maaliskuu 07, 2024
Kotimaisen tuuliturbiinijärjestelmän omistamisen ja käytön tarkoitus on tuottaa sähköä mistä tahansa syystä, olipa kyseessä sitten kotimainen käyttö, voitto tai tuotanto teollisiin tarkoituksiin. Tuuliturbiinijärjestelmän sähkön kokonaistuotanto riippuu monista eri tekijöistä, joista moniin voivat vaikuttaa itse järjestelmän sisäiset ja ulkoiset tekijät tai järjestelmän sijoituspaikka. Tämä tarkoittaa, että sillä ei ole merkitystä, mikä teholuokitus turbiinillasi on, vaan myös kuinka tehokkaasti turbiini ottaa energiaa tuulesta ja muuntaa sen sähköenergiaksi kulutuspisteessä. Esimerkiksi turbiinissa oleva 5 kW:n generaattori voisi järjestelmän tehottomuuden vuoksi tuottaa vain 500 W tehoa järjestelmän energiahäviöiden vuoksi, jos sitä hoidetaan väärin. Siksi on tärkeää luonnehtia ja ymmärtää tehottomuuden eri syitä ja tapoja torjua niitä.
Kuinka saada eniten irti tuulesta
Aloitamme tuulen näkökulmasta ja käymme läpi jokaisen tehottomuuden, kunnes pääsemme kotisi akkujen lataamiseen käytettävään sähköön. Valitettavasti et voi hallita tuulen toimintaa koko ajan, joten emme valitettavasti voi tehdä paljon sen kunnon suhteen. Ei ole kuitenkaan mitään arvokasta , että yleisesti ottaen mitä laminaarisempi tuulen virtaus on (tieteellinen nimi tasaiselle ilmanvirtaukselle), sitä tehokkaampi on tuulen liike-energian muunnos tuulen pyörimisenergiaksi. tuuliturbiinin siivet.
Turbulentti virtaus on päinvastainen. Tällöin ilma on kaoottista ja pyörii arvaamattomuuden ympärillä. Paikalliset kohdat tuulen virtauksessa voivat työntää tuulta taaksepäin tai sivusuunnassa aiheuttaen epäjohdonmukaisia voimia, jotka kohdistuvat turbiinin siipiin. Turbiinin kanssa vuorovaikutuksessa olevan tuulen rajallinen hallinta on se, miten turbiinia ympäröivä ympäristö vaikuttaa virtausolosuhteisiin. Virtauksen esteet, kuten puut, rakennukset tai muut tuuliturbiinit, lisäävät turbulenttista virtausta, joka saavuttaa turbiiniin. Siksi turbiinia asennettaessa kannattaa yrittää sijoittaa se mukavalle avoimelle alueelle, jossa on mahdollisimman vähän esteitä.
On myös syytä tarkastella tuulen nopeutta, jolle turbiini altistuu eri asennusasennoissa, koska se voi vaihdella. Tärkein asia, joka sinun tulee ottaa huomioon, on turbiinin korkeus. Mitä korkeammalle turbiini on asennettu, sitä suurempi on yleensä tuulen nopeus. Tämä johtuu siitä, että kun tuuli on vuorovaikutuksessa maan kanssa, se hidastaa hidastaen ilmaa juuri sen yläpuolella, sitten tämä ilma hidastaa ilmaa sen yläpuolella jne... kunnes pääset takaisin rajoittamattomaan virtaukseen, jossa tuuli virtaa täydellä nopeudella. Tätä ilmiötä kutsutaan nestedynamiikassa rajakerrokseksi: virtauskerros, joka on lähellä rajaa (ilmasta maahan), jonka korkeudessa on nopeusgradientti.
Nosta tai vedä
Toinen ja varsin tärkeä tehottomuus tuuliturbiinijärjestelmissä on teoreettinen raja energiamäärälle, jonka tietyllä turbiinin lavalla voidaan ottaa tuulesta. Tämä riippuu pääasiassa tuulienergian keräämiseen käytetyn terän muodosta. Turbiinien siipiä on useita suosittuja malleja, erityisesti TESUP käyttää suunnittelussaan nosto- ja vetotyyppisiä siipiä.
