John Yan, Čína, sawt.com

Většina větrné turbíny spadají do jedné ze dvou obecných kategorií: horizontální osou a vertikální osou. Každý může být dále rozdělen na malé a velké větrné turbíny.

Větrné turbíny mohou být klasifikovány jako nástroj rozsahu a malém měřítku a pak do vodorovné ose (HAWTs) a vertikální osa verze (VAWTs).

technologie tradičních horizontálních větrných turbín (HAWTs) se vyvíjí již více než sto let. Tato technologie zahrnuje čepele a jejich výrobu, převodovky a jejich výrobní technologii, zařízení s úhlem sklonu a jejich technologii atd. Technologie jsou velmi vyspělé. Betzův zákon, který definuje maximální množství energie, které může HAWT získat z větru, je založen na jediném disku (rotoru) pohybujícím se ve dvourozměrném prostoru.

několik komponent v konvenční větrné turbíně.

1. Malé vertikální osy větrné turbíny

Malé vertikální osy větrné turbíny se výrazně liší od střední až velké vertikální osy ?? větrné turbíny, protože hnací síla a směr čepele se liší, když se čepel otáčí. V určité poloze je síla čepele velká a směr je kladný. Na některých pozicích bude hnací síla menší a také pozitivní. Ale na jiných pozicích jsou hnací síla a směr negativní a velké a malé. Také, jak je průměr rotoru zvětšen, záporné síly se zvětšují. Pokud je tedy průměr rotoru větší, musí být úhel (rozteč) čepele nastavitelný v reálném čase. Tomu se říká technologie“ regulace úhlu útoku v reálném čase“.

1.1 aktuální vertikální osy větrné turbíny mají tři hlavní problémy:

1. Low-výkon elektrické energie
2. pracují v úzkém rozmezí rychlostí větru a brzdy často, čímž se snižuje jejich výkon

Špatná stabilita při otáčení zkracuje turbíny život.

galerie ukazuje širokou škálu svislé osy vzory.

1.2 řešení tří problémů

SAWT, konstrukce svislé osy, řeší tři technické problémy ve svislé ose větrné turbíny průmyslu. Jeden konstruktér vyrobil malou vertikální větrnou turbínu, která od roku 2007 prodala více než 4 000 kusů v přibližně 60 zemích a použila patenty k vytvoření technických bariér.

1.3 jak navrhnout dobrou malou vertikální větrnou turbínu

1.3.1 ačkoli se liší od HAWT, jádro technologie VAWT zůstává větrný mlýn struktura s lopatkami. Po výběru profilu, je nutné počítat konkávní orientace, úhel, šířku a množství, protože každý z těchto faktorů určuje výkon VAWT.
takže prvním krokem je volba nízkorychlostního profilu. Druhý krok dává konkávní orientaci ven, třetí krok zvolí malý úhel čepele (8° funguje dobře) a vhodnou šířku čepele. Nejlepší množství čepele je pět. A pak je důležitá metoda připojení čepele. Nejlepší je použít strukturu soketu pro snadnou instalaci a snížit tažné síly. Tyto faktory určují výkon výroby energie VAWT.
1.3.2 HAWT turbína musí vybočit-přesměrovat se do větru – ale VAWT nemusí. VAWTs muse tedy používá „pozitivní regulaci úhlu útoku“. Tato funkce využívá odstředivou sílu k ovládání úhlu čepele, když rychlost otáčení překročí jmenovitou rychlost.

1.3.3 dobrý vertikální osa větrný mlýn musí zůstat stabilní, když se točí to. Pokud tomu tak není, turbína „otřese hlavou“, když se rotor otáčí. To sníží životnost turbíny a způsobí další problémy, jako je hluk a mechanické opotřebení. Nejlepším řešením je tedy použít koaxiální strukturu pro větrný mlýn a generátor. Koaxiální uspořádání větrného mlýna a generátoru zajišťuje spolehlivé utěsnění, bezpečnost a stabilitu, bez mechanického hluku, přiměřené ložisko pro větrný mlýn a dlouhou životnost.
1.3.4 poškození větrných turbín může nastat, když Rychlost větru překročí 25 m / s. takže vertikální osa větrná turbína potřebuje automatický brzdový systém. Když větrná turbína začne brzdit, musí překonat Rotační setrvačnost a hnací sílu větru. Dobrá konstrukce tedy vypočítá točivý moment v rotoru při rychlosti větru a zvolí vhodnou kotoučovou brzdu pro toto množství energie.

2. Střední & velké VAWT technologie,

i Když mnoho dalších turbíny výrobci vyvíjejí střední a velké VAWT, přijaly návrh přístupu od malých VAWTs tím, že prostě úměrně zvětšování malé turbíny, aby se stal „střední nebo velké VAWT“. Opravdu nerozumí vlastnostem VAWT.

je dobře známo, že vawt je tichý, Bezpečný a nepotřebuje vysokou věž. Nicméně, téměř žádné komercializované velké VAWT byly zahájeny navzdory úsilí nespočetných inženýrů. Důvody jsou zřejmé: problémy aerodynamické účinnosti, samočinného startu, strukturální stability a bezpečného brzdění zůstávají nevyřešeny. Problémy musí být vyřešeny pro jakýkoli typ větrné turbíny.

tyto tři problémy jsou řešeny pomocí technologií“ Aktivní regulace úhlu náběhu v reálném čase „a“ hřídel konstrukce příhradové konstrukce“.

