượng nhiệt và cơ năng.

"Tua bin gió Zelenograd nằm gần làng Kulikovo, quận Zelenograd, vùng Kaliningrad.

Tua bin gió chuyển đổi động năng của dòng không khí thành cơ năng, dùng để làm quay rôto của máy phát điện. Tua bin gió công nghiệp được sử dụng trong xây dựng các nhà máy điện gió. Công suất của chúng có thể đạt tới 7,5 MW, điều này phụ thuộc vào thiết kế của cối xay gió, cường độ luồng không khí, mật độ không khí và diện tích bề mặt thổi. Tua bin gió công nghiệp thường bao gồm móng, tủ điều khiển công suất, tháp, thang, cơ cấu quay, vỏ bọc, máy phát điện, cơ cấu theo dõi gió, hệ thống phanh, bộ truyền động, cánh quạt, yếm, thông tin liên lạc. và hệ thống chống sét. Tua bin gió có trục quay thẳng đứng (cánh quay, v.v.) và trục ngang - quay tròn, phổ biến nhất do tính đơn giản và hiệu quả cao.

Thiết bị máy phát điện gió bao gồm một tuabin gió (quay bằng cánh quạt hoặc rôto) và một máy phát điện. Điện nhận được từ máy phát điện thường được cung cấp cho thiết bị quản lý pin, sau đó nó được tích lũy trong pin và sử dụng bộ biến tần kết nối với nguồn điện, được chuyển thành dòng điện xoay chiều có cường độ, tần số và điện áp cần thiết (ví dụ: 50 Hz/220 V). Tua bin gió ở đầu ra của bộ điều chỉnh điện có điện áp DC 24, 48 hoặc 96 volt. Pin lưu trữ năng lượng để sử dụng khi không có gió. Sơ đồ mạch tương tác giữa tuabin gió và thiết bị có thể được sửa đổi và cải tiến theo bất kỳ cách nào.

Các loại nhà máy điện gió.

Đất liền là loại phổ biến nhất. Máy phát điện gió ở đây được đặt ở độ cao (núi, đồi). Trang trại gió lớn nhất là Californian Alta ở Mỹ với công suất 1,5 GW. Máy phát điện gió ở độ cao hơn 500 m so với mực nước biển là một loạt các trạm mặt đất trên núi.

Công trình ngoài khơi đang được xây dựng trên biển, cách bờ biển 10-60 km. Nó mang lại lợi thế là không có lãnh thổ đất liền được chỉ định và hiệu quả cao do gió biển thổi liên tục. So với trên mặt đất, nó đắt hơn.

Nhà máy lớn nhất London Array ở Anh sản xuất 630 MW điện.

Ven biển được xây dựng ở các vùng ven biển và đại dương do gió biển hàng ngày gây ra.

Loài nổi là một loài tương đối mới. Nó được lắp đặt trên một bệ nổi cách bờ một khoảng.

Tăng vọt, nơi các tuabin gió được đặt cao trên mặt đất để khai thác các luồng không khí mạnh hơn và bền bỉ hơn.

Ưu điểm của tuabin gió:

1. Lắp đặt và bảo trì giá rẻ
2. Không cần đội ngũ nhân viên đông đảo
3. Thân thiện với môi trường (ngay cả khi bị phá hủy), không phát thải vào khí quyển, làm xáo trộn hệ sinh thái và cảnh quan
4. Khả năng tái tạo nguồn năng lượng
5. Không cần có khu vực riêng biệt xung quanh nhà ga
6. Mức lợi nhuận ròng cao cho chủ sở hữu do tỷ lệ giữa chi phí điện hiện tại và chi phí tối thiểu để có được năng lượng này cao

Nhược điểm của tuabin gió:

1. Rào cản gia nhập kinh doanh cao. Xây dựng trang trại gió, tính toán xác định địa hình chính xác dựa trên số liệu dài hạn
2. Không thể dự báo chính xác lượng năng lượng được tạo ra do tính chất tự phát của gió
3. Năng lượng thấp
4. Mức ồn cao, có thể ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường (tuy nhiên, công nghệ hiện đại có thể đạt được mức ồn gần bằng mức ồn của môi trường tự nhiên cách tuabin 30 m)
5. Khả năng gây hại cho chim và làm biến dạng tín hiệu truyền hình và đài phát thanh

Dự án tuabin gió trong tương lai:

Thân gió thay vì lưỡi dao. Lắp đặt trong dự án thành phố “xanh” không có ô tô Masdar gần Abu Dhabi. 1203 thân cây tiết kiệm năng lượng cao 55 m ở khoảng cách 10-20 m với nhau sẽ “mọc” lên khỏi mặt đất, đung đưa trong gió và do đó tạo ra năng lượng bằng cách nén các đĩa gốm của các lớp điện cực.

Tua bin gió siêu lớn Aerogenerator X khác biệt với các tua bin gió cổ điển ở kích thước ấn tượng và khả năng sản sinh năng lượng gấp 3 lần so với tua bin gió thông thường (10 MW). Sải cánh 275 m Thiết kế sử dụng rộng, không cao. Cối xay gió quay trên mặt biển giống như một vòng quay ngựa gỗ.

