
March 07, 2024
A hazai méretű szélturbinás rendszer tulajdonlásának és üzemeltetésének lényege, hogy bármilyen okból villamos energiát termeljen, legyen az háztartási felhasználás, nyereség vagy ipari célú termelés. A szélturbinás rendszer általános villamosenergia-termelése számos különböző tényezőtől függ, amelyek közül sokat befolyásolhatnak magának a rendszernek vagy a rendszer elhelyezésének belső és külső tényezői. Ez azt jelenti, hogy nem csak az számít, hogy milyen teljesítményű a turbinája, hanem az, hogy a turbina mennyire hatékonyan vonja ki a szél energiáját, és a fogyasztás helyén alakítja át elektromos energiává. Például egy turbinában lévő 5 kW-os generátor a rendszer nem megfelelő hatékonysága miatt csak 500 W teljesítményt termelhet a rendszer energiaveszteségei miatt, ha nem megfelelően kezelik. Ezért fontos, hogy jellemezze és megértse a hatékonyság hiányának különböző okait és azok leküzdésének módját.
Hogyan hozhatjuk ki a legtöbbet a szélből
A szél szemszögéből indulunk ki, és végigdolgozzuk az egyes hatástalanságokat, amíg el nem jutunk az otthoni akkumulátorok töltéséhez használt elektromosságig. Sajnos nem tudod mindig irányítani, hogy mit csinál a szél, így sajnos nem tudunk sokat tenni az állapotáról. Az azonban mit sem ér , hogy általában minél laminárisabb a szél áramlása (a levegő sima áramlásának tudományos neve), annál hatékonyabb a szél kinetikus energiájának a szél forgási energiájává történő átalakulása szélturbinák lapátjai.
A turbulens áramlás ennek az ellenkezője. Ilyenkor kaotikus a levegő, és a kiszámíthatatlanság körül kavarog. A szél áramlásán belüli helyi pontok hátrafelé vagy oldalra lökhetik a szelet, ami inkonzisztens erőket okoz a turbina lapátjaira. A turbinával kölcsönhatásba lépő szél korlátozott szabályozása az, hogy a turbinát körülvevő környezet hogyan befolyásolja az áramlási viszonyokat. Az áramlás akadályai, például fák, épületek vagy más szélturbinák a turbinát elérő turbulens áramlás növekedését okozzák. Ezért a turbina beszerelésekor próbálja meg egy szép nyílt területen elhelyezni, minimális akadályokkal a közelben.

Érdemes megnézni azt is, hogy a turbinája milyen szélsebességgel lesz kitéve különböző beépítési helyzetekben, mivel ez változhat. A fő szempont, amelyet figyelembe kell venni, a turbina magassága. Minél magasabbra van felszerelve a turbina, általában annál nagyobb a szélsebesség. Ennek az az oka, hogy ahogy a szél kölcsönhatásba lép a talajjal, lelassul, lelassítja a levegőt közvetlenül felette, majd ez a levegő lelassítja a felette lévő levegőt stb... amíg vissza nem tér a korlátlan áramláshoz, ahol a szél teljes sebességgel áramlik. Ezt a jelenséget a folyadékdinamikában határrétegnek nevezik: egy határhoz közeli áramlási réteg (levegő-föld), amelynek magasságában sebességgradiens van.
Emelje vagy húzza
A második és igen fontos hatástalanság a szélturbina-rendszereknél az, hogy egy adott turbinalapáttal a szélből kitermelhető energiamennyiség elméleti korlátja van. Ez elsősorban a szélenergia betakarításához használt lapát alakjától függ. Számos népszerű turbinalapát-kialakítás létezik, a TESUP különösen emelő és húzós típusú lapátokat alkalmaz a kialakításukban.

A Magnum 5 turbinán egy emelő típusú lapát látható. A penge úgy van kialakítva, mint egy légszárny. Ez egy sík szárny alakja, ha a keresztmetszetét nézzük. Ez az alakzat emelőerőt hoz létre, amikor a szél pontosan úgy halad át a felületén, mint egy sík szárny. A húzó típusú turbinák jó példája a TESUP AtlasX turbina. Az ilyen típusú turbináknak „C” alakú lapátja van, és a szélre támaszkodik, hogy közvetlenül „nyomja” a turbinalapátokat, hogy megpörgesse azokat.

A lift típusú turbinák elméleti maximuma 40% körül mozog, és tudom, hogy ez első pillantásra alacsonynak tűnhet, de minden turbina maximális hatásfoka csak 45%! Szóval tényleg nem rossz! A vontatási típusú turbinák általában alacsonyabb hatásfokkal rendelkeznek. Ez elsősorban a turbina felépítésének köszönhető. Mivel a szél minden pillanatban két lapátot (a turbina egyik oldalát) löki, az egyik lapát a turbina forgásának ellen dolgozik (milyen durva!), a lapát C alakja nagyobb lapátfelületet biztosít. ki van téve a szélnek, ezért az egyik lapát több szelet fog fel, és erősebben nyomja, ami forgást generál.
Lehet, hogy azt gondolja, ez szemétség, alacsony hatékonyság? Alig kapok áramot a TESUP turbinámból! De ne aggódj, van egy kompromisszum, és ez nagyszerű! A húzó típusú turbinák alacsonyabb indítási sebességgel rendelkeznek, ezért gyakrabban forognak, mint az emelő típusú turbinák, hasonlóan a teknősbékához és az energiatermelő nyúlhoz! A TESUP keményen dolgozik, hogy turbináit nagyobb hatásfokkal tegye a lapátok gondos tervezésével. Csak nézze meg az AtlasX újratervezett pengéit! Nemcsak javították a turbina hatásfokát és növelték a szélfogó területet, de nagyszerűen is néznek ki!
A jó komponensek szükségessége az operációs rendszerben
Az utolsó akadály a szél és a villamosenergia-termelés között az elektromos hatástalanság. Ezek minden elektromos alkatrészben előfordulhatnak és előfordulnak, legyen szó a turbinában lévő elektromos generátorról vagy a rendszer legkisebb vezetékéről. Sajnos az elektromos alkatrészek hajlamosak az elektromosságot pazarolni a hőenergia előállítása révén (gondoljunk csak arra, amikor megérintett egy telefontöltőt, és az meleg volt a telefon töltése után). A szélturbina-rendszerben az elektromos energia előállításához, továbbításához és tárolásához szükséges minden lépés magában hordoz bizonyos veszteségeket. Ezek a veszteségek természetesen csökkenthetők!
Az elektronikus hatékonyság növelésének legjobb módja alacsony költséggel, ha jó minőségű elektronikus alkatrészeket vásárol a rendszeréhez. A TESUP olyan töltésvezérlőket, teljesítményinvertereket és kábelezési rendszereket tud biztosítani, amelyek jól illeszkednek és kifejezetten a TESUP turbinákhoz tervezték. Ezen rendszerek egyikének vagy mindegyikének megvásárlása a szélturbina alapú energiatermelő rendszer kiegészítéseként jó módja annak, hogy csökkentse rendszere veszteségeit, és végül összességében több energiát termeljen!
A TESUP reméli, hogy ez a kis útmutató hasznosnak bizonyult az esetlegesen tapasztalható hatékonysági hiányosságokról! Remélhetőleg most már egy kicsit jobban tájékozott a szélturbina-rendszerekről és azok érdekességeiről!