Una turbina eólica es un dispositivo eléctrico que convierte la energía eólica en trabajos mecánicos, lo que impulsa el rotor a girar y finalmente genera corriente alterna.
Hemos informado sobre el V164 en Dinamarca, que tiene 220 metros de altura y tiene tres cuchillas gigantes, cada una de 80 metros de largo. Puede generar 260, 000 kWh de electricidad en las 24 horas del día, suficiente para cumplir con el consumo de electricidad de cientos de hogares durante un mes.
Con respecto a esta generación de energía, el editor ha recibido muchas preguntas de todos. ¿Puede la turbina eólica generar electricidad cuando gira tan lentamente? ¿La generación de energía es realmente tanto? Todo el mundo ha jugado con una linterna de manejo a mano. Si lo sacude varias veces, la linterna realmente puede iluminarse por un tiempo, pero no dura mucho. El más clásico es la afeitadora de manualidad. Recuerdo que era muy popular cuando estaba en la escuela secundaria (accidentalmente expuse mi edad).
Por supuesto, la turbina eólica es diferente de este juguete con manejo a mano. ¡Realmente genera electricidad! De hecho, la razón por la cual las cuchillas de la turbina eólica giran lentamente es muy simple. Esto tiene mucho que ver con su propio peso y velocidad del viento. Cuanto más grande es la turbina eólica, más largas son las cuchillas, más pesado será el peso y más lento gira. Las cuchillas de un ventilador de 1.5 MW pesan aproximadamente 6 toneladas, que es 1.8 veces mayor que las de un ventilador 0. 75 MW, pero solo giran 18 veces por minuto, que es solo 3/4 del de un ventilador 0. 75 MW. La velocidad de rotación de las cuchillas del ventilador también está estrechamente relacionada con la velocidad del viento. Cuanto más rápido sea la velocidad del viento, más rápido gira el ventilador. Cuando la velocidad del viento alcanza 3 metros por segundo, el ventilador de 1.5 MW puede aumentar la velocidad de rotación girando los engranajes, lo que lleva al generador a generar electricidad. Entonces, ¿puede la velocidad de las cuchillas del ventilador aumentar infinitamente con el aumento de la velocidad del viento? Ese definitivamente no es el caso. Cuando la velocidad del viento excede el límite de velocidad del ventilador, el ventilador debe dejar de funcionar. Porque si la velocidad es demasiado rápida, la excentricidad se mejora enormemente, la tendencia de inercia romperá el equilibrio del ventilador en sí y las cuchillas se romperán fácilmente. Por lo tanto, cada modelo de ventilador tiene una velocidad máxima. Cuando la velocidad del viento es demasiado rápida, la computadora debe operarse en segundo plano para detener el ventilador y reducir el daño y el desgaste causado por su propia inercia. Esto es equivalente a dos autos idénticos, uno con una velocidad de 30 kilómetros por hora y el otro con una velocidad de 200 kilómetros por hora. Es lo mismo que es más fácil de frenar. Por lo tanto, la rotación de cuchilla lenta puede proteger de manera más efectiva el ventilador del daño. De hecho, la generación de energía de un ventilador no depende de qué tan rápido gire las cuchillas. Cuando las cuchillas giran a una velocidad constante, la fuerza en las cuchillas aumenta y la potencia aumentará. Cuanto más grandes son las cuchillas del ventilador, mayor es la potencia y más potencia genera. Por ejemplo, un ventilador de 1.5 MW puede generar 1.500 kWh de electricidad por hora al generar electricidad a toda potencia. Calculado en base a un consumo de electricidad diario promedio de 30 kWh para una familia de tres durante la temporada máxima de verano, se puede usar durante aproximadamente 50 días.
Tipos de generación de energía eólica
Aunque hay muchos tipos de turbinas eólicas, se pueden resumir en dos categorías: ① Turbinas de viento del eje horizontal, el eje de rotación del rotor del viento es paralelo a la dirección del viento; ② Turbinas de viento del eje vertical, el eje de rotación del rotor del viento es perpendicular al suelo o la dirección del flujo de aire.
Turbinas eólicas del eje horizontal
Las turbinas eólicas del eje horizontal se dividen en dos categorías: tipo de elevación y tipo de arrastre. El tipo de viento de elevación gira rápidamente, mientras que las turbinas de eólica tipo arrastre giran lentamente. Para la generación de energía eólica, las turbinas eólicas del eje horizontal de tipo elevador se usan principalmente. La mayoría de las turbinas eólicas de eje horizontal tienen dispositivos orientados al viento que pueden girar a medida que cambia la dirección del viento. Para pequeñas turbinas eólicas, este dispositivo de orientación usa un timón de cola, mientras que para grandes turbinas eólicas, se utiliza un mecanismo de transmisión que consiste en un sensor de dirección del viento y un servomotor.
La turbina eólica con el rotor frente a la torre se llama turbina eólica hacia el viento, y la turbina eólica con el rotor detrás de la torre se llama turbina eólica. Hay muchos estilos de turbinas eólicas del eje horizontal, algunas de las cuales tienen rotores con cuchillas inversas, algunas de las cuales se instalan en una torre para reducir el costo de la torre bajo la condición de una cierta potencia de salida, y algunas turbinas eólicas de eje horizontal generan vortices alrededor del rotor para concentrar el aire libre y aumentar la velocidad del aire libre.
Turbina eólica del eje vertical
Las turbinas de viento del eje vertical no necesitan enfrentar el viento cuando cambia la dirección del viento. Esta es una ventaja importante sobre las turbinas eólicas del eje horizontal. No solo simplifica el diseño estructural, sino que también reduce la fuerza giroscópica del rotor del viento frente al viento.
Existen varios tipos de turbinas de viento del eje vertical que usan resistencia para rotar, incluida una placa plana y una colcha hecha de rotores de viento, que es un dispositivo de resistencia puro; Molinos de viento de tipo S, que tienen algo de elevación pero son principalmente dispositivos de resistencia. Estos dispositivos tienen un par de arranque grande, pero una relación de velocidad de punta baja, que proporciona una baja potencia de salida a un cierto tamaño de rotor, peso y costo.
