|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Jak nowoczesne turbiny wiatrowe radzą sobie z kaprysami wiatru. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii W przedrewolucyjnej Rosji nie było przemysłu produkującego turbiny wiatrowe; zostały zbudowane wyłącznie w sposób rzemieślniczy. Ale idea najlepszego, najbardziej opłacalnego wykorzystania energii wiatrowej narodziła się w Rosji. Wielki rosyjski naukowiec, „ojciec rosyjskiego lotnictwa”, profesor N. E. Żukowski (1847-1921) stworzył również teoretyczne podstawy turbiny wiatrowej. Jego niezwykłe prace znalazły praktyczne zastosowanie dopiero w czasach reżimu sowieckiego. Z inicjatywy N. E. Żukowskiego i przy wsparciu W. I. Lenina w 1918 r. w Moskwie zorganizowano Centralny Instytut Aerodynamiczny (TsAGI). Tutaj zbudowano pierwsze domowe szybkie turbiny wiatrowe. Na podstawie prac prof. N.E. Żukowski, jego uczniowie prof. V. P. Vetchinkin (1888-1950), Zasłużony Pracownik Nauki i Techniki prof. G. X. Sabinin i prof. N. V. Krasovsky opracował teoretyczne podstawy projektowania wysokiej jakości nowoczesnych turbin wiatrowych, a prof. Podstawy ich prawidłowej eksploatacji w rolnictwie opracował E. M. Fateev. Radzieccy projektanci stworzyli oryginalne i wciąż niezrównane w swoich właściwościach szybkie turbiny wiatrowe o mocy od kilkudziesięciu watów do kilku tysięcy kilowatów. Fabrycznie wykonane całkowicie metalowe turbiny wiatrowe, w przeciwieństwie do rozważanych elektrowni wiatrowych drewniano-metalowych, posiadają specjalne urządzenia do radzenia sobie z „kaprysami” wiatru. Każdy wie, że wiatr może zmieniać kierunek i prędkość kilka razy dziennie. Najprostsze wiatraki bębnowe posiadały odbiornik energii wiatru, który raz na zawsze montowano na sztywno w dowolnej pozycji.Turbiny karuzelowe i obrotowe działają w każdym kierunku wiatru, ale podobnie jak wiatraki bębnowe nie chroniony przed możliwymi uszkodzeniami przy silnym wietrze „Najprostszy wiatrak może normalnie pracować tylko w obecności człowieka. Osoba musi monitorować wiatr i na czas ustawić koło wiatrowe we właściwej pozycji. Jeśli wiatrak jest duży, to co najmniej dwa potrzebni są ludzie do ustawienia koła na wietrze, jeśli nie ma ono specjalnej bramy (najprostsza maszyna do podnoszenia ciężarów).Wraz z dalszym rozwojem technologii budowy turbin wiatrowych zaczęto dążyć do wykorzystania mocy wiatr nie tylko obraca wiatrakiem, ale także automatycznie ustawia go pod wiatr, co widać po konwencjonalnym wiatrowskazie pokazującym kierunek wiatru.W tym celu do tylnych części głowicy obrotowej zaczęto mocować ogon, składający się z długiego pręta lub specjalnej kratownicy z powierzchnią na końcu, która nazywa się upierzeniem ogona (patrz ryc. Ryż. 24).
Jeśli wiatr zmienił kierunek, ogon automatycznie odwracał głowę. Koło wiatrowe zostało ponownie zainstalowane w czole do wiatru. Istniało więc proste urządzenie do obracania koła wiatrowego pod wiatr bez interwencji człowieka. W nowoczesnych turbinach wiatrowych ogony są obliczane tak, aby zaczynały obracać głowicę z kołem wiatrowym w stronę wiatru, gdy jego kierunek zmienia się o kąt około 10 stopni. Aby obrócić głowy dużych turbin wiatrowych, upierzenie ogona jest czasami wykonywane w postaci dwóch lub trzech pionowych powierzchni ustawionych równolegle w pewnej odległości od siebie (patrz ryc. 27). W innych układach turbin wiatrowych rolę ogona pełni samo koło wiatrowe. Ustawia się pod wiatr, gdy tylko wiatr zmieni kierunek. Aby to zrobić, koło wiatrowe nie jest umieszczane przed wieżą, ale za wieżą. W tym przypadku koło, podobnie jak wiatrowskaz, automatycznie podąża za wiatrem. Przy dużych rozmiarach kół wiatrowych ostre zakręty ogona mogą spowodować złamanie skrzydeł. Dlatego za pomocą ogonów zwykle instaluje się na wietrze tylko małe koła wiatrowe o średnicy do 18 metrów. Najpopularniejsze urządzenia składają się z dwóch wielołopatowych wiatraków umieszczonych z tyłu głowicy. Takie urządzenia nazywane są różami wiatrów. Róże wiatrów są umieszczone tak, że jeśli wiatr wieje w kierunku wirnika, znajdują się krawędzią do kierunku wiatru i stoją nieruchomo. Kiedy wiatr wieje z boku, róże wiatrów wprawiają się w ruch i za pomocą mechanizmu transmisyjnego obracają głowicę z kołem wiatrowym w kierunku wiatru, aż będzie skierowana pod wiatr (ryc. 26). W tym czasie róże wiatrów ponownie zostaną ustawione krawędzią do wiatru i zatrzymają się, dopóki wiatr ponownie nie zmieni kierunku.