Thành phố tua bin của Na Uy trên bờ biển Stavanger. Vì Liên minh châu Âu đã đặt mục tiêu cung cấp ít nhất 20% năng lượng từ các nguồn năng lượng tự nhiên nên có khả năng Na Uy sẽ trở thành quốc gia sản xuất năng lượng chính thông qua gió và nước. Nhiều tua-bin gió được kết nối sẽ trở thành một thành phố thực sự với 2 triệu việc làm. Năng lượng này có lẽ đủ cho Na Uy và một phần châu Âu. Đến năm 2020, các nhà phát triển dự kiến ​​sẽ cung cấp 12% nguồn cung năng lượng cho thế giới. Tua bin thân thiện với môi trường sẽ tiết kiệm hơn 10.700 triệu tấn khí thải carbon dioxide.

Năng lượng gió

Năng lượng của khối không khí chuyển động là rất lớn. Dự trữ năng lượng gió lớn hơn hàng trăm lần so với trữ lượng thủy điện của tất cả các con sông trên hành tinh. Gió thổi liên tục và khắp mọi nơi trên trái đất - từ làn gió nhẹ mang lại sự mát mẻ trong cái nóng mùa hè, đến những cơn bão mạnh gây ra thiệt hại và sức tàn phá khôn lường. Đại dương không khí dưới đáy nơi chúng ta đang sống luôn không ngừng nghỉ. Những cơn gió thổi qua vùng đất rộng lớn của nước ta có thể dễ dàng đáp ứng mọi nhu cầu về điện! Tại sao nguồn năng lượng dồi dào, dễ tiếp cận và thân thiện với môi trường như vậy lại ít được sử dụng? Ngày nay, động cơ chạy bằng gió chỉ cung cấp 1/1000 nhu cầu năng lượng của thế giới.

Ngay cả ở Ai Cập cổ đại, ba nghìn rưỡi năm trước Công nguyên, động cơ gió đã được sử dụng để nâng nước và nghiền ngũ cốc. Trong hơn năm mươi thế kỷ, cối xay gió hầu như không thay đổi diện mạo. Ví dụ, ở Anh có một nhà máy được xây dựng vào giữa thế kỷ 17. Dù tuổi cao nhưng bà vẫn làm việc đều đặn cho đến ngày nay. Ở Nga trước cách mạng, có khoảng 250 nghìn cối xay gió, tổng công suất khoảng 1,5 triệu kW. Họ nghiền tới 3 tỷ pound ngũ cốc mỗi năm.

Công nghệ của thế kỷ 20 đã mở ra những cơ hội hoàn toàn mới cho năng lượng gió, nhiệm vụ của nó đã trở nên khác biệt - tạo ra điện. Vào đầu thế kỷ này, N. E. Zhukovsky đã phát triển lý thuyết về động cơ gió, trên cơ sở đó có thể tạo ra các thiết bị hiệu suất cao có thể nhận năng lượng từ làn gió yếu nhất. Nhiều thiết kế tua-bin gió đã xuất hiện tiên tiến hơn rất nhiều so với những cối xay gió cũ. Các dự án mới sử dụng thành tựu của nhiều ngành kiến ​​thức.

Cối xay gió đã được chứng minh là nguồn năng lượng miễn phí tuyệt vời. Không có gì đáng ngạc nhiên khi theo thời gian chúng bắt đầu không chỉ được sử dụng để nghiền ngũ cốc. Cối xay gió quay cưa tròn trong các xưởng cưa lớn, nâng tải trọng lên độ cao lớn và được sử dụng để nâng nước. Cùng với các nhà máy nước, chúng thực tế vẫn là những cỗ máy mạnh mẽ nhất trong quá khứ. Ví dụ, ở Hà Lan, nơi có nhiều cối xay gió nhất, chúng đã hoạt động thành công cho đến giữa thế kỷ của chúng ta. Một số trong số chúng vẫn còn hiệu lực cho đến ngày nay.

Điều thú vị là, các nhà máy vào thời Trung cổ đã gây ra nỗi sợ hãi mê tín ở một số người - ngay cả những thiết bị cơ khí đơn giản nhất cũng rất khác thường. Millers được cho là có khả năng giao tiếp với linh hồn ma quỷ.

Ngày nay, các chuyên gia máy bay biết cách chọn hình dạng cánh quạt phù hợp nhất và nghiên cứu nó trong hầm gió sẽ tham gia vào việc tạo ra các thiết kế bánh xe gió - trái tim của bất kỳ nhà máy điện gió nào. Thông qua nỗ lực của các nhà khoa học và kỹ sư, rất nhiều kiểu dáng tuabin gió hiện đại đã được tạo ra.

Các loại máy phát điện gió

Một số lượng lớn máy phát điện gió đã được phát triển. Tùy thuộc vào hướng của trục quay so với hướng dòng chảy, máy phát điện gió có thể được phân loại:

Với trục quay nằm ngang song song với hướng gió thổi;
có trục quay nằm ngang vuông góc với hướng gió (tương tự như bánh xe nước);
có trục quay thẳng đứng vuông góc với hướng gió thổi.

Đây là trang web năng lượng gió. NPG "SINMET" là NHÀ PHÁT TRIỂN và SẢN XUẤT các nhà máy điện gió (máy phát điện gió) trong nước, một trong những công ty hàng đầu thế giới trong lĩnh vực năng lượng gió tự trị - người chiến thắng giải Grand Prix và ba huy chương vàng của Triển lãm Đổi mới Thế giới Brussels "Eureka -2005". NPG "SINMET" giới thiệu các nhà máy điện gió tự động: máy phát điện gió có công suất 5 và máy phát điện gió có công suất 40 kW, cũng như các nhà máy điện gió-mặt trời và diesel dựa trên chúng.

