Березень 07, 2024
Суть володіння та експлуатації домашньої вітрової турбіни полягає в тому, щоб виробляти електроенергію з будь-якої причини, будь то домашнє використання, прибуток або виробництво для промислових цілей. Загальне виробництво електроенергії системою вітрової турбіни залежить від багатьох різних факторів, на багато з яких можуть впливати внутрішні та зовнішні фактори самої системи або місця розташування системи. Це означає, що важливо не лише потужність вашої турбіни, але й те, наскільки ефективно ця турбіна витягує енергію з вітру та перетворює її в електричну енергію в місці споживання. Як приклад, генератор потужністю 5 кВт у турбіні може, через неефективність системи, генерувати лише 500 Вт електроенергії через втрати енергії в системі, якщо ним керувати неналежним чином. Тому важливо охарактеризувати та зрозуміти різні причини неефективності та способи боротьби з ними.
Як отримати максимум від вітру
Ми почнемо з точки зору вітру і пройдемося по кожному з недоліків, поки не дійдемо до електроенергії, яка використовується для зарядки акумуляторів у вашому домі. На жаль, ви не можете постійно контролювати дії вітру, тому ми, на жаль, не можемо багато чого зробити щодо його стану. Проте нічого не варто, що, як правило, чим більше ламінарний потік вітру (наукова назва плавного потоку повітря), тим вище ефективність перетворення кінетичної енергії вітру в кінетичну енергію обертання лопаті вітрової турбіни.
Турбулентна течія навпаки. Це коли в повітрі панує хаос і вирує непередбачуваність. Локальні точки всередині потоку вітру можуть штовхати вітер назад або вбік, викликаючи непостійні сили, прикладені до лопатей турбіни. Обмежений контроль, який ви маєте над вітром, який взаємодіє з вашою турбіною, полягає в тому, як середовище навколо турбіни впливає на умови потоку. Перешкоди для потоку, такі як дерева, будівлі чи інші вітряні турбіни, спричинять збільшення турбулентного потоку, що досягає турбіни. Тому, встановлюючи свою турбіну, ви повинні спробувати поставити її на гарному відкритому місці з мінімальними перешкодами поблизу.
Також варто звернути увагу на швидкість вітру, на яку буде впливати ваша турбіна в різних положеннях встановлення, оскільки вона може відрізнятися. Основний момент, який ви повинні враховувати, це висота вашої турбіни. Чим вище встановлена турбіна, як правило, тим вище швидкість вітру. Це пояснюється тим, що коли вітер взаємодіє з землею, він сповільнюється, уповільнюючи повітря над собою, потім це повітря сповільнює повітря над собою тощо... поки ви не повернетеся до необмеженого потоку, де вітер тече на повній швидкості. Це явище в динаміці рідини називається прикордонним шаром: шар потоку поблизу межі (повітря-земля), який має градієнт швидкості по висоті.
Підніміть або перетягніть
Друга і досить важлива неефективність, коли справа доходить до систем вітряних турбін, - це теоретичне обмеження кількості енергії, яку можна отримати від вітру певною лопаттю турбіни. Це залежить переважно від форми лопаті, яка використовується для збору енергії вітру. Існує кілька популярних конструкцій турбінних лопаток, зокрема TESUP використовує у своїх конструкціях лопатки підйомного та опорного типу.
Приклад лопаті підйомного типу можна побачити на турбіні Magnum 5. Лезо має форму, відому як аерокрило. Це форма крила літака, якщо подивитися на його поперечний переріз. Ця форма створює підйомну силу, коли вітер пропускає її поверхню точно так само, як крило літака. Хорошим прикладом турбіни гальмівного типу є турбіна TESUP AtlasX. Цей тип турбіни має лопаті у формі «С» і покладається на вітер, який безпосередньо «тисне» на лопаті турбіни, щоб обертати їх.
Теоретичний максимум для турбін підйомного типу становить близько 40%, і я знаю, що на перший погляд це може здатися низьким, але максимальний ККД будь-якої турбіни становить лише 45%! Так що насправді це зовсім не погано! Турбіни гальмівного типу зазвичай мають нижчу ефективність. В основному це пов’язано з конструкцією турбіни. Оскільки дві лопаті (одна з боків турбіни) штовхаються вітром у будь-який момент, одна з лопатей працює проти обертання турбіни (як грубо!) C-форма лопаті забезпечує більшу площу поверхні лопаті піддається впливу вітру, тому одна з лопатей вловлює більше вітру та штовхається сильніше, створюючи обертання.
Ви можете подумати, ой, це нісенітниця, низька ефективність? Я ледве отримаю електроенергію від своєї турбіни TESUP! Але не хвилюйтеся, є компроміс, до того ж чудовий! Турбіни тягового типу мають нижчу швидкість запуску і тому обертаються частіше, ніж турбіни підйомного типу, дуже схожі на черепаху та зайця у виробництві енергії! TESUP наполегливо працює, щоб зробити свої турбіни вищими ККД, ретельно проектуючи їхні лопаті. Тільки подивіться на оновлені леза AtlasX! Вони не тільки підвищили ефективність турбіни та збільшили площу захоплення вітру, але й виглядають чудово!
Необхідність хороших компонентів у вашій операційній системі
Останньою перешкодою між вітром і вашим виробництвом електроенергії є електрична неефективність. Вони можуть і відбуватимуться в усіх електричних компонентах, будь то електричний генератор у турбіні чи найменший провід у системі. На жаль, електричні компоненти мають тенденцію витрачати електроенергію на вироблення теплової енергії (подумайте, коли ви торкалися зарядного пристрою телефону, і він був теплим після заряджання телефону). Кожен крок, необхідний у системі вітрової турбіни для генерації, передачі та зберігання електроенергії, за своєю суттю міститиме певні втрати. Ці втрати, звичайно, можна зменшити!
Найкращий спосіб досягти підвищення ефективності електроніки за низькими витратами — придбати якісні електронні компоненти для вашої системи. TESUP може надати контролери заряду, інвертори потужності та кабельні системи, які добре підходять і спеціально розроблені для турбін TESUP. Придбання однієї або всіх цих систем для доповнення вашої системи виробництва електроенергії на основі вітрових турбін є хорошим способом зменшити втрати у вашій системі та, зрештою, генерувати більше електроенергії в цілому!
TESUP сподівається, що цей маленький посібник щодо деяких недоліків, з якими ви можете зіткнутися, був корисним! Сподіваємось, тепер ви трохи краще поінформовані про системи вітрових турбін і про те, наскільки вони цікаві!