Trang trại gió. Lịch sử phát minh và sản xuất

Thư viện kỹ thuật miễn phí

LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
Thư viện miễn phí / Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta

Trang trại gió. Lịch sử phát minh và sản xuất

Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta

Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta

Bình luận bài viết

Nhà máy điện gió - một số nhà máy điện gió được lắp ráp ở một hoặc nhiều nơi và kết hợp thành một mạng duy nhất. Các trang trại gió lớn có thể bao gồm 100 tua-bin gió trở lên. Đôi khi các trang trại gió được gọi là "trang trại gió" (từ tiếng Anh. Trang trại gió).

trang trại gió

Dự trữ năng lượng gió trên thực tế là không giới hạn. Năng lượng này có thể tái tạo và không giống như các nhà máy nhiệt điện, năng lượng gió không sử dụng sự giàu có của lòng đất và việc khai thác than, dầu và khí đốt có liên quan đến chi phí lao động rất lớn. Ngoài ra, các nhà máy nhiệt điện gây ô nhiễm môi trường, các đập thủy điện tạo ra biển nhân tạo trên các dòng sông, làm xáo trộn cân bằng tự nhiên. Mặt khác, một nhà máy điện gió cùng công suất như nhà máy thủy điện hay nhà máy điện hạt nhân chiếm diện tích lớn hơn nhiều so với chúng. Và công bằng mà nói, phải nói rằng các trang trại gió không hoàn toàn vô hại: chúng cản trở các chuyến bay của chim và côn trùng, gây ra tiếng ồn, phản xạ sóng vô tuyến bằng các cánh quay, cản trở việc thu sóng TV ở các khu định cư gần đó.

Thông thường, cơ thể làm việc của tuabin gió là các cánh quạt, được gọi là bánh xe gió. Lý thuyết của nó được phát triển vào đầu thế kỷ 59,3 bởi nhà khoa học nổi tiếng người Nga N.E. Zhukovsky. Để mô tả các hiện tượng liên quan đến luồng không khí đi qua một bánh xe, ông đã áp dụng lý thuyết về lực nâng của cánh máy bay và xác định giá trị của hệ số sử dụng năng lượng gió tối đa có thể có của một bánh xe lý tưởng. Hiệu suất tương đương XNUMX phần trăm.

Sơ đồ của một trang trại gió

Gió là một yếu tố rất thất thường, nó thổi từ một phía, sau một thời gian - từ phía khác. Để bánh xe sử dụng hiệu quả năng lượng của luồng không khí, nó phải được triển khai ngược chiều gió mọi lúc. Với mục đích này, các thiết bị đặc biệt được sử dụng - tấm đuôi (cánh gió thời tiết) hoặc bánh xe gió nhỏ (windrose).

Gió hiếm khi thổi với tốc độ không đổi. Tốc độ của nó đã thay đổi - chuyển động quay của bánh xe và trục liên kết với nó chậm lại hoặc tăng tốc, qua đó chuyển động quay của bánh xe được truyền đến một máy phát điện. Để trục quay với tần số không đổi, nhiều thiết bị khác nhau được sử dụng.

Các thiết kế khác nhau được sử dụng để tạo ra năng lượng gió. Đây là những chiếc "cúc" nhiều cánh và cánh quạt giống như cánh quạt máy bay với ba, hai và thậm chí một cánh. Các cấu trúc thẳng đứng tốt vì chúng đón gió từ mọi hướng; phần còn lại phải quay theo chiều gió. Một cánh quạt thẳng đứng như vậy giống như một cái thùng được cắt dọc và gắn trên một trục. Ngoài ra còn có các giải pháp ban đầu. Ví dụ, một chiếc xe đẩy có cánh buồm chạy trên một vòng đường ray và các bánh xe của nó dẫn động một máy phát điện.

Loại phổ biến nhất của nhà máy điện gió (WPP) là tuabin có trục nằm ngang và số lượng cánh từ 1 đến 3. Tua bin, bộ nhân và máy phát điện được đặt trong một gondola gắn trên đỉnh cột buồm. Trong các mô hình tuabin gió mới nhất, máy phát tốc độ thay đổi không đồng bộ được sử dụng và nhiệm vụ điều hòa điện được tạo ra được thực hiện bởi thiết bị điện tử.

Theo quy luật, các trang trại gió có lợi ở những vùng có tốc độ gió trung bình hàng năm là 6 mét/giây hoặc cao hơn và nghèo nàn về các nguồn năng lượng khác, cũng như ở những vùng cung cấp nhiên liệu rất đắt đỏ. Ở Nga, trước hết, đây là Sakhalin, Kamchatka, Bắc Cực, Viễn Bắc, v.v.

Với tốc độ gió trung bình hàng năm khoảng 7 mét mỗi giây và số giờ hoạt động hết công suất trung bình là 2500 giờ mỗi năm, việc lắp đặt như vậy tạo ra điện với chi phí 7-8 cent / kWh. Ngày nay, các tuabin gió có công suất đơn vị 100-500 kW là phổ biến nhất, mặc dù các tổ máy có công suất đơn vị vài megawatt đã được chế tạo và đang hoạt động.

Tua bin gió nhỏ (dưới 100 kW) thường được thiết kế để vận hành độc lập. Các hệ thống mà chúng cung cấp điện rất phức tạp, yêu cầu nguồn điện chất lượng cao hơn và không cho phép bị gián đoạn điện, chẳng hạn như trong thời gian yên tĩnh. Do đó, họ cần một "công cụ hỗ trợ", tức là các nguồn năng lượng dự phòng, chẳng hạn như động cơ diesel có công suất bằng hoặc thấp hơn động cơ tua-bin gió.

Đối với các tuabin gió mạnh hơn (trên 100 kW), chúng được sử dụng làm nhà máy điện và thường được đưa vào hệ thống điện. Thông thường, một số lượng đủ lớn các tuabin gió được lắp đặt trên một địa điểm, tạo thành cái gọi là trang trại gió. Một mặt của "trang trại" gió có thể thổi, mặt khác lúc này trời yên tĩnh. Cối xay gió không nên đặt quá gần nhau để không cản trở nhau. Do đó, "trang trại" chiếm rất nhiều không gian. Có những "trang trại" như vậy ở Hoa Kỳ, Pháp, Anh và Đan Mạch, một "trang trại gió" được đặt ở vùng nước nông ven biển của Biển Bắc - ở đó nó không gây trở ngại cho bất kỳ ai và gió ổn định hơn trên đất liền. Ở California (Hoa Kỳ), một trong số họ có khoảng một nghìn tuabin gió, do đó tổng công suất lắp đặt của trang trại vượt quá 100 MW.

Thông thường, để giảm sự phụ thuộc vào sự thay đổi thất thường của gió, bánh đà được bao gồm trong hệ thống, làm dịu một phần gió giật và các loại pin khác nhau, chủ yếu là điện. Nhưng đồng thời, họ cũng sử dụng không khí. Trong trường hợp này, cối xay gió bơm không khí vào xi lanh. Ra khỏi đó, phản lực trơn tru của nó làm quay một tuabin với một máy phát điện. Một lựa chọn khác là ắc quy thủy lực. Ở đây, lực gió nâng nước lên một độ cao nhất định, sau đó, rơi xuống, nó làm quay tuabin. Họ thậm chí còn đặt pin điện phân. Cối xay gió tạo ra dòng điện phân hủy nước thành hydro và oxy. Chúng được lưu trữ trong chai. Sau đó, khi cần thiết, hydro và oxy được đốt cháy trong pin nhiên liệu hoặc trong tuabin khí, một lần nữa nhận được dòng điện, nhưng không có dao động điện áp mạnh liên quan đến sự thay đổi thất thường của gió.

Ở Tây Ban Nha, một tuabin gió tuyệt vời đã hoạt động trong một thời gian khá dài, tự tạo ra gió! Một vòng đất rộng lớn ở chân của đường ống cao được xây dựng được bọc bằng nhựa bọc trên các giá đỡ khung. Mặt trời Tây Ban Nha nóng bỏng làm nóng cả trái đất và không khí dưới bộ phim. Kết quả là, một lực đẩy đều không đổi xuất hiện trong đường ống và bánh công tác được tích hợp trong đường ống làm quay máy phát điện. Dự thảo không dừng lại ngay cả vào những ngày nhiều mây và vào ban đêm: trái đất giữ nhiệt trong một thời gian dài. Tuy nhiên, hoạt động của một cài đặt như vậy hóa ra khá tốn kém. Dần dần, đường ống kim loại bị rỉ sét và màng phim bị sập. Sau một cơn bão khác, hệ thống không được sửa chữa.

Tua bin gió cũng đã và đang được sử dụng ở Nga. Vào đầu những năm 1990, một tuabin gió công suất thấp "Konvet-1E" đã được tạo ra theo hai sửa đổi - với một máy phát điện không đồng bộ (2 kW, 230 V) và một máy phát điện một chiều cuộn cảm (12 hoặc 24 V). Một bánh xe gió có hai cánh làm quay máy phát điện. Nhờ sử dụng biến tần hoặc bộ chỉnh lưu, có thể cung cấp năng lượng cho TV, tủ lạnh, đài và sạc pin. Ở những khu vực có tốc độ gió trung bình hàng năm là 5-6 mét/giây, giá thành 1 kWh từ tua-bin gió như vậy thấp hơn 1,4-1,7 lần so với từ một tổ máy xăng có công suất tương đương. Khối lượng của cài đặt là 460 kg.

Như bạn đã biết, rắc rối với nhiều cối xay gió là những luồng không khí mạnh, dưới tác động của chúng, chúng thường bị vỡ. Trong "Konvet-1E", nhiều thiết bị tự động khác nhau đã được sử dụng để ngăn bánh xe quay quá mức khi gió mạnh. Các nhà thiết kế đã cố gắng đạt được hiệu quả khí động học là 46-48%. Điều này đạt được thông qua việc sử dụng các lưỡi phi kim loại chất lượng cao với cấu hình hoàn hảo hơn được xoắn dọc theo chiều dài.

Tua bin gió tốc độ cao của các hãng nước ngoài hoạt động chủ yếu bắt đầu từ tốc độ gió 5-6 mét/giây. Thiết kế đặc biệt của cánh quạt và các thiết bị đặc biệt cho phép "Konvetu-1E" bắt đầu hoạt động hiệu quả ngay cả với sức gió 4 mét/giây.

Tổng công suất của các tuabin gió trên thế giới đang tăng lên nhanh chóng. Về việc sử dụng tuabin gió, Hoa Kỳ dẫn đầu thế giới, ở Châu Âu - Đức, Anh, Đan Mạch và Hà Lan.

Đức nhận được 2500/1993 lượng điện từ gió và gió cung cấp 1 MW điện cho toàn bộ Tây Âu. Khi các trang trại gió mang lại hiệu quả và thiết kế của chúng được cải thiện, giá điện "không khí" sẽ giảm xuống. Như vậy, năm 40 ở Pháp, giá thành 2000 kWh điện sản xuất tại một trang trại gió là 1,5 centimes thì đến năm XNUMX đã giảm XNUMX lần.

Tác giả: Musskiy S.A.

Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta:

▪ Bánh xe quay và khung cửi

▪ Laser

▪ Chỉ nha khoa

Xem các bài viết khác razdela Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng 15.04.2024

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nơi khoảng cách ngày càng trở nên phổ biến, việc duy trì sự kết nối và cảm giác gần gũi là điều quan trọng. Những phát triển gần đây về da nhân tạo của các nhà khoa học Đức từ Đại học Saarland đại diện cho một kỷ nguyên mới trong tương tác ảo. Các nhà nghiên cứu Đức từ Đại học Saarland đã phát triển những tấm màng siêu mỏng có thể truyền cảm giác chạm vào từ xa. Công nghệ tiên tiến này mang đến những cơ hội mới cho giao tiếp ảo, đặc biệt đối với những người đang ở xa người thân. Các màng siêu mỏng do các nhà nghiên cứu phát triển, chỉ dày 50 micromet, có thể được tích hợp vào vật liệu dệt và được mặc như lớp da thứ hai. Những tấm phim này hoạt động như những cảm biến nhận biết tín hiệu xúc giác từ bố hoặc mẹ và đóng vai trò là cơ cấu truyền động truyền những chuyển động này đến em bé. Việc cha mẹ chạm vào vải sẽ kích hoạt các cảm biến phản ứng với áp lực và làm biến dạng màng siêu mỏng. Cái này ... >>

Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global 15.04.2024

Chăm sóc thú cưng thường có thể là một thách thức, đặc biệt là khi bạn phải giữ nhà cửa sạch sẽ. Một giải pháp thú vị mới từ công ty khởi nghiệp Petgugu Global đã được trình bày, giải pháp này sẽ giúp cuộc sống của những người nuôi mèo trở nên dễ dàng hơn và giúp họ giữ cho ngôi nhà của mình hoàn toàn sạch sẽ và ngăn nắp. Startup Petgugu Global đã trình làng một loại bồn cầu độc đáo dành cho mèo có thể tự động xả phân, giữ cho ngôi nhà của bạn luôn sạch sẽ và trong lành. Thiết bị cải tiến này được trang bị nhiều cảm biến thông minh khác nhau để theo dõi hoạt động đi vệ sinh của thú cưng và kích hoạt để tự động làm sạch sau khi sử dụng. Thiết bị kết nối với hệ thống thoát nước và đảm bảo loại bỏ chất thải hiệu quả mà không cần sự can thiệp của chủ sở hữu. Ngoài ra, bồn cầu có dung lượng lưu trữ lớn có thể xả nước, lý tưởng cho các hộ gia đình có nhiều mèo. Bát vệ sinh cho mèo Petgugu được thiết kế để sử dụng với chất độn chuồng hòa tan trong nước và cung cấp nhiều lựa chọn bổ sung. ... >>

Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm 14.04.2024

Định kiến phụ nữ thích “trai hư” đã phổ biến từ lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi các nhà khoa học Anh từ Đại học Monash đã đưa ra một góc nhìn mới về vấn đề này. Họ xem xét cách phụ nữ phản ứng trước trách nhiệm tinh thần và sự sẵn sàng giúp đỡ người khác của nam giới. Những phát hiện của nghiên cứu có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về điều gì khiến đàn ông hấp dẫn phụ nữ. Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Monash dẫn đến những phát hiện mới về sức hấp dẫn của đàn ông đối với phụ nữ. Trong thí nghiệm, phụ nữ được cho xem những bức ảnh của đàn ông với những câu chuyện ngắn gọn về hành vi của họ trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm cả phản ứng của họ khi gặp một người đàn ông vô gia cư. Một số người đàn ông phớt lờ người đàn ông vô gia cư, trong khi những người khác giúp đỡ anh ta, chẳng hạn như mua đồ ăn cho anh ta. Một nghiên cứu cho thấy những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế sẽ hấp dẫn phụ nữ hơn so với những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Selenide phonon 15.12.2015

Nhiệt điện là vật liệu biến nhiệt thành điện năng. Để làm được điều này, điều cần thiết là một mặt của vật liệu đó phải ấm hơn đáng kể so với mặt kia, nghĩa là nó phải dẫn nhiệt kém và dẫn điện tốt. Thông thường hai tính chất này có liên quan với nhau: càng cao thì độ dẫn nhiệt càng cao và ngược lại. Thiếc selenua được coi là một vật liệu đầy hứa hẹn trong số các chất nhiệt điện: cả hai đặc tính của nó hóa ra đều bị ngắt kết nối. Tại sao không rõ ràng.

Để làm sáng tỏ bí ẩn này, các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, do Oliver Delaret đứng đầu, đã sử dụng một siêu máy tính để xây dựng các mô hình, và một nguồn neutron từ lò phản ứng Oak Ridge - từ mô hình tán xạ của neutron đi qua mẫu, người ta có thể tuân theo các dao động của mạng tinh thể. Chúng là những yếu tố chính trong vấn đề này: đó là lượng tử của những dao động như vậy - phonon - truyền nhiệt trong một chất rắn, và các electron bị phân tán trên chúng.

Thông thường các nguyên tử dao động điều hòa - với biên độ bằng nhau theo mỗi hướng từ vị trí mạng tinh thể. Các phonon điều hòa như vậy di chuyển mà không có tương tác. Nhưng nếu sự bất tín hiệu xuất hiện - theo một hướng với mỗi dao động, nguyên tử lệch hướng mạnh hơn hướng khác, thì các phonon bắt đầu tương tác và mắc kẹt vào nhau. Hóa ra, selenua thiếc thể hiện tính nhiệt độ dao động rất mạnh ở nhiệt độ dưới 810 ° C: mạng tinh thể hoạt động giống như ống thổi đàn accordion. Do đó, các phonon nhanh chóng bị kẹt và không thể cân bằng nhiệt độ.

Nhiệt điện là vật liệu quan trọng nhất của thế kỷ 60: người ta tin rằng với sự giúp đỡ của chúng, không chỉ có thể tạo ra tủ lạnh im lặng, tiết kiệm hoặc các yếu tố để sử dụng nhiệt của Mặt trời mà còn thu thập XNUMX% nhiệt lượng đó. rằng các thiết bị do con người tạo ra sẽ tiêu tan trong môi trường một cách vô tri. Tính không ổn định của mạng tinh thể thiếc selenua cho thấy hướng nào nên được thực hiện khi tối ưu hóa các vật liệu như vậy.

Tin tức thú vị khác:

▪ Cấy ghép phân hủy sinh học làm mát dây thần kinh và giảm đau

▪ Kim loại lỏng tự động thay đổi cấu trúc của nó

▪ Vi khuẩn ăn virus được phát hiện

▪ Sự đồng cảm ngăn chặn sự hoài nghi

▪ Máy đo phổ hồng ngoại thu nhỏ

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Microphone, micro radio. Lựa chọn các bài viết

▪ bài viết Chúng tôi đã thay đổi tất cả. biểu hiện phổ biến

▪ bài báo Có bảy kỳ quan của thế giới bây giờ? đáp án chi tiết

▪ bài viết Nhung Amur. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài viết Tiền tố cho NWT để kiểm tra các mạch LC. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Bộ thu phát với bộ lọc thạch anh. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web