Các nhà máy điện gió-diesel có thể được tích hợp vào mạng lưới địa phương và cũng được liên kết với các tấm pin mặt trời. Các tổ máy gió-diesel, tùy theo tiềm năng gió của khu vực, cho phép tiết kiệm 50-70% nhiên liệu tiêu thụ của các máy phát điện diesel có công suất tương đương.

Các giải pháp thiết kế chính của máy phát điện gió được bảo vệ bằng bằng sáng chế cho các phát minh.

Năng lượng gió

Con người đã sử dụng năng lượng gió từ thời xa xưa. Nhưng những chiếc thuyền buồm của họ đã hoạt động trên đại dương hàng nghìn năm và cối xay gió chỉ sử dụng một phần rất nhỏ trong số 2,7 nghìn tỷ đó. kW năng lượng do gió thổi trên Trái đất sở hữu. Người ta tin rằng về mặt kỹ thuật có thể phát triển 40 tỷ kW, nhưng thậm chí con số này còn gấp hơn 10 lần tiềm năng thủy điện của hành tinh.

Tại sao nguồn năng lượng dồi dào, dễ tiếp cận và thân thiện với môi trường như vậy lại không được sử dụng đúng mức? Ngày nay, động cơ chạy bằng gió chỉ cung cấp 1/1000 nhu cầu năng lượng của thế giới.

Tiềm năng năng lượng gió của Trái đất năm 1989 ước tính khoảng 300 tỷ kWh/năm. Nhưng chỉ 1,5% số tiền này là phù hợp để phát triển kỹ thuật. Trở ngại chính đối với anh ta là sự tiêu tán và bất ổn của năng lượng gió. Sự biến đổi của gió đòi hỏi phải xây dựng các bộ tích năng lượng, điều này làm tăng đáng kể chi phí điện. Do bị phân tán nên việc xây dựng các nhà máy điện mặt trời và điện gió có công suất ngang nhau đòi hỏi diện tích gấp 5 lần (tuy nhiên, những khu đất này cũng có thể được sử dụng đồng thời cho nhu cầu nông nghiệp).

Nhưng cũng có những khu vực trên Trái đất nơi gió thổi với cường độ và cường độ vừa đủ. (Gió thổi với tốc độ 5-8 m/giây được gọi là vừa, 14-20 m/giây là mạnh, 20-25 m/giây là giông bão và trên 30 m/giây là bão cuồng phong). Ví dụ về các khu vực như vậy là bờ biển phía Bắc, biển Baltic và Bắc Cực.

Nghiên cứu mới nhất chủ yếu nhằm mục đích thu được năng lượng điện từ năng lượng gió. Mong muốn làm chủ việc sản xuất máy điện gió đã dẫn đến sự ra đời của nhiều đơn vị như vậy. Một số trong số chúng có chiều cao hàng chục mét và người ta tin rằng theo thời gian chúng có thể tạo thành một mạng lưới điện thực sự. Tua bin gió nhỏ được thiết kế để cung cấp điện cho từng ngôi nhà.

Các nhà máy điện gió đang được xây dựng, chủ yếu là điện một chiều. Bánh xe gió dẫn động một máy phát điện - một máy tạo dòng điện, sạc đồng thời các pin kết nối song song.

Ngày nay, các đơn vị điện gió cung cấp điện cho công nhân dầu mỏ một cách đáng tin cậy; họ làm việc thành công ở những vùng sâu vùng xa, trên những hòn đảo xa xôi, ở Bắc Cực, trên hàng nghìn trang trại nông nghiệp, nơi không có khu định cư lớn hay nhà máy điện công cộng nào gần đó.

Hướng chính của việc sử dụng năng lượng gió là tạo ra điện cho người tiêu dùng tự trị, cũng như năng lượng cơ học để nâng nước ở những vùng khô cằn, trên đồng cỏ, đầm lầy thoát nước, v.v. Ở những khu vực có điều kiện gió thích hợp, có thể sử dụng tua-bin gió kèm theo pin để cung cấp điện cho trạm thời tiết tự động, thiết bị phát tín hiệu, thiết bị liên lạc vô tuyến, bảo vệ ca-tốt chống ăn mòn đường ống chính, v.v.

Theo các chuyên gia, năng lượng gió có thể được sử dụng hiệu quả ở những khu vực có thể chấp nhận được sự gián đoạn ngắn hạn trong việc cung cấp năng lượng mà không gây thiệt hại đáng kể về kinh tế. Việc sử dụng tua bin gió với bộ lưu trữ năng lượng cho phép chúng được sử dụng để cung cấp năng lượng cho hầu hết mọi người tiêu dùng.

Tua bin gió mạnh mẽ thường được đặt ở những khu vực có gió thổi liên tục (trên bờ biển, vùng ven biển nông, v.v.). Việc lắp đặt như vậy đã được sử dụng ở Nga, Mỹ, Canada, Pháp và các nước khác.

Việc sử dụng rộng rãi các thiết bị điện gió trong điều kiện bình thường vẫn còn bị cản trở do giá thành cao. Hầu như không cần phải nói rằng không cần phải trả tiền cho gió, nhưng những máy móc cần thiết để khai thác gió hoạt động lại quá đắt.