Inne pomysłowe urządzenia służą do obracania dużych kół wiatrowych nowoczesnych szybkich turbin wiatrowych w kierunku wiatru. Przy każdym wietrze delikatnie i płynnie ustawiają koło wiatrowe na wietrze. Zazwyczaj mechanizmy oporowe obracają głowicę względem wieży z bardzo małą prędkością, jeden pełny obrót w ciągu kilku minut. W dużych turbinach wiatrowych głowica jest ustawiana pod wiatr za pomocą silnika elektrycznego sterowanego małym wiatrowskazem. Kiedy zmienia się kierunek wiatru, wiatrowskaz obraca się i zamyka linię elektryczną, automatycznie włączając silnik elektryczny. Silnik elektryczny zatrzyma się tylko wtedy, gdy linia zostanie odłączona. A stanie się tak, gdy wiatrowskaz zostanie umieszczony wzdłuż przepływu powietrza, a koło wiatrowe - na czole do wiatru. Są to główne urządzenia w nowoczesnych turbinach wiatrowych do automatycznego obracania koła wiatrowego w kierunku wiatru. Jednak wiatr może zmienić nie tylko swój kierunek, ale także prędkość. W konsekwencji zmienia się również siła nacisku na koło wiatrowe. Wraz ze wzrostem prędkości wiatru wzrasta liczba obrotów koła wiatrowego. Mogą osiągać wysokie wartości. Jest to niebezpieczne nie tylko dla wytrzymałości koła, ale także dla całej instalacji i podłączonych do niej maszyn. Aby tego uniknąć, nowoczesne turbiny wiatrowe wyposaża się w specjalne urządzenia, które uruchamiają się przy dużych prędkościach wiatru. Dbają o to, aby przy dalszym wzroście wiatru liczba obrotów koła wiatrowego nie wzrastała, aw przypadku burzy zatrzymywała się. Najprostszą metodą ograniczenia prędkości koła wiatrowego jest to, że przy wietrze o określonej prędkości zaczyna ono częściowo wychodzić spod wiatru. Wraz ze wzrostem prędkości wiatru koło wiatrowe obraca się o coraz większy kąt, a podczas burzy znajduje się na krawędzi strumienia powietrza i zatrzymuje się. W tym samym czasie sprężyny sterujące są rozciągane lub podnoszone jest specjalne obciążenie, które, gdy prędkość wiatru spada, ponownie przenosi koło wiatrowe na wiatr. Sterowanie prędkością poprzez wysunięcie całego koła wiatrowego z wiatru jest zwykle stosowane tylko w przypadku wolnoobrotowych turbin wiatrowych z małymi kołami wiatrowymi. Aby sterować prędkością dużych szybkich turbin wiatrowych, to nie koła wiatrowe są wyciągane spod wiatru, ale oddzielne skrzydła lub ich końcowe części, równe 1/4 lub 1/8 całkowitej długości skrzydło. Obecnie najdoskonalsza jest regulacja szybkich turbin wiatrowych za pomocą specjalnych opływowych powierzchni - stabilizatorów, które mocuje się do obrotowych części skrzydeł na zębatkach. Stabilizatory są sterowane przez obciążniki odśrodkowe umieszczone wewnątrz skrzydeł. Obciążenia są bardzo wrażliwe na zmiany prędkości koła wiatrowego, a co za tym idzie na prędkość wiatru. Niewielki ruch ciężarków odśrodkowych powoduje obrót stabilizatorów, na które powstaje siła wiatru czołowego, obracając końcówki łopatek, jak mały ster obraca dużą łodzią. Kiedy obracające się części skrzydeł wysuwają się spod wiatru, liczba obrotów koła wiatrowego maleje. Ta oryginalna regulacja została opracowana przez radzieckich naukowców i projektantów pod kierunkiem prof. G. X. Sabinina i prof. NV Krasowski. Stosowany jest w większości nowoczesnych szybkich turbin wiatrowych o mocy od 10 do 1000 kilowatów. Wynalazca A. G. Ufimcew i prof. V. P. Vetchinkin zaproponował regulację prędkości kół wiatrowych szybkich turbin wiatrowych poprzez usunięcie skrzydeł spod wiatru z powodu nacisku na nie strumienia powietrza. Przy silnym wietrze skrzydła, podobnie jak wiatrowskazy, mogą obracać się względem osi klap, swobodnie przepuszczając strumień powietrza. Niezbędną równomierność obrotu koła wiatrowego przy tej regulacji uzyskuje się dzięki działaniu tzw. akumulatora bezwładnościowego, czyli koła zamachowego wchodzącego w skład przekładni. Szybko obracający się dysk akumulatora pochłania nadmiar energii, gdy prędkość wiatru wzrasta, i przekazuje tę energię pracującym maszynom, gdy prędkość wiatru maleje. Taka regulacja jest ustanowiona na przykład dla turbin wiatrowych 1-D-18 systemu Ufimtsev-Vetchinkin (ryc. 27).
W małych szybkich turbinach wiatrowych obrót skrzydeł odbywa się dzięki dodatkowym siłom odśrodkowym, które powstają na specjalnych obciążeniach przymocowanych do skrzydeł w pobliżu wału koła wiatrowego. To urządzenie, najprostsze w wykonaniu i bardzo oryginalne w konstrukcji, zaproponował laureat V. S. Shamanin. Są to główne automatyczne mechanizmy nowoczesnych wiatraków łopatkowych, za pomocą których koła wiatrowe są instalowane na wietrze i utrzymują zadaną prędkość przy dużych prędkościach wiatru. Autor: Karmishin A.V.
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Mikroby z bagien solnych dla energii wodorowej ▪ Pamięć flash Apacer AH650 z pojemnościowym czytnikiem linii papilarnych ▪ Laptop pół-rugged Panasonic Toughbook CF-54
▪ sekcja witryny Warsztat domowy. Wybór artykułów ▪ artykuł Zbyt piękne, aby było prawdziwe. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Czym jest rzekoma niedoczynność przytarczyc? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Elektromechanika podstacji trakcyjnej. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Szkło na papierze. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony