Şaquli külək turbinləri

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Bu gün enerji əldə etməyin bir çox təkmil üsulları olsa da, əvvəllər külək turbinləri demək olar ki, hər yerdə istifadə olunurdu. Əlbəttə ki, onlar bu gün də istifadə olunur, lakin onların sayı xeyli azalıb. Onların necə işlədiyini başa düşmək üçün küləyin günəş enerjisinin bir forması olduğunu bilmək vacibdir.

Ümumi Təsvir

Külək turbinləri külək axınlarından istifadə edərək işləyir. Bəs niyə külək elektrik enerjisi istehsal etməyə qadirdir? Bu hadisə yer atmosferinin qeyri-bərabər istiləşməsi, planetin səthinin strukturunun qeyri-müntəzəm olması, həmçinin fırlanması səbəbindən baş verir. Külək turbinləri və ya külək generatorları küləyin kinetik enerjisini mexaniki enerjiyə çevirə bilir və sonradan bəzi digər vəzifələr üçün istifadə oluna bilər.

Bu cihazlar adi küləkdən istifadə edərək tam olaraq necə elektrik istehsal edir? Əslində hər şey olduqca sadədir. Belə bir turbinin işləmə prinsipi fanın işinə birbaşa ziddir. Küləyin gücünün təsiri altında külək turbininin qanadları fırlanır və bu da öz növbəsində generatora qoşulmuş şaftın elektrik enerjisi istehsal etməsinə səbəb olur.

Turbin növləri

Müxtəlif turbinlərin bir neçə növü var. Mühəndislər hazırda istifadə olunan iki əsas kateqoriyanı ayırırlar. Birinci kateqoriya üfüqi-oxlu, ikinci kateqoriya isə şaquli-oxludur. Birinci növ külək turbinləri iki və ya üç qanaddan ibarət ən ümumi dizayna malikdir. Üç bıçaqlı qurğular "küləyə qarşı" prinsipi ilə işləyir. Elementlərin özləri elə qurulub ki, küləyə baxsınlar.

Dünyanın ən böyük turbinlərindən biri GE Wind Energy-dir. Bu cihazın gücü 3,6 meqavatdır. Burada qeyd etmək lazımdır ki, turbin nə qədər böyükdürsə, bir o qədər səmərəlidir. Bundan əlavə, mənfəət-qiymət nisbəti də məcmuənin ölçüsü ilə yaxşılaşır.

Turbin cəmi

Cihazın seçildiyi ilk göstərici gücdür. Əgər "xidmət" turbinlərini götürsək, onda onların gücü 100 kVt-dan başlaya və bir neçə MVt-a çata bilər. Həm şaquli, həm də üfüqi külək turbinlərinin birlikdə qruplaşdırıla biləcəyini də qeyd etmək vacibdir. Belə qruplara ən çox külək stansiyaları deyilir. Bu cür saytların məqsədi arzu olunan obyektə elektrik enerjisinin topdan satışıdır.

Gücü 100 kVt-dan az olan kiçik tək turbinlərdən danışsaq, onlar daha çox fərdi evləri elektrik enerjisi ilə təmin etmək, telekommunikasiya antenalarını və ya su ötürmə nasoslarını enerji ilə təmin etmək üçün istifadə olunur. Qeyd etmək lazımdır ki, kiçik turbinlər də dizel mühərrikləri ilə birlikdə istifadə edilə bilər.generatorlar, batareyalar və ya günəş panelləri. Belə sistem hibrid sistem adlanır. Onlar elektrik şəbəkəsinə qoşulmaq üçün başqa imkan olmayan yerlərdə istifadə olunur.

Şaquli turbinlərin üstünlükləri

Hazırda şaquli tipli cihazlar daha çox istifadə olunur. Bu, şaquli növün üfüqi tipdən bir sıra üstünlüklərə malik olması ilə əsaslandırılır.

Şaquli tipli qüllələrdə yük daha bərabər hərəkət edəcək, bu da ölçüləri baxımından daha böyük struktur yaratmağı asanlaşdırır. Bundan əlavə, rotoru bu tip turbinə quraşdırmaq üçün əlavə avadanlıqlara ehtiyac yoxdur. İşin səmərəliliyini artıran mühüm üstünlük ondan ibarətdir ki, şaquli turbinlərin bıçaqları burulmuş - spiral şəklində edilə bilər. Bu çox vacibdir, çünki bu halda külək enerjisi həm girişdə, həm də çıxışda onlara təsir edəcək ki, bu da təbii ki, quraşdırmanın səmərəliliyini artırır.

Şaquli turbinlərin ən mühüm üstünlüklərindən biri odur ki, onlar quraşdırıldıqda oxu külək axınına uyğunlaşdırmağa ehtiyac yoxdur. Bu tip cihaz hər iki tərəfdən əsən külək axını ilə işləyəcək.