Khi sử dụng gió, một vấn đề nghiêm trọng sẽ nảy sinh: năng lượng dư thừa khi thời tiết có gió và thiếu năng lượng khi thời tiết yên tĩnh. Làm thế nào để tích lũy và lưu trữ năng lượng gió để sử dụng trong tương lai? Cách đơn giản nhất là một bánh xe gió dẫn động một máy bơm, máy bơm sẽ tích tụ nước trong một hồ chứa nằm phía trên, sau đó nước chảy từ nó sẽ điều khiển một tuabin nước và máy phát điện một chiều hoặc xoay chiều. Có nhiều phương pháp và dự án khác: từ pin thông thường, mặc dù năng lượng thấp, đến quay bánh đà khổng lồ hoặc bơm khí nén vào hang động dưới lòng đất, cho đến sản xuất hydro làm nhiên liệu. Phương pháp cuối cùng có vẻ đặc biệt hứa hẹn. Dòng điện từ tua bin gió phân hủy nước thành oxy và hydro có thể được lưu trữ ở dạng hóa lỏng và đốt cháy trong lò nung của các nhà máy nhiệt điện khi cần thiết.

Văn học

Khoa học và Đời sống, Số 1, 1991 M.: Pravda.

Công nghệ thanh niên, số 5, 1990

Felix R. Paturi Kiến trúc sư của thế kỷ XXI M.: TIẾN ĐỘ, 1979.

Khoa học và Đời sống, số 10, 1986 M.: Pravda.

Bagotsky V.S., Skundin A.M.

Nguồn dòng hóa học M.: Energoizdat, 1981. 360 p.

Korovin N.V. Nguồn dòng hóa chất mới M.: Energia, 1978. 194 tr.

Tiến sĩ Dietrich Berndt Mức thiết kế và giới hạn kỹ thuật của pin kín Trung tâm nghiên cứu pin WARTA

Lavrus V.S. Pin và ắc quy K.: Khoa học và công nghệ, 1995. 48 tr.

Khoa học và Đời sống, số 5...7, 1981 M.: Pravda.

Murygin I.V. Các quá trình điện cực trong chất điện phân rắn M.: Nauka, 1991. 351 tr.

Cẩm nang bảo vệ quyền lực Chuyển đổi quyền lực của Mỹ

Shultz Yu. Thiết bị đo điện 1000 khái niệm dành cho người thực hành M.: Energoizdat, 1989. 288 p.

Khoa học và Đời sống, Số 11, 1991 M.: Pravda.

Yu. S. Kryuchkov, I. E. Perestyuk Đôi cánh của đại dương L.: Đóng tàu, 1983. 256 tr.

V. Brukhan. Tiềm năng năng lượng gió của bầu khí quyển tự do trên Đo lường và Thủy văn Liên Xô. Số 6, 1989

Nhà khoa học mới số 1536, 1986

Điện báo hàng ngày, 25/09/1986

Khung của các tòa nhà một tầng bao gồm các khung ngang được bản lề ở phía trên bằng các kết cấu kèo. Độ cứng ngang của tòa nhà được đảm bảo bởi các cột được kẹp chặt trong móng và đĩa phủ.

Trong các tòa nhà có mái đặt trên một sàn liên tục gồm các tấm bê tông cốt thép cỡ lớn, điều kiện vận hành của các khung riêng lẻ được tạo điều kiện thuận lợi hơn do sự truyền một phần tải trọng của mái “cứng” sang các khung liền kề.

Những ngôi nhà có mái bằng tấm đặt dọc theo xà gồ có điều kiện kém thuận lợi hơn, bởi vì sự độc lập của biến dạng của các khung riêng lẻ khi chịu tải trọng cục bộ trong một số trường hợp có thể dẫn đến sự suy giảm các đặc tính vận hành của tòa nhà.

Do đó, khi thiết kế các tòa nhà có cần cẩu trên cao có sức nâng đáng kể, cũng như các tòa nhà không cần cẩu có chiều cao lớn, cần bố trí các kết nối dọc dọc theo các dây trên của kết cấu kèo, ở một mức độ nào đó kết hợp công việc của các khung trong kết cấu. hướng ngang.

Việc đảm bảo độ cứng của tòa nhà theo hướng dọc chỉ nhờ các cột chỉ hợp lý về mặt kinh tế đối với các tòa nhà không cần cẩu: có nhịp L≤ 24 m và chiều cao H ≤ 8,4 m, cũng như đối với các tòa nhà có L= 30 m và H ≤7,2 m. Đối với các tòa nhà có chiều cao lớn và các tòa nhà có cần trục trên cao, cần bố trí các liên kết tăng cứng thẳng đứng theo phương dọc.

Các kết nối như vậy được thực hiện giữa các cột và, nếu cần, trên mái của tòa nhà.

Việc truyền tải trọng gió từ tường cuối sang cột và các kết nối thẳng đứng qua kết cấu mái chỉ được khuyến khích cho các tòa nhà có nhịp và chiều cao nhất định. Trong các tòa nhà nhịp dài có chiều cao ít nhiều đáng kể, việc sử dụng mái như vậy gây khó khăn cho việc gắn kết cấu giàn vào cột, làm phức tạp các kết cấu đảm bảo độ ổn định của lớp phủ và trong một số trường hợp không thể thực hiện được mà không ảnh hưởng đến kết cấu. tính toàn vẹn của mái nhà và độ bền của nó với các kết cấu giàn.

