풍력 터빈 설치. 계획, 설명

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현대식 풍력 터빈은 풍력 에너지를 회전하는 풍차의 기계적 에너지로 변환한 다음 전기 에너지로 변환하는 기계입니다.

현재 풍력 터빈의 두 가지 주요 설계가 사용됩니다(그림 참조): 수평 축 풍력 터빈과 수직 축 풍력 터빈. 두 가지 유형의 풍력 터빈은 효율성이 거의 동일하지만 가장 널리 퍼진 것은 첫 번째 유형의 풍력 터빈입니다. 풍력 터빈의 전력은 수백 와트에서 수 메가와트에 이를 수 있습니다.

풍력 터빈 장치

이전에 풍력 터빈은 (위에서 언급한 양력을 사용하는 풍력 터빈과 달리) 풍압의 힘을 사용하는 소위 "활성" 유형(회전 목마 유형, Savonius 등)의 풍력 터빈을 사용했습니다. 그러나 이러한 설비는 효율이 매우 낮아(20% 미만) 현재 양산 중이다.

두 가지 유형의 설치의 주요 구성 요소:

다가오는 바람 흐름의 에너지를 터빈 축의 기계적 회전 에너지로 변환하는 풍차 (로터). 풍차의 직경은 수 미터에서 수십 미터에 이릅니다. 회전 속도는 15~100rpm입니다. 일반적으로 네트워크에 연결된 풍력 터빈의 경우 풍차의 회전 속도는 일정합니다. 정류기와 인버터가 있는 독립형 시스템의 경우 - 일반적으로 변수입니다.
승수 - 윈드 휠과 발전기 사이의 중간 링크로 윈드 휠 샤프트의 회전 주파수를 높이고 발전기 속도와의 조정을 보장합니다. 예외는 특수 영구 자석 발전기가 있는 저전력 풍력 터빈입니다. 승수는 일반적으로 이러한 풍력 터빈에 사용되지 않습니다.
윈드 휠이 설치된 타워 (때로는 강철 버팀대로 강화됨). 고출력 풍력 터빈의 경우 타워 높이가 75m에 이르며 격자 타워도 사용되지만 일반적으로 원통형 마스트입니다.
강한 바람에 설치물이 떨어지는 것을 방지하도록 설계된 베이스(기초).

또한 강한 돌풍과 허리케인의 고장을 방지하기 위해 거의 모든 대용량 풍력 터빈은 풍속이 제한 값을 초과하면 자동으로 정지합니다. 유지보수를 위해 제동 장치가 장착되어 있어야 합니다. 수평 축 풍력 터빈은 바람의 방향으로 윈드 휠의 자동 방향을 제공하는 장치를 통합합니다.

풍력 터빈의 크기는 용도에 따라 다릅니다. 이러한 시스템의 크기를 결정하는 주요 특성은 풍력 터빈의 동력입니다. 예를 들어 네트워크 작업을 위해 50kW 이상의 풍력 터빈을 사용할 수 있습니다.

저전력 풍력 터빈은 일반적으로 자율 풍력 터빈으로 사용됩니다. 예를 들어, 주거용 건물의 전원 공급용 풍력 터빈은 부하 및 전력 소비에 따라 수백 W에서 10 kW의 전력을 가질 수 있습니다. 이러한 풍력 터빈에는 일반적으로 AB가 포함되며 많은 경우에 장기간 평온한 동안 백업 에너지원으로 디젤 발전기가 포함됩니다. 소기업과 외딴 마을은 훨씬 더 높은 출력의 풍력 터빈을 사용할 수 있습니다. 저전력 터빈(1kW 미만)은 배터리를 충전하고 작은 부하(통신, 조명, 전동 공구, TV 등)에 전력을 공급하는 데 사용할 수 있습니다.

저자: Kargiev VM, Martirosov S.N. 등

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