Mars 07, 2024
Poängen med att äga och driva ett inhemskt vindturbinsystem är att generera elektricitet oavsett anledning, oavsett om det är hushållsbruk, vinst eller produktion för industriella ändamål. Den totala elproduktionen av ett vindturbinsystem beror på många olika faktorer, av vilka många kan påverkas av interna och externa faktorer i själva systemet eller var systemet är placerat. Det vill säga, det spelar inte bara roll vilken effektklass din turbin har, utan hur effektiv den turbinen är på att utvinna energi från vinden och omvandla den till elektrisk energi vid förbrukningstillfället. Som ett exempel kan en 5kW generator i en turbin, på grund av ineffektivitet i systemet, bara generera 500W effekt på grund av energiförluster i systemet om den hanteras på fel sätt. Det är därför viktigt att karakterisera och förstå de olika orsakerna till ineffektivitet och hur de kan bekämpas.
Hur man får ut det mesta av vinden
Vi kommer att utgå från vindens perspektiv och arbeta oss igenom var och en av ineffektiviteten tills vi kommer till den elektricitet som används för att ladda batterierna i ditt hem. Tyvärr kan man inte kontrollera vad vinden gör hela tiden så vi kan tyvärr inte göra så mycket åt dess tillstånd. Det är dock ingenting värt att, i allmänhet, ju mer laminärt vindens flöde är (ett vetenskapligt namn för ett jämnt luftflöde) desto högre effektivitet är omvandlingen av vindens kinetiska energi till den rotationskinetiska energin hos vinden. vindkraftverksblad.
Turbulent flöde är motsatsen. Det är då luften är kaotisk och virvlar runt oförutsägbarhet. Lokala punkter inom vindens flöde kan trycka vinden bakåt eller i sidled vilket orsakar inkonsekventa krafter som appliceras på turbinbladen. Den begränsade kontrollen som du har över vinden som interagerar med din turbin är hur miljön runt turbinen påverkar flödesförhållandena. Hinder för flödet såsom träd, byggnader eller andra vindkraftverk kommer att orsaka ett ökat turbulent flöde som når fram till turbinen. När du installerar din turbin bör du därför försöka placera den på ett trevligt öppet område med minimala hinder i närheten.
Det är också värt att titta på vindhastigheten som din turbin kommer att utsättas för i olika installationslägen då denna kan variera. Den viktigaste punkten du bör tänka på är höjden på din turbin. Ju högre upp turbinen är installerad, desto högre är vindhastigheterna i allmänhet. Detta beror på att när vinden interagerar med marken saktar den ner, saktar ner luften precis ovanför den, sedan saktar den luften ner luften ovanför den osv... tills du kommer tillbaka till det obegränsade flödet där vinden flyter med full hastighet. Detta fenomen kallas för gränsskiktet i vätskedynamik: ett flödeslager nära en gräns (luft till mark) som har en hastighetsgradient över sin höjd.
Lyft eller dra
Den andra och ganska viktiga ineffektiviteten när det gäller vindturbinsystem är den teoretiska gränsen för hur mycket kraft som kan utvinnas från vinden av ett givet turbinblad. Detta beror främst på formen på bladet som används för att skörda vindenergin. Det finns flera populära design av turbinblad, speciellt TESUP använder blad av lyfttyp och dragtyp i sina konstruktioner.
Ett exempel på ett blad av lyfttyp kan ses på Magnum 5-turbinen. Bladet är format på ett sätt som kallas aerofoil. Detta är formen på en plan vinge om man skulle titta på dess tvärsnitt. Denna form ger lyft när vinden passerar över dess yta på exakt samma sätt som en plan vinge. Ett bra exempel på en turbin av dragtyp är en TESUP AtlasX-turbin. Denna typ av turbin har ett "C"-format blad och förlitar sig på att vinden direkt "trycker" på turbinbladen för att snurra dem.
Det teoretiska maxvärdet för turbiner av lyfttyp ligger runt 40 % och jag vet att det kan tyckas lågt vid första anblicken, men den maximala verkningsgraden för alla turbiner är bara 45 %! Så egentligen är det inte alls dåligt! Turbiner av dragtyp tenderar att ha lägre verkningsgrad i allmänhet. Detta beror främst på konstruktionen av turbinen. Eftersom två blad (en vardera sidan av turbinen) trycks av vinden vid ett visst tillfälle, arbetar ett av bladen mot turbinens rotation (hur oförskämt!) bladets C-form säkerställer större bladyta. är utsatt för vinden och därför fångar ett av bladen mer vind och trycks hårdare, vilket genererar rotation.
Du kanske tänker åh, det är skräp, låg effektivitet? Jag kommer knappt få någon kraft från min TESUP-turbin! Men oroa dig inte, det finns en avvägning, och en bra sådan! Turbiner av dragtyp har en lägre starthastighet och snurrar därför oftare än turbiner av lyfttyp, väldigt likt sköldpaddan och haren för energigenerering! TESUP arbetar hårt för att få sina turbiner att ha högre verkningsgrad genom att noggrant designa sina blad. Titta bara på de omgjorda bladen på AtlasX! De har inte bara förbättrat verkningsgraden hos turbinen och ökat vindupptagningsområdet, de ser också bra ut!
Behovet av bra komponenter i ditt operativa system
Det sista hindret mellan vinden och din elproduktion är elektrisk ineffektivitet. Dessa kan och kommer att förekomma i alla elektriska komponenter, vare sig det är den elektriska generatorn i turbinen eller den minsta tråden i systemet. Tyvärr har elektriska komponenter en tendens att slösa bort elektricitet genom att generera termisk energi (tänk på när du har rört en telefonladdare och den var varm efter att ha laddat en telefon). Varje steg som krävs i ett vindturbinsystem för att generera, överföra och lagra elektrisk energi kommer i sig att innehålla vissa förluster. Dessa förluster kan givetvis minskas!
Det bästa sättet att uppnå denna ökning av elektronisk effektivitet till en låg kostnad är att köpa elektroniska komponenter av god kvalitet till ditt system. TESUP kan tillhandahålla laddningsregulatorer, kraftväxelriktare och kabelsystem som är väl lämpade och speciellt designade för TESUP-turbiner. Att köpa ett eller alla dessa system för att komplettera ditt vindturbinbaserade kraftgenereringssystem är ett bra sätt att minska förlusterna i ditt system och i slutändan generera mer kraft totalt sett!
TESUP hoppas att denna lilla guide till några ineffektiviteter du kan stöta på var användbar! Förhoppningsvis är du nu lite mer välinformerad om vindkraftssystem och hur intressanta de är!