Esimerkki nostotyyppisestä siivestä on nähtävissä Magnum 5 -turbiinissa. Terä on muotoiltu aerofoiliksi tunnetulla tavalla. Tämä on tasosiiven muoto, jos katsoisit sen poikkileikkausta. Tämä muoto tuottaa nostovoimaa, kun tuuli ohjataan sen pinnan yli täsmälleen samalla tavalla kuin tasosiipi. Hyvä esimerkki vetotyyppisestä turbiinista on TESUP AtlasX -turbiini. Tämän tyyppisessä turbiinissa on C:n muotoinen siipi, ja se luottaa siihen, että tuuli "työntää" turbiinin siipiä suoraan niiden pyörittämiseksi.
Nostotyyppisten turbiinien teoreettinen maksimi on noin 40 % ja tiedän, että se saattaa ensi silmäyksellä tuntua alhaiselta, mutta minkä tahansa turbiinin maksimihyötysuhde on vain 45 %! Eli se ei todellakaan ole ollenkaan huono! Drag-tyyppisillä turbiineilla on yleensä alhaisempi hyötysuhde. Tämä johtuu pääasiassa turbiinin rakenteesta. Koska tuuli työntää kahta siipeä (turbiinin toista kummallakin puolella) kerrallaan, toinen siipistä toimii turbiinin pyörimistä vastaan (miten töykeää!), siiven C-muoto varmistaa suuremman siiven pinta-alan. on alttiina tuulelle ja siksi yksi siivekkeistä tarttuu enemmän tuulta ja sitä työnnetään kovemmin, mikä synnyttää pyörimisen.
Saatat ajatella, että se on roskaa, alhainen tehokkuus? Saan tuskin mitään tehoa TESUP-turbiinistani! Mutta älä huoli, on olemassa kompromissi, ja se on hieno! Drag-tyyppisillä turbiineilla on alhaisempi käynnistysnopeus ja siksi ne pyörivät useammin kuin nostoturbiinit, aivan kuten kilpikonna ja energiantuotantojänis! TESUP tekee lujasti töitä saadakseen turbiinien hyötysuhteet korkeammiksi suunnittelemalla niiden siivet huolellisesti. Katso vain AtlasX:n uudelleen suunniteltuja teriä! Ne eivät ainoastaan ole parantaneet turbiinin tehokkuutta ja lisänneet tuulen valuma-aluetta, vaan ne myös näyttävät hyvältä!
Hyvien komponenttien välttämättömyys käyttöjärjestelmässäsi
Viimeinen este tuulen ja sähköntuotannon välillä on sähkön tehottomuudet. Näitä voi esiintyä kaikissa sähkökomponenteissa, olipa kyseessä sitten turbiinin sähkögeneraattori tai järjestelmän pienin johdin. Valitettavasti sähkökomponenteilla on taipumus tuhlata sähköä tuottamalla lämpöenergiaa (miettikää, kun olet koskettanut puhelimen laturia ja se oli lämmin puhelimen latauksen jälkeen). Jokainen vaihe, joka tarvitaan tuuliturbiinijärjestelmässä sähköenergian tuottamiseksi, siirtämiseksi ja varastoimiseksi, sisältää luonnostaan joitain häviöitä. Näitä menetyksiä voidaan tietysti vähentää!
Paras tapa saavuttaa tämä elektroniikan tehokkuuden lisäys alhaisella hinnalla on ostaa laadukkaita elektronisia komponentteja järjestelmääsi. TESUP voi tarjota latausohjaimia, tehoinverttereitä ja kaapelijärjestelmiä, jotka soveltuvat hyvin ja erityisesti suunniteltu TESUP-turbiineille. Yhden tai kaikkien näiden järjestelmien ostaminen täydentämään tuuliturbiiniin perustuvaa sähköntuotantojärjestelmääsi on hyvä tapa vähentää järjestelmäsi häviöitä ja tuottaa lopulta enemmän tehoa!
TESUP toivoo, että tästä pienestä oppaasta saatat kohdata tehottomuuksia oli hyötyä! Toivottavasti olet nyt hieman paremmin perillä tuuliturbiinijärjestelmistä ja niiden kiinnostavuudesta!