Các bức tường cuối của các tòa nhà như vậy phải được thiết kế bằng cách sử dụng các giàn gió nằm ngang và truyền phần lớn tải trọng gió sang chúng.

Mái nhà làm bằng các sản phẩm tương đối nhỏ đặt dọc theo xà gồ có thể hấp thụ tải trọng gió từ các bức tường cuối và chỉ truyền chúng vào các cột nếu chúng được tách rời bằng hệ thống liên kết ngang dọc theo các dây trên của kết cấu vì kèo.

Các điều kiện sử dụng như vậy cũng như các kết cấu phụ khác (kết nối thẳng đứng giữa các vì kèo, thanh chống, giằng) phụ thuộc vào các thông số của tòa nhà.

Tất cả các tòa nhà công nghiệp một tầng được chia thành các nhóm đồng nhất về cấu trúc tùy thuộc vào loại thiết bị vận tải và đặc điểm tổng thể (nhịp và chiều cao), được trình bày trong Bảng 1 dưới đây.

Nhóm I bao gồm các tòa nhà có nhịp lên tới 24 m và chiều cao lên tới 8 m, cũng như các tòa nhà có nhịp 30 m và chiều cao lên tới 7 m.

Nhóm II gồm các nhà có khe co giãn ngang với: L= 18 m và H = 9 – 15 m; L= 24 m và H = 9 – 12 m; L ≥ 30 m và H = 9 – 10 m;

Nhóm III bao gồm các nhà có khe co giãn ngang nhưng cao hơn nhà nhóm II, cũng như các nhà không có khe co giãn ngang có nhịp L= 18 m, 24 m, 30 m, cao hơn 12 m.

Tất cả các tòa nhà thuộc danh pháp quy định, ngoại trừ các tòa nhà thuộc nhóm A - b - I, đều yêu cầu sử dụng các kết nối.

Bảng 1

Liên kết tăng cứng dọc giữa các cột được lắp đặt ở giữa khối chịu nhiệt của từng hàng dọc. Trong các tòa nhà có cần cẩu trên không, các kết nối dọc dọc theo cột chỉ được bố trí đến độ cao của đáy dầm cầu trục (Hình 1), và trong các tòa nhà không có cần cẩu trên cao - đến hết chiều cao của cột. Giữa các cột thép của nhà cầu trục, các kết nối cũng được lắp đặt ở các phần phía trên cầu trục của cột, cả ở giữa khối nhiệt độ và ở các bậc cao nhất của nó (Hình 2 a, b). Khi chiều cao phần cần trục của cột thép vượt quá 8,5 m thì các mối nối được tăng gấp đôi (Hình 2 c).

Theo sơ đồ, liên kết thép giữa các cột được chia thành chéo và cổng. Cột chéo được đặc trưng bởi khoảng cách cột 6 mét, trong khi cột cổng được đặc trưng bởi khoảng cách cột 12 mét.

2. Liên kết dọc dọc cột thép:

a – kết nối chéo; b – kết nối cổng thông tin; c – kết nối chéo đôi

Các bức tường vốn nằm trong không gian giữa các cột và được liên kết chắc chắn với chúng có thể được sử dụng để tạo độ cứng theo chiều dọc của tòa nhà thay vì các liên kết thẳng đứng chỉ khi đảm bảo rằng các bức tường này sẽ không bị tháo rời trong quá trình vận hành hoặc xây dựng lại tòa nhà.

Trong tất cả các tòa nhà có mái dọc theo xà gồ, cần bố trí các thanh gia cố ngang ngang, được lắp dọc theo các dây trên của kết cấu vì kèo ở các tấm bên ngoài của từng khối nhiệt độ, bất kể có hay không có trang trại gió.

Các tòa nhà cao tầng yêu cầu lắp đặt các trang trại gió nằm ngang ở cuối các tòa nhà. Trong các tòa nhà có cần cẩu trên cao, giàn gió được lắp đặt ở mức cao nhất của dầm cầu trục (Hình 3).

Cơm. 3. Bố trí trang trại điện gió ngang tầm dầm cầu trục

Để truyền áp lực của dàn gió dọc theo đường dầm cầu trục, các khe hở giữa các đầu dầm được đổ đầy bê tông, việc buộc chặt dầm cầu trục vào các cột của bản giằng được tính toán để hấp thụ toàn bộ lực ngang (kể cả các lực do phanh dọc của cần trục) tác dụng dọc theo đường dầm cầu trục.

Trong các tòa nhà không có cần cẩu phía trên, trang trại gió phải được đặt ở mức cao nhất của các thanh giằng thẳng đứng.

Trong mọi trường hợp sử dụng giàn gió trong nhà không có kết cấu vì kèo, giữa các cột phải lắp đặt các miếng đệm ngang mức giàn gió để truyền áp lực gió từ các giàn sang các mối nối thẳng đứng.

Trong các tòa nhà có kết cấu kèo, việc buộc chặt chúng vào cột được tính cho tải trọng ngang từ các trang trại gió. Nên lấp đầy khoảng trống giữa các đầu của kết cấu kèo bằng bê tông.

