Lamele turbinei eoliene au o formă care vă permite să obțineți efectul maxim de la forța vântului la un cost minim. În primul rând, designul se datorează cerințelor aerodinamice. Dar economia înseamnă că forma lamei este un compromis care menține costul creării în limite rezonabile. În particular, lamele sunt în general mai groase decât dimensiunea aerodinamică optimă la rotor, unde forța datorată îndoirii este maximă.
Procesul de proiectare a lamelor începe cu o "mai bună estimare" a compromisului dintre eficiența aerodinamică și structurală. Alegerea materialelor afectează și grosimea admisibilă (aproape ideală aerodinamică) care poate fi creată. De exemplu, prepregurile din fibră de carbon sunt mai rigide și mai strâns legate între ele cu fibre de sticlă. Forma aerodinamică selectată conduce la sarcini care sunt introduse în structură. Problemele identificate în această etapă pot fi folosite pentru a schimba forma, dacă este necesar, cu recalcularea parametrilor aerodinamici.
Acest lucru poate părea evident, însă înțelegerea fizică a vântului este fundamentală pentru proiectarea turbinelor eoliene. Capacitatea disponibilă variază proporțional cu viteza vântului în grade cubice, adică Viteza vântului dublat înseamnă o creștere de productivitate de opt ori. De aceea, locul de instalare trebuie ales cu mare atenție: viteza vântului de 5 m / s este puțin folosită. Dimpotrivă, rafalele puternice vor oferi un nivel extrem de ridicat de putere. Dar nu este avantajos din punct de vedere economic să se construiască mașini proiectate pentru viteză maximă, deoarece potențialul lor va fi risipit de cele mai multe ori. Rezultă că idealul este zona cu vânturi susținute și aparatul poate opera cele mai multe ori, cu o briză ușoară, și să reziste rafale puternice.
În fiecare zi vântul se schimbă în fiecare secundă din cauza turbulențelor cauzate de particularitățile reliefului, schimbarea temperaturilor și a vremii. Puterea sa variază de asemenea cu înălțimea, cu atât este mai mare deasupra solului - cu atât este mai mare viteza vântului. Toate aceste efecte duc la sarcini diferite pe lamele generatorului, natura rotației. Proiectul trebuie să facă față tuturor condițiilor posibile, rareori optimale.
Extragerea energiei. Generatorul eolian influențează el însuși vântul: din linia aerului, aerul se mișcă mai încet decât în vânt. Vântul începe să încetinească, chiar înainte de a ajunge lame, reducând viteza atunci când trece prin „disc“ (un cerc imaginar format de lame, numit, de asemenea, aria de acoperire) și, prin urmare, reduce capacitatea sa. Astfel, există o cantitate optimă de energie care poate fi extras dintr-un anumit diametru al discului cu diametru prea puternic mare vânt lent. De fapt, motivul de mijloc este de a reduce viteza vântului de aproximativ două treimi din adăpostul turbinei eoliene, deși chiar și atunci vântul în fața lui va pierde o treime din viteza. Acest lucru permite să aducă teoretic posibilă captarea maximă de energie - 59% din puterea vântului (așa-numita limită Betz). În practică, modelele actuale pot ajunge doar la 40-50%.
Număr de lame
Limitarea puterii eoliene disponibile înseamnă că cu cât mai multe lame, cu atât mai puțină putere poate fi extrasă. Și aceasta înseamnă că fiecare lamă trebuie să fie cât mai îngustă pentru a menține eficiența aerodinamică.
Aceasta implică și densitatea optimă: cu cât numărul de lame este mai mare, cu atât mai mic ar trebui să fie fiecare. În practică, densitatea optimă este foarte scăzută (doar câteva procente). Aceasta înseamnă că, chiar dacă sunt doar trei lame, fiecare dintre ele trebuie să fie cât mai îngust posibil. Pentru alunecarea ușoară prin aer, lamele trebuie să aibă și o lățime subțire.
Acest lucru complică crearea, deoarece este dificil să se producă lame suficient de puternice dacă sunt prea subțiri sau costul va crește semnificativ atunci când se utilizează materiale scumpe. Din acest motiv, cele mai mari mori de vânt nu au mai mult de trei lame.
Un alt factor care afectează numărul de lame este estetic. De regulă, se consideră că generatoarele de vânt cu trei lonjeroane arată mai puțin amenințătoare decât modelele cu o singură sau dublă lamă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: