March 06, 2024
Poenget med å eie og drifte et vindturbinsystem i hjemmet er å generere elektrisitet uansett grunn, det være seg husholdningsbruk, fortjeneste eller produksjon til industrielle formål. Den samlede elektrisitetsproduksjonen til et vindturbinsystem avhenger av mange forskjellige faktorer, hvorav mange kan påvirkes av interne og eksterne faktorer i selve systemet eller hvor systemet er plassert. Det betyr ikke bare hvilken effekt turbinen din har, men hvor effektiv turbinen er til å trekke ut energien fra vinden og konvertere den til elektrisk energi ved forbruket. Som et eksempel kan en 5kW generator i en turbin, på grunn av ineffektivitet i systemet, kun generere 500W strøm på grunn av energitap i systemet hvis den administreres på feil måte. Det er derfor viktig å karakterisere og forstå de ulike årsakene til ineffektivitet og hvordan de kan bekjempes.
Hvordan få mest mulig ut av vinden
Vi vil starte fra vindens perspektiv og jobbe oss gjennom hver av ineffektivitetene til vi kommer til elektrisiteten som brukes til å lade batteriene i hjemmet ditt. Dessverre kan du ikke kontrollere hva vinden gjør til enhver tid, så vi kan dessverre ikke gjøre så mye med tilstanden. Det er imidlertid ingenting verdt at jo mer laminær vindens strømning er (et vitenskapelig navn for en jevn luftstrøm), desto høyere er effektiviteten av konverteringen av vindens kinetiske energi til den rotasjonskinetiske energien til vinden. vindturbinblader.
Turbulent flyt er det motsatte. Dette er når luften er kaotisk og virvler rundt uforutsigbarhet. Lokale punkter innenfor vindstrømmen kan skyve vinden bakover eller sidelengs og forårsake inkonsekvente krefter påført turbinbladene. Den begrensede kontrollen du har over vinden som samhandler med turbinen din, er hvordan miljøet rundt turbinen påvirker strømningsforholdene. Hindring av strømmen som trær, bygninger eller andre vindturbiner vil føre til en økning i turbulent strømning som når turbinen. Når du installerer turbinen din, bør du derfor prøve å sette den i et fint åpent område med minimale hindringer i nærheten.
Det er også verdt å se på vindhastigheten som turbinen din vil bli utsatt for i forskjellige installasjonsposisjoner da denne kan variere. Hovedpoenget du bør vurdere er høyden på turbinen din. Jo høyere opp turbinen er installert, jo høyere vindhastigheter er generelt. Dette er fordi når vinden interagerer med bakken, bremser den ned, bremser ned luften rett over den, så bremser den luften luften over den osv... til du kommer tilbake til den ubegrensede strømmen der vinden strømmer i full hastighet. Dette fenomenet kalles grenselaget i fluiddynamikk: et strømningslag nær en grense (luft til bakken) som har en hastighetsgradient over høyden.
Løft eller dra
Den andre og ganske viktige ineffektiviteten når det gjelder vindturbinsystemer er den teoretiske grensen for hvor mye kraft som kan trekkes ut av vinden av et gitt turbinblad. Dette avhenger hovedsakelig av formen på bladet som brukes til å høste vindenergien. Det er flere populære design av turbinblader, spesielt TESUP bruker blader av løftetype og dragtype i sine design.
Et eksempel på et blad av løftetype kan sees på Magnum 5-turbinen. Bladet er formet på en måte kjent som en aerofoil. Dette er formen på en flyvinge hvis du skulle se på tverrsnittet. Denne formen gir løft når vinden føres over overflaten på nøyaktig samme måte som en flyvinge. Et godt eksempel på en turbin av dragtype er en TESUP AtlasX-turbin. Denne typen turbin har et 'C'-formet blad og er avhengig av at vinden direkte 'skyver' på turbinbladene for å snurre dem.
Det teoretiske maksimumet for turbiner av løftetype ligger på rundt 40 %, og jeg vet at det kan virke lavt ved første øyekast, men den maksimale effektiviteten til enhver turbin er bare 45 %! Så det er egentlig ikke ille i det hele tatt! Turbiner av dragtype har en tendens til å ha lavere effektivitet generelt. Dette skyldes hovedsakelig konstruksjonen av turbinen. Ettersom to blader (en på hver side av turbinen) blir presset av vinden til enhver tid, jobber ett av bladene mot rotasjonen av turbinen (hvor frekt!), sikrer C-formen på bladet mer bladoverflate. er utsatt for vinden og derfor fanger et av bladene mer vind og presses hardere, og genererer rotasjon.
Du tenker kanskje åh, det er søppel, lav effektivitet? Jeg får knapt nok strøm fra TESUP-turbinen min! Men ikke bekymre deg, det er en avveining, og en flott en på det! Turbiner av dragtype har lavere oppstartshastighet og spinner derfor oftere enn turbiner av løftetype, veldig likt skilpadden og haren for energiproduksjon! TESUP jobber hardt for å få turbinene deres til å ha høyere effektivitet ved å utforme bladene nøye. Bare se på de redesignede bladene til AtlasX! Ikke bare har de forbedret effektiviteten til turbinen, og økt vindfangstområdet, de ser også flotte ut!
Nødvendigheten av gode komponenter i ditt operative system
Det siste hinderet mellom vinden og elektrisitetsproduksjonen er elektrisk ineffektivitet. Disse kan og vil forekomme i alle elektriske komponenter enten det er den elektriske generatoren i turbinen eller den minste ledningen i systemet. Dessverre har elektriske komponenter en tendens til å kaste bort elektrisitet gjennom generering av termisk energi (tenk på når du har rørt en telefonlader og den var varm etter å ha ladet en telefon). Hvert trinn som er nødvendig i et vindturbinsystem for å generere, overføre og lagre elektrisk energi vil i seg selv inneholde noen tap. Disse tapene kan selvsagt reduseres!
Den beste måten å oppnå denne økningen i elektronisk effektivitet til en lav kostnad er å kjøpe elektroniske komponenter av god kvalitet til systemet ditt. TESUP kan tilby ladekontrollere, kraftomformere og kablingssystemer som er godt egnet og spesielt designet for TESUP-turbiner. Å kjøpe ett eller alle disse systemene for å komplementere ditt vindturbinbaserte kraftgenereringssystem er en god måte å redusere tapene i systemet ditt og til slutt generere mer kraft totalt sett!
TESUP håper denne lille guiden til noen ineffektiviteter du kan støte på var nyttig! Forhåpentligvis er du nå litt mer godt informert om vindturbinsystemer og hvor interessante de er!