Tất cả các tải trọng dọc do các phần tử công trình riêng lẻ mang theo cuối cùng phải được chuyển sang các liên kết thẳng đứng trong các hàng cột dọc hoặc phân bố giữa các cột. Nhu cầu về các thiết bị thứ cấp để đảm bảo độ bền của các thiết bị và độ ổn định của các bộ phận phủ liên quan đến việc truyền tải như vậy phần lớn được xác định bởi loại mái nhà.

Trong các nhà loại A - a - I, II, III và A - b - I có mái cứng không có xà gồ, tải trọng gió được phân bổ bởi lớp phủ giữa tất cả các cột theo hàng dọc. Việc buộc chặt từng kết cấu kèo vào cột trong những trường hợp này phải được thiết kế cho một phần tổng tải trọng gió mà nó hấp thụ.

Nếu không thể đảm bảo cường độ cần thiết khi buộc chặt các kết cấu giàn vào cột (ví dụ: trong lớp phủ có kết cấu giàn có chiều cao lớn trên các giá đỡ), các kết nối dọc được lắp đặt giữa các trụ đỡ của kết cấu giàn ở các tấm bên ngoài của khối nhiệt độ. Đồng thời, các miếng đệm cũng được lắp đặt giữa tất cả các cột của hàng dọc theo đầu của chúng để phân phối áp lực gió do kết nối thẳng đứng giữa tất cả các cột của hàng nhận được.

Trong các nhà loại A - b - II, trong đó các liên kết thẳng đứng giữa các cột được bố trí trên toàn bộ chiều cao của cột, lực gió được lớp phủ truyền tới các cột chỉ tại các điểm mà kết cấu giàn được gắn vào các cột của bảng giằng. Trong trường hợp này, cần bố trí thêm các kết nối trong vùng phủ sóng. Vì vậy, với chiều cao nhỏ của kết cấu kèo, các miếng đệm được lắp đặt trên giá đỡ giữa các cột của mỗi hàng dọc, truyền tải trọng gió đến các mối nối thẳng đứng. Việc buộc chặt từng kết cấu kèo vào các cột sẽ chỉ có tác dụng trên một phần tải trọng gió của nó. Và với chiều cao đáng kể của các kết cấu giàn trên cột đỡ (kèo thép và bê tông cốt thép có dây song song, vì kèo bê tông cốt thép không có giằng, v.v.), nên lắp đặt các kết nối dọc (C1) giữa các trụ đỡ của giàn ở điểm cực trị. các bước của khối nhiệt độ, được kết nối bằng một chuỗi các miếng đệm liên tục. Giàn kèo thép được tháo thêm dọc theo dây giằng phía dưới bằng các thanh giằng (C2) và gắn vào các giàn còn lại bằng cách sử dụng các thanh giằng dọc theo dây giằng dưới (C3) và các miếng đệm dọc theo dây giằng trên (C4) (Hình 4).

Cơm. 4. Sơ đồ liên kết trong lớp phủ trên giàn thép

Trong các tòa nhà có cần cẩu hạng nặng hoặc đặc biệt hạng nặng, các miếng đệm (C5) và giằng (C6) được lắp đặt dọc theo các cạnh dọc của mỗi khối nhiệt độ ở mức dây cung dưới của giàn (Hình 4).

Trong các tòa nhà có đèn lồng, bên trong đèn lồng, các miếng đệm được lắp đặt ở giữa nhịp, kết nối các nút của dây cung trên của kết cấu giàn, cũng như các kết nối dọc và ngang ở các bước cực đoan của khối nhiệt độ.

Dây buộc được thiết kế từ các cấu hình cán, uốn, hàn uốn hoặc ống hàn điện.

Chúng được gắn chặt bằng bu lông có độ chính xác bình thường hoặc cường độ cao, cũng như bằng hàn.

Ngày xuất bản: 17-10-2014; Đọc: 8172 | Trang vi phạm bản quyền

Studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0,003 giây)…

Đã đọc: 5 191

Ngành năng lượng khá tự tin đối phó với nhiệm vụ của mình, nhưng quy mô của nước ta đến mức chưa thể cung cấp đầy đủ điện cho tất cả các vùng sâu vùng xa, khó tiếp cận. Điều này là do nhiều yếu tố quá tốn kém hoặc không thể khắc phục được về mặt kỹ thuật trong điều kiện hiện tại.

Vì vậy, ngày càng phải chú ý nhiều hơn đến các nguồn thay thế có thể đáp ứng nhu cầu của các vùng lạc hậu mà không có sự tham gia của mạng đường trục. Một hướng đi đầy hứa hẹn là năng lượng gió sử dụng năng lượng tự do.

Thiết kế và các loại nhà máy điện gió

Nhà máy điện gió(WPP) sử dụng năng lượng gió để tạo ra điện. Các trạm lớn bao gồm nhiều trạm, hợp nhất thành một mạng lưới duy nhất và cung cấp cho các khu vực rộng lớn - thị trấn, thành phố, khu vực. Những cái nhỏ hơn có khả năng cung cấp các khu dân cư nhỏ hoặc nhà ở riêng lẻ. Các trạm được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, ví dụ như theo chức năng:

• di động,
• đứng im.

Theo vị trí:

• duyên hải
• ngoài khơi
• đất
• nổi.

Theo loại hình xây dựng:

• quay,
• cánh quạt.

