Maart 07, 2024
Het punt van het bezitten en exploiteren van een windturbinesysteem van binnenlandse grootte is het opwekken van elektriciteit om welke reden dan ook, of dat nu huishoudelijk gebruik, winst of opwekking voor industriële doeleinden is. De totale elektriciteitsopwekking van een windturbinesysteem is afhankelijk van veel verschillende factoren, waarvan er vele kunnen worden beïnvloed door interne en externe factoren van het systeem zelf of waar het systeem wordt geplaatst. Dit wil zeggen dat het niet alleen uitmaakt welk vermogen uw turbine heeft, maar ook hoe efficiënt die turbine is in het extraheren van de energie uit de wind en het omzetten ervan in elektrische energie op het moment van verbruik. Een generator van 5 kW in een turbine zou bijvoorbeeld, als gevolg van inefficiënties in het systeem, slechts 500 W aan stroom kunnen genereren als gevolg van energieverliezen in het systeem als deze op de juiste manier wordt beheerd. Het is daarom belangrijk om karakteriseren en begrijpen van de verschillende oorzaken van inefficiëntie en hoe deze kunnen worden bestreden.
Hoe je het meeste uit de wind haalt
We beginnen vanuit het perspectief van de wind en werken ons een weg door elk van de inefficiënties totdat we bij de elektriciteit komen die wordt gebruikt om de batterijen in uw huis op te laden. Helaas heb je niet altijd controle over wat de wind doet, dus aan de toestand ervan kunnen we helaas niet veel doen. Het is echter niets waard dat, in het algemeen, hoe laminairer de windstroom is (een wetenschappelijke naam voor een gelijkmatige luchtstroom), hoe hoger de efficiëntie van de omzetting van de kinetische energie van de wind in de roterende kinetische energie van de wind. windturbinebladen.
Turbulente stroming is het tegenovergestelde. Dit is wanneer de lucht chaotisch is en rond onvoorspelbaarheid wervelt. Lokale punten binnen de windstroom kunnen de wind naar achteren of zijwaarts duwen, waardoor inconsistente krachten op de turbinebladen worden uitgeoefend. De beperkte controle die u heeft over de wind die in wisselwerking staat met uw turbine, is hoe de omgeving rond de turbine de stromingsomstandigheden beïnvloedt. Obstakels voor de stroming, zoals bomen, gebouwen of andere windturbines, zullen een toename van de turbulente stroming veroorzaken die de turbine bereikt. Daarom moet u bij het installeren van uw turbine proberen deze in een mooie open ruimte te plaatsen met zo min mogelijk obstakels in de buurt.
Het is ook de moeite waard om te kijken naar de windsnelheid waaraan uw turbine wordt blootgesteld in verschillende installatieposities, aangezien deze kan variëren. Het belangrijkste punt waarmee u rekening moet houden, is de hoogte van uw turbine. Hoe hoger de turbine wordt geplaatst, hoe hoger de windsnelheden doorgaans zijn. Dit komt omdat wanneer de wind in wisselwerking staat met de grond, deze vertraagt, waardoor de lucht er net boven vertraagt, en vervolgens vertraagt die lucht de lucht erboven enz.... totdat je terugkeert naar de onbeperkte stroom waar de wind op volle snelheid stroomt. Dit fenomeen wordt in de vloeistofdynamica de grenslaag genoemd: een stromingslaag dichtbij een grens (lucht naar grond) die over de hoogte een snelheidsgradiënt heeft.
Optillen of slepen
De tweede en vrij belangrijke inefficiëntie als het gaat om windturbinesystemen is de theoretische limiet op de hoeveelheid energie die door een bepaald turbineblad uit de wind kan worden gehaald. Dit hangt vooral af van de vorm van het blad dat wordt gebruikt om de windenergie te oogsten. Er zijn verschillende populaire ontwerpen van turbinebladen, waarbij vooral TESUP in hun ontwerpen gebruik maakt van lift- en sleepbladen.
Een voorbeeld van een blad van het lifttype is te zien op de Magnum 5-turbine. Het blad is gevormd op een manier die bekend staat als een vleugelprofiel. Dit is de vorm van een vliegtuigvleugel als je naar de dwarsdoorsnede kijkt. Deze vorm produceert lift wanneer de wind op precies dezelfde manier over het oppervlak beweegt als een vlakke vleugel. Een goed voorbeeld van een turbine van het sleeptype is een TESUP AtlasX-turbine. Dit type turbine heeft een 'C'-vormig blad en is afhankelijk van de wind die rechtstreeks op de turbinebladen 'duwt' om ze te laten draaien.
Het theoretische maximum voor turbines van het lifttype ligt rond de 40% en ik weet dat dit op het eerste gezicht misschien laag lijkt, maar het maximale rendement van elke turbine is slechts 45%! Dus eigenlijk is het helemaal niet slecht! Turbines van het sleeptype hebben over het algemeen een lager rendement. Dit komt vooral door de constructie van de turbine. Omdat er op elk moment twee bladen (één aan elke kant van de turbine) door de wind worden voortgeduwd, werkt een van de bladen de rotatie van de turbine tegen (hoe grof!) De C-vorm van het blad zorgt voor meer bladoppervlak wordt blootgesteld aan de wind en daarom vangt een van de bladen meer wind en wordt harder geduwd, waardoor rotatie ontstaat.
Je denkt misschien: oh, dat is onzin, lage efficiëntie? Ik krijg nauwelijks stroom uit mijn TESUP-turbine! Maar maak je geen zorgen, er is een afweging, en een geweldige ook! Turbines van het sleeptype hebben een lagere opstartsnelheid en draaien daarom vaker dan turbines van het lifttype, net als de schildpad en de haas van de energieopwekking! TESUP werkt er hard aan om hun turbines een hoger rendement te geven door hun bladen zorgvuldig te ontwerpen. Kijk maar eens naar de opnieuw ontworpen messen van de AtlasX! Ze hebben niet alleen de efficiëntie van de turbine verbeterd en het windopvanggebied vergroot, ze zien er ook geweldig uit!
De noodzaak van goede componenten in uw operationele systeem
De laatste hindernis tussen de wind en uw elektriciteitsopwekking zijn elektrische inefficiënties. Deze kunnen en zullen voorkomen in alle elektrische componenten, of het nu de elektrische generator in de turbine is of de kleinste draad in het systeem. Helaas hebben elektrische componenten de neiging elektriciteit te verspillen door het opwekken van thermische energie (denk aan het moment waarop je een telefoonoplader hebt aangeraakt en deze warm was na het opladen van een telefoon). Elke stap die nodig is in een windturbinesysteem voor het opwekken, transporteren en opslaan van elektrische energie zal inherent enige verliezen met zich meebrengen. Deze verliezen kunnen uiteraard worden verminderd!
De beste manier om deze verhoging van de elektronische efficiëntie tegen lage kosten te bereiken, is door elektronische componenten van goede kwaliteit voor uw systeem te kopen. TESUP kan laadregelaars, stroomomvormers en bekabelingssystemen leveren die zeer geschikt en specifiek ontworpen zijn voor TESUP-turbines. Het kopen van één of al deze systemen als aanvulling op uw op windturbines gebaseerde energieopwekkingssysteem is een goede manier om de verliezen in uw systeem te verminderen en uiteindelijk in totaal meer stroom te genereren!
TESUP hoopt dat deze kleine gids voor enkele inefficiënties die u tegen kunt komen, nuttig was! Hopelijk ben je nu wat beter op de hoogte van windturbinesystemen en hoe interessant ze zijn!