2.1 technologie „Active real-time pitch attack angle regulation“

jádrem této technologie je nastavení úhlů lopatek na spřádací turbíně. Zařízení bylo testováno na 1 m vysoký x 1.36-m široký VAWT v aerodynamickém tunelu při rychlosti větru 2 m/s. Naměřený točivý moment 0,9 1 44 Nm při ot. / min. Míra konverze větrné energie na mechanickou energii dosahuje 68% a překonává hranici 59,3% zákonem Betz. Tím nechci říci, že zákon Betz je špatný. V této teorii HAWT používá jeden disk rotující ve dvourozměrném prostoru, zatímco VAWT je vícenásobná rotace disku v trojrozměrném prostoru. Díky tomu je VAWT ekvivalentní dvěma Hawtům.

zkoušky v aerodynamickém tunelu ukázaly užitečný točivý moment při větru 2 m / s.

2.2 konstrukce Krovu pro hlavní hřídel z velké VAWT

ohybový moment na větrný mlýn může být velmi velké, když průměr rotoru je dostatečně velký. To znamená, že hlavní hřídel musí mít velký a silný průměr, což ztěžuje komercializaci. Naše řešení používá duté krovu jako hlavní hřídele uvnitř, protože konstrukce krovu je silný a relativně lehké, které splňují požadavky pro hlavní hřídel na střední a velké VAWTs, stejně jako poptávka po komercializaci.

potenciál větru: Bernoulliho princip aplikován na plachetnice

Vestas Sailrocket 2 vytvořil světový rekord pro lodě v Walvis Bay Namibie v roce 2012. Plavidlo dosahovalo rychlosti 64,78 uzlu (119.95 km / h) ve větru pouhých 25 uzlů (46,3 km / h). Jeho průměrná plachtění rychlost dosáhla 59.23 uzlů (109.65 km/h) v 500m rovně kanálu. Tato plachetnice byla poháněna Zvedací silou vyplývající z Bernoulliho principu.

3.1 Problémy s tradičními vzory,

Někteří tvrdí, že bolest body z tradiční větrné turbíny Průmysl zahrnují:

• Často vysoké náklady výroby energie než tradiční energie
• Výroba je složitá
• Velké díly jsou těžké dopravy
• nadace, která vyžaduje velké množství
  z betonu a výztuže.
• Instalace vyžaduje složité a nákladné jeřábů
• Hluk, znečištění
• Poškození ekosystému
• Chemické znečištění je možné
• Vysoké napětí generuje elektromagnetické záření a rušení

řešení: Super Turbíny a jak to funguje

Více než deset let R&D v VAWT průmyslu vedl k Super Turbíny, typu velké větrné turbíny. Super turbína, vyvinutá do roku 2014, má nízké náklady na výrobu energie a snadnou instalaci a údržbu. Jádrem je rozšíření technologie „active real-time pitch attack angle regulation“, která byla ověřena experimenty. Myslíme si, že by to mohlo vést k revoluci v současném velkém průmyslu větrných turbín.

horní obrázek ukazuje obecné uspořádání Super turbíny. Spodní obrázky poskytují podrobnosti.

• K produkci energie, stovky čepele jsou přesunuty podél trati výtahem jednotky a přenášeny prostřednictvím řetězce řídit stovky generátorů upevněny na kruhové dráze.
• aktivní technologie regulace úhlu stoupání v reálném čase monitoruje směr větru, rychlost a polohu každého kotouče na trati. Poté upraví úhly lopatek tak, aby získaly maximální zvedací sílu. Tímto způsobem může Super turbína zvýšit míru konverze větrné energie a umožnit generování vysokého výkonu.
• jedna Super turbína může být navržena tak, aby vyhovovala podmínkám a požadavkům zákazníků větrné farmy. Turbína může mít velikost od 7 do 50 MW.

3.3 technologie ověřené zkouškami aerodynamického tunelu

návrh je rozšířením a dalším použitím technologie „Aktivní regulace úhlu útoku v reálném čase“. Na kruhové oběžné dráze, poháněné větrem, budou lopatky na různých místech produkovat hnací sílu s různou velikostí a směrem.
upravená trať má další výhody. Například, kde hnací silou je největší, řezané kruhové dráze v tomto místě, a rozšířit ji do přímky, což je prototyp super turbíny. Stejně jako plachetnice je nejrychlejší v přímce.

super turbína by mohla být navržena kulatým, dlouhým nebo dokonce trojúhelníkovým tvarem, ale poloměr otáčení je stejný podle podmínek země a větru.

několik dalších podrobností pro návrh.

3.4 Vlastnosti Super turbíny

konstrukce využívá současné vyspělé technologie pro všechny díly. Hlavní složky patří:

3.6 Nižší náklady na vybavení

• Super Turbíny použít aktuální a vyspělé technologie, například pro řízení pohybu, hydraulika, stopy, a pohybující se energie. Takže to bude snadné výrobce.
• celková cena 40 MW Super turbíny je 15 milionů dolarů nebo 0,38 USD na watt.

titulek