Trạm Vane là phổ biến nhất trên thế giới. Chúng có hiệu suất cao và có khả năng sản xuất lượng điện đủ lớn để cung cấp cho người tiêu dùng trong toàn bộ ngành năng lượng. Đồng thời, việc phân bổ các trạm như vậy có cấu hình cụ thể và không phải nơi nào cũng có.

Nguyên lý hoạt động

Như đã đề cập, trang trại gió có thiết kế cánh quạt hoặc cánh quạt. Các trạm quay thường có thiết bị với. Về nhiều mặt, chúng thuận tiện hơn so với loại có cánh, vì chúng không gây ra nhiều tiếng ồn trong quá trình vận hành và không cần lắp đặt theo hướng gió. Đồng thời, thiết kế cánh quạt kém hiệu quả hơn và có thể được sử dụng ở các trạm tư nhân nhỏ.

Các thiết bị cánh có khả năng mang lại hiệu quả tối đa. Chúng sử dụng năng lượng thu được hiệu quả hơn nhiều so với các mẫu quay, nhưng yêu cầu định hướng thích hợp liên quan đến dòng chảy, nghĩa là phải có các thiết bị hoặc thiết bị bổ sung.

Tất cả các loại đều hoạt động theo cùng một nguyên tắc - luồng gió làm quay bộ phận chuyển động, bộ phận này truyền chuyển động quay đến máy phát, do đó một dòng điện được hình thành trong hệ thống. Nó sạc pin, cung cấp năng lượng cho bộ biến tần chuyển đổi dòng điện tạo thành điện áp và tần số tiêu chuẩn phù hợp với các thiết bị tiêu dùng.

Để cung cấp cho số lượng lớn người tiêu dùng, các máy phát điện gió riêng lẻ được kết nối thành một hệ thống, hình thành các trạm - trang trại gió.

Ưu điểm và nhược điểm của nhà máy điện gió

Những lợi thế của trang trại gió bao gồm:

• độc lập khỏi nguồn tài nguyên hóa thạch;
• Một nguồn năng lượng hoàn toàn miễn phí được sử dụng;
• phương pháp thân thiện với môi trường - không gây hại cho môi trường.

Đồng thời cũng có những nhược điểm:

• sự không đều của gió tạo ra những khó khăn nhất định trong việc tạo ra năng lượng và buộc phải sử dụng một số lượng lớn; pin;
• cối xay gió phát ra tiếng ồn khi vận hành;
• thấp thì rất khó tăng lên;
• chi phí thiết bị và theo đó, giá điện cao hơn nhiều so với giá điện lưới;
• Việc hoàn vốn trên thiết bị giảm đáng kể khi công suất của nó tăng lên. .

Việc sử dụng các trạm nhỏ có thể cung cấp năng lượng cho một số lượng người tiêu dùng hạn chế, vì vậy cần có các thiết bị lớn cho các khu định cư hoặc khu vực lớn. Đồng thời, tua-bin gió công suất cao đòi hỏi luồng gió thích hợp và chuyển động đồng đều của nó, điều này không điển hình cho điều kiện nước ta. Đây là lý do chính khiến tỷ lệ sử dụng tua-bin gió thấp so với các nước châu Âu.

Biện minh kinh tế cho việc xây dựng một trang trại gió

Từ quan điểm kinh tế, việc xây dựng một trang trại gió chỉ có ý nghĩa khi không có các phương pháp cung cấp năng lượng khác. Thiết bị này rất đắt tiền, việc bảo trì và sửa chữa đòi hỏi chi phí không đổi và thời gian sử dụng được giới hạn trong 20 năm, và điều này xảy ra trong điều kiện của Châu Âu. Đối với Nga, khoảng thời gian này có thể giảm xuống không dưới một phần ba. Đó là lý do tại sao sử dụng trang trại gió không hiệu quả về mặt kinh tế.

ĐỌC CŨNG: Giấy phép và thuế đối với máy phát điện gió ở Nga: sự thật và suy đoán về việc lắp đặt tuabin gió

Mặt khác, trong trường hợp hoàn toàn không có các lựa chọn thay thế hoặc khi có các điều kiện tối ưu đảm bảo hoạt động đồng đều và chất lượng cao của các tuabin gió, việc sử dụng các trang trại gió trở thành một cách hoàn toàn có thể chấp nhận được để cung cấp năng lượng.

Quan trọng! Chúng ta đang nói cụ thể về các trạm lớn cung cấp cho toàn bộ khu vực. Tình hình với các trạm hộ gia đình hoặc tư nhân có vẻ hấp dẫn hơn.

Công suất các trạm công nghiệp

Các trang trại gió công nghiệp có công suất rất cao, có khả năng cung cấp cho các khu định cư hoặc khu vực lớn. Ví dụ, Trang trại gió Cam Túc ở Trung Quốc có 7965 MW, Enercon E-126 sản xuất 7,58 MW, và đây không phải là giới hạn.

Cần lưu ý ngay rằng chúng ta đang nói về những người dẫn đầu về năng lượng gió; các mô hình khác tạo ra ít năng lượng hơn nhiều. Tuy nhiên, khi kết hợp thành các trạm lớn, tua-bin gió có khả năng sản xuất một lượng điện khá đủ. Các tổ hợp kết hợp tạo ra tổng công suất 400-500 MW, có thể dễ dàng so sánh với công suất của các nhà máy thủy điện.

