Понимание энергии ветряной мельницы

Изучая, как энергия ветра преобразуется в другие формы энергии, вы должны быть знакомы с термином ветряная мельница. Энергия ветра известна как одна из самых чистых форм производства электроэнергии. Ветряная мельница представляет собой устройство для отбора энергии ветра с помощью парусов, закрепленных на его вращающемся валу. Эти паруса также называют лопастями или лопастями. Сегодня вы познакомитесь с определением, приложениями, компонентами, схемой, типами и работой энергии ветряных мельниц. Вы также узнаете о преимуществах и недостатках ветряных мельниц.

Что такое ветряная мельница?

Ветряная мельница — это конструкция, которая преобразует энергию ветра в энергию вращения с помощью своих парусов и используется специально для измельчения зерна, перекачки (ветряные насосы) и выработки электроэнергии (ветряные турбины). Многие другие приложения могут быть разработаны для использования энергии ветра. У ветряной мельницы паруса установлены под углом или слегка закручены, так что сила ветра против них делится на плоскость парусов и придает вращение. Итак,

Ветряную мельницу можно определить как машину, которая преобразует кинетическую энергию ветра в механическую энергию, поскольку все лопасти ветряной мельницы всегда вращаются по часовой стрелке. сила ветра была впервые использована моряками, которые смогли узнать подъемную силу и использовать силу ветра с помощью парусов. Эти знания привели к разработке парусного ветряка с вертикальной осью. Он использовался древними персами и китайцами для перекачивания воды и измельчения зерна.

Приложения

Как уже говорилось ранее, ветряная мельница используется для измельчения зерна, перекачивания воды и извлечения масла из семян. Основная цель ветряных мельниц сегодня — преобразовывать энергию ветра в электрическую, и эта электрическая энергия в дальнейшем используется для питания конечных приложений.

Компоненты ветряной мельницы

Компоненты ветряной мельницы включают лопасти, ротор, анемометр и башню.

• Лопасти являются одним из основных компонентов ветряной мельницы, они регулируют скорость вращения ротора.
• Ротор — на него ушло примерно 20% стоимости устройства, включая лопасти, преобразующие энергию ветра в низкоскоростную энергию вращения.
• Генератор — потребовалось около 34% стоимости ветряной турбины, включая электрический генератор, управляющую электронику и, скорее всего, редуктор (например, планетарный редуктор), привод с регулируемой скоростью или бесступенчатую трансмиссию. Эти компоненты ветряной турбины отвечают за преобразование низкоскоростного поступающего вращения в высокоскоростное вращение, подходящее для выработки электроэнергии.
• Окружающая конструкция — составляет примерно 15% от стоимости ветряка, включая башню и механизм рыскания ротора.
• Анемометр — используется для измерения скорости ветра.

Схема ветряной мельницы:

Типы ветряных мельниц

Существуют различные типы ветряных мельниц:ветряные мельницы с вертикальной осью и ветряные мельницы с горизонтальной осью.

Ветряная мельница панемоне — первая практическая ветряная мельница с парусами, вращающимися в горизонтальной плоскости. Подобный тип горизонтального ветряка с прямоугольными лопастями используется для орошения. Горизонтально-осевой или вертикальный ветряк обусловлен плоскостью движения его парусов. Ниже приведены четыре типа ветряных мельниц с горизонтальной осью:

• Почтовая мельница
• Самодельная мельница
• Башенная мельница
• Вентиляторная мельница

Принцип работы

Работа ветряных мельниц менее сложна и ее легко понять. Обычно ветряные мельницы проектируются с тремя лопастями после различных исследований наиболее подходящего количества лопастей. Лопасти соприкасаются с ветром, который заставляет лопасти двигаться вместе с валом. Это то, что производит энергию через генератор. Этот генератор преобразует механическую энергию в электрическую.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о работе ветряной мельницы:

Преимущества и недостатки ветряков

Преимущества:

Ниже приведены преимущества ветряных мельниц в различных областях их применения:

• Для ветряных мельниц с горизонтальной осью и высокой башней основание обеспечивает доступ к более сильному ветру в местах со сдвигом ветра.
• Высокая эффективность, так как лопасти движутся перпендикулярно ветру, получая мощность на протяжении всего вращения в HAWT.

Для ветряков с вертикальной осью

• Они производят электричество при любом направлении ветра.
• Низкие производственные затраты по сравнению с ветряными турбинами с горизонтальной осью.
• Мощная опорная башня не требуется
• Легко переносить из одного места в другое
• Низкие затраты на обслуживание.
• Может быть установлен в городских районах.

Недостатки

Несмотря на хорошие преимущества этих типов ветряков, некоторые ограничения все же имеют место. Ниже приведены недостатки ветряков.

Для ветряков с горизонтальной осью:

• Требуется строительство массивной башни.
• Такие компоненты, как редуктор, вал ротора и тормозной узел, поднимаются на место.
• Варианты с подветренной стороны подвержены усталости и разрушению конструкции.

Для ветряков с вертикальной осью:

• Эффективность очень низкая по сравнению с HAWT.
• Ощущается сильная вибрация.
• Создается шумовое загрязнение.
• Из-за вибрации увеличивается износ подшипников, что приводит к высоким затратам на техническое обслуживание.
• Требуется начальный толчок для запуска.

Заключение

Ветряные мельницы — самый чистый и чистый способ производства электроэнергии. это конструкция, которая преобразует энергию ветра в энергию вращения через свои паруса и используется специально для измельчения зерна, перекачки (ветряные насосы) и выработки электроэнергии (ветряные турбины). Это все для этой статьи, где определение, применение, компоненты, схема, типы и работа ветряной мельницы. Вы также узнали о преимуществах и недостатках ветряных мельниц.

Я надеюсь, что вы получили много от чтения, если да, пожалуйста, поделитесь с другими студентами. Спасибо за внимание, увидимся в следующий раз!