Bolotov külək turbini

Bu cihaz digər cihazlardan fərqlənir. Turbinin normal işləməsi üçün onu müxtəlif hava şəraitinə uyğunlaşdırmağa ehtiyac yoxdur. Bu dizaynın külək enerjisi elementi küləyi hər tərəfdən, heç biri olmadan qəbul edə bilirquraşdırma əməliyyatları. Bundan əlavə, bu tip stansiyalar küləyin istiqaməti dəyişdikdə qüllənin dönməsini tələb etmir. Şaquli külək turbinlərinin başqa bir üstünlüyü (VAWT - şaquli generator şaftlı külək elektrik stansiyası) onların istənilən gücün külək axınları ilə işləməyə imkan verən xüsusi dizaynı olmasıdır. Fırtınalar zamanı belə əməliyyat mümkündür. Quraşdırma modullarının sayını seçmək mümkündür. Turbinin çıxış gücü onların sayından asılı olacaq. Yəni modulların sayını dəyişdirərək, qurğunun gücünü dəyişə bilərsiniz, bu da çox rahatdır. Digər üstünlük ondan ibarətdir ki, külək qüvvəsi elementi kinetik enerjinin mexaniki enerjiyə yüksək effektiv çevrilməsinə imkan verəcək şəkildə yığılmışdır.

Biryukov və Blinov külək turbininin ölçüləri

Bu cihazın diametri 0,75 m olan iki mərtəbəli rotoru var. Bu elementin hündürlüyü 2 m-dir. Təzə küləyin təsiri altında belə bir rotor asinxronun rotorunu tamamilə fırlata bildi. 1,2 kVt-a qədər gücə malik mil. Turbin nasazlıq olmadan 30 m/s-ə qədər küləyin gücünə tab gətirə bilirdi.

Külək turbininin niyə iki alimin nailiyyəti sayılmasından danışmağa dəyər. İş ondadır ki, 60-cı illərdə. SSRİ-də alim Biryukov KIEV 46% olan karusel külək generatorunu patentləşdirdi. Ancaq bir az sonra mühəndis Blinov eyni dizayndan istifadə edə bildi, lakin 58% KIEV göstəricisi ilə.

Turbinlərhiperboloid növü

Hiperboloid tipli külək turbinləri Şuxov Vladimir Qriqoryeviç kimi mühəndisin ideyalarına əsaslanırdı.

Bu növ turbinin xüsusiyyətlərinə külək axınının daha böyük iş sahəsinə malik olması daxildir. Bu göstəricini digər kateqoriyalı cihazlarla müqayisə etsək, süpürülən ərazidən hesablasaq, hiperboloid növü 7-8% daha yaxşı nəticələr göstərir. Bu göstərici külək axınının iş sahəsinin boşaldıldığı növlər üçün etibarlıdır. Bu növü, məsələn, Darrieus və Savonius turbinləri ilə müqayisə etsək, onda fərq 40-45% olacaq.

Bu kateqoriya vahidlərin xüsusi xassələrinə onların yuxarıya doğru hərəkət edən hava axınları ilə işləyə bilmələri də daxildir. Generatoru gölün, bataqlığın, yamacın və s. yaxınlığında quraşdırsanız, çox məhsuldar olar.

Belə turbinlərin üstünlükləri odur ki, hiperboloidi yuyan aktiv hava təbəqəsinin təmas xətti fırlanan külək generatoru kimi fırlanan oxşar silindrinkindən 1,6 dəfə uzun olacaq. Təbii ki, belə nəticəyə gəlmək olar ki, səmərəlilik eyni miqdarda olacaq.

Qüsurlar

Bu turbinlərin bir çox üstünlük və xüsusiyyətlərinə baxmayaraq, onların bəzi çatışmazlıqları da var.

Mənfi amillərə generatorun qanadlarının külək cərəyanlarına qarşı fırlanması zamanı bu tip generatorların əhəmiyyətli itkilərə məruz qalması və bu da öz növbəsində iş səmərəliliyinin təxminən yarıya qədər azalmasına səbəb olması daxildir. Şaquli turbinləri belə itkiləri olmayan üfüqi turbinlərlə müqayisə etsək, bu göstəricinin azalması çox nəzərə çarpır.

Başqa bir dezavantaj şaquli külək turbininin çox uzun olmasıdır. Küləyin sürətinin yüksək hündürlükdən çox aşağı olduğu yerə yaxın yerləşdirsəniz, işə başlamaq üçün təkan tələb edən rotorun işə salınmasında problemlər yarana bilər. Öz-özünə, ümumiyyətlə başlamır. Siz, əlbəttə ki, bıçaqları yuxarı qaldırmaq üçün xüsusi qüllələr quraşdıra bilərsiniz, lakin rotorun aşağı hissəsi hələ də çox aşağı olacaq.

Digər çatışmazlıqlara qışda külək turbinlərinin qanadlarında buzlaqların əmələ gəlməsi daxildir. Turbinlərin iş zamanı buraxdığı böyük səs-küyü də qeyd etmək lazımdır. Qurğuların bəziləri hətta istismarı zamanı zərərli infrasəs yarada bilir. Bu, vibrasiyaya səbəb olur, bu da şüşələrin, pəncərələrin və qabların cingildəməsinə səbəb ola bilər.

Əyləncəli fakt: RimWorld-un külək turbinləri enerji mənbəyi kimi istifadə olunurdu.