Các trạm nhỏ có chỉ số khiêm tốn hơn và chỉ có thể được coi là nguồn điểm cung cấp cho một số lượng người tiêu dùng hạn chế.

Các nhà sản xuất hàng đầu thế giới

Trong số các nhà sản xuất máy phát điện gió nổi tiếng nhất và thiết bị cho ngành năng lượng gió bao gồm các công ty:

• Vesta,
• Bắc Âu,
• siêu gió
• Panasonic
• sinh thái,
• Vergnet.

Các nhà sản xuất Nga vẫn chưa sẵn sàng cạnh tranh với các công ty này, vì vấn đề tạo ra máy phát điện gió hiệu quả và chất lượng cao ở Nga vẫn chưa được đặt ra đầy đủ.

Địa lý ứng dụng

Năng lượng gió phổ biến nhất ở bờ biển phía tây Đại Tây Dương, đặc biệt là ở Đức. Có những điều kiện tốt nhất - gió êm và mạnh, các chỉ số khí hậu tối ưu. Nhưng nguyên nhân chính dẫn đến việc sử dụng rộng rãi các nhà máy điện gió ở khu vực này là do thiếu cơ hội xây dựng các nhà máy thủy điện, buộc chính phủ các nước trong khu vực này phải sử dụng các phương pháp sản xuất điện sẵn có. Đồng thời, có các cơ sở lắp đặt ở khu vực Baltic, Đan Mạch và Hà Lan.

Nga vẫn đang tụt lại phía sau trong vấn đề này; trong thập kỷ qua, chỉ có khoảng chục trang trại gió được đưa vào vận hành. Nguyên nhân của sự tụt hậu này nằm ở sự phát triển mạnh mẽ của thủy điện và thiếu điều kiện thích hợp cho hoạt động của các nhà máy điện gió công nghiệp. Tuy nhiên, việc sản xuất các cơ sở lắp đặt nhỏ có khả năng cung cấp năng lượng cho từng khu vực riêng lẻ đang gia tăng.

Sự thật và quan niệm sai lầm

Tỷ lệ sử dụng thấp của các nhà máy điện gió và việc thiếu kinh nghiệm về chúng đã làm nảy sinh nhiều quan niệm sai lầm về tính chất và tác động của các nhà máy điện gió đối với cơ thể con người. Vì vậy, có niềm tin rộng rãi rằng mức ồn do máy phát điện gió đang vận hành tạo ra cao bất thường. Quả thực, có một số tiếng ồn, nhưng mức độ của nó thấp hơn nhiều so với những gì người ta thường tin. Do đó, tiếng ồn từ các mô hình công nghiệp ở khoảng cách 200-300 m được tai cảm nhận giống như âm thanh từ tủ lạnh gia đình đang hoạt động.

Một vấn đề khác được những người thiếu hiểu biết phóng đại một cách vô lý là việc tạo ra sự can thiệp không thể vượt qua đối với tín hiệu radio và truyền hình. Vấn đề này đã được giải quyết trước khi người dùng biết đến - mọi cối xay gió công nghiệp mạnh mẽ đều được trang bị bộ lọc nhiễu sóng vô tuyến chất lượng cao có thể loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng của thiết bị lên sóng vô tuyến.

Những người sống gần tuabin sẽ thường xuyên ở trong vùng bóng râm nhấp nháy. Đây là thuật ngữ đề cập đến cảm giác khó chịu khi nhìn thấy màn hình có ánh sáng nhấp nháy. Các lưỡi quay tạo ra hiệu ứng này, nhưng ý nghĩa của nó bị phóng đại lên rất nhiều. Ngay cả những người nhạy cảm nhất cũng luôn có thể quay lưng lại với tuabin nếu họ tình cờ ở gần nó.

Thật không may, khoáng sản được khai thác từ độ sâu của trái đất và được nhân loại sử dụng làm nguồn năng lượng, thật không may, không phải là vô hạn. Hàng năm giá trị của chúng tăng lên, điều này được giải thích là do mức độ sản xuất giảm. Một lựa chọn cung cấp năng lượng thay thế và đang phát triển là các nhà máy điện gió cho gia đình. Họ cho phép bạn chuyển đổi năng lượng gió thành dòng điện xoay chiều, giúp có thể cung cấp tất cả các nhu cầu về điện của bất kỳ thiết bị gia dụng nào. Ưu điểm chính của những máy phát điện như vậy là sự thân thiện tuyệt đối với môi trường, cũng như việc sử dụng điện miễn phí trong nhiều năm không giới hạn. Máy phát điện gió có những ưu điểm gì khác đối với ngôi nhà cũng như các tính năng hoạt động của nó sẽ được thảo luận thêm.

Ngay cả người cổ đại cũng nhận thấy rằng gió có thể là trợ thủ đắc lực trong việc thực hiện nhiều công việc. Cối xay gió, thứ có thể biến ngũ cốc thành bột mà không tiêu tốn năng lượng của chính chúng, đã trở thành tổ tiên của những máy phát điện gió đầu tiên.

Nhà máy điện gió bao gồm một số máy phát điện có khả năng tiếp nhận, chuyển đổi và lưu trữ năng lượng gió thành dòng điện xoay chiều. Họ có thể dễ dàng cung cấp cho toàn bộ ngôi nhà nguồn điện không biết từ đâu.