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!
Производственный процесс