חוות רוח. היסטוריה של המצאות וייצור

ספריה טכנית בחינם

היסטוריה של טכנולוגיה, טכנולוגיה, אובייקטים מסביב לנו
ספרייה חינם / מדריך / ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

חוות רוח. היסטוריה של המצאות וייצור

ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

מדריך / ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו

הערות למאמר

תחנת כוח רוח - מספר מתקני כוח רוח שנאספו במקום אחד או יותר ומשולבים לרשת אחת. חוות רוח גדולות עשויות להיות מורכבות מ-100 או יותר מחוללי רוח. לפעמים תחנות כוח רוח נקראות "חוות רוח" (מאנגלית. חוות רוח).

חוות רוח

העתודות של אנרגיית הרוח הן, למעשה, בלתי מוגבלות. אנרגיה זו מתחדשת, ובניגוד לתחנות כוח תרמיות, אנרגיית הרוח אינה מנצלת את עושר התת-קרקע, והפקת פחם, נפט וגז כרוכה בעלויות עבודה אדירות. בנוסף, תחנות תרמיות מזהמות את הסביבה, וסכרים הידרואלקטרים יוצרים ים מלאכותיים בנהרות, ומפריעים לאיזון הטבעי. מצד שני, תחנת כוח רוח בעלת יכולת זהה לתחנת כוח הידרואלקטרית או תחנת כוח גרעינית תופסת שטח הרבה יותר גדול בהשוואה אליהן. ולמען ההגינות, יש לומר כי חוות רוח אינן מזיקות לחלוטין: הן מפריעות לטיסות הציפורים והחרקים, מרעישות, מחזירות גלי רדיו עם להבים מסתובבים, מפריעות לקליטת הטלוויזיה ביישובים הסמוכים.

בדרך כלל, גוף העבודה של טורבינת רוח הוא להבי מדחף, אשר נקרא גלגל רוח. התיאוריה שלו פותחה בתחילת המאה ה-59,3 על ידי המדען הרוסי המפורסם N.E. ז'וקובסקי. כדי לתאר את התופעות הקשורות למעבר של זרימת אוויר דרך גלגל, הוא יישם את התיאוריה של כוח ההרמה של כנף מטוס וקבע את הערך של המקדם המרבי האפשרי של ניצול אנרגיית הרוח על ידי גלגל אידיאלי. היעילות הייתה שווה ל-XNUMX אחוזים.

תכנית של חוות רוח

הרוח היא אלמנט קפריזי מאוד, היא נושבת מצד אחד, לאחר זמן מה - מהצד השני. על מנת שהגלגל ישתמש ביעילות באנרגיה של זרימת האוויר, יש להפוך אותו לרוח בכל פעם. לשם כך משתמשים במכשירים מיוחדים - לוחית זנב (שבשבת מזג אוויר) או גלגל רוח קטן (windrose).

הרוח נושבת לעתים רחוקות במהירות קבועה. מהירותו השתנתה - סיבוב הגלגל והציר הקשור אליו הואט או הואץ, דרכו מועבר סיבוב הגלגל לגנרטור חשמלי. על מנת שהפיר יסתובב בתדירות קבועה, נעשה שימוש במכשירים שונים.

עיצובים שונים משמשים לייצור אנרגיית רוח. מדובר ב"חינניות" מרובות להבים ומדחפים כמו מדחפים של מטוסים עם שלושה, שניים ואפילו להב אחד. מבנים אנכיים טובים מכיוון שהם תופסים את הרוח מכל כיוון; השאר צריכים להסתובב עם הרוח. רוטור אנכי כזה דומה לחבית חתוכה לאורך ורכוב על ציר. יש גם פתרונות מקוריים. למשל, עגלה עם מפרש נוסעת על טבעת של מסילות, וגלגליה מניעים גנרטור חשמלי.

הסוג הנפוץ ביותר של תחנות כוח רוח (WPP) הוא טורבינה בעלת פיר אופקי ומספר הלהבים מ-1 עד 3. הטורבינה, המכפיל והגנרטור החשמלי ממוקמים בגונדולה המותקנת על גבי התורן. בדגמים העדכניים ביותר של טורבינות רוח, נעשה שימוש במחוללי מהירות משתנה אסינכרוניים, ומשימת מיזוג החשמל המופק מתבצעת על ידי אלקטרוניקה.

חוות רוח מועילות, ככלל, באזורים שבהם מהירות הרוח השנתית הממוצעת היא 6 מטרים לשנייה ומעלה ואשר דלים במקורות אנרגיה אחרים, כמו גם באזורים שבהם אספקת הדלק יקרה מאוד. ברוסיה מדובר קודם כל בסחלין, קמצ'טקה, הארקטי, הצפון הרחוק וכו'.

עם מהירות רוח שנתית ממוצעת של כ-7 מטר לשנייה ומספר שעות עבודה ממוצעות בהספק מלא של 2500 שעות בשנה, מתקן כזה מייצר חשמל בעלות של 7-8 אגורות/קוט"ש. כיום, טורבינות רוח בהספק יחידה של 100-500 קילוואט הן הנפוצות ביותר, אם כי נבנו ופועלות יחידות בהספק יחידה של מספר מגה וואט.

טורבינות רוח קטנות (פחות מ-100 קילוואט) מיועדות בדרך כלל לפעולה אוטונומית. המערכות שהן מספקות להן מתח קפדניות, דורשות ספקי כוח איכותיים יותר ואינן מאפשרות הפסקות בחשמל, כמו בתקופות של רגיעה. לכן, הם זקוקים ל"לימודי לימוד", כלומר מקורות אנרגיה גיבוי, למשל, מנועי דיזל בעלי הספק זהה או קטן יותר מאלה של טורבינות רוח.

באשר לטורבינות רוח חזקות יותר (מעל 100 קילוואט), הן משמשות כתחנות כוח ונכללות בדרך כלל במערכות חשמל. בדרך כלל, מספר גדול מספיק של טורבינות רוח מותקנות באתר אחד, היוצרות את מה שנקרא חוות הרוח. בצד אחד של ה"חווה" עלולה לנשב הרוח, בצד השני שקט בשעה זו. אין להציב טחנות רוח קרוב מדי כדי שלא יחסמו זו את זו. לכן, ה"חווה" תופסת הרבה מקום. יש "חוות" כאלה בארה"ב, בצרפת, באנגליה, ובדנמרק הוצבה "חוות רוח" במימי החוף הרדודים של הים הצפוני - שם זה לא מפריע לאף אחד והרוח יציבה יותר מאשר על היבשה. בקליפורניה (ארה"ב) יש לאחת מהן כאלף טורבינות רוח, כך שההספק המותקן הכולל של החווה עולה על 100 מגוואט.

בדרך כלל, כדי להפחית את התלות בגחמות הרוח, כלולים במערכת גלגלי תנופה, המחליקים חלקית משבי רוח וסוגים שונים של סוללות, בעיקר חשמליות. אבל במקביל, הם גם משתמשים באוויר. במקרה זה, טחנת הרוח שואבת אוויר לתוך הצילינדרים. ביציאה משם, הסילון החלק שלו מסובב טורבינה עם גנרטור חשמלי. אפשרות נוספת היא מצברים הידראוליים. כאן, כוח הרוח מעלה את המים לגובה מסוים, ואז, נופל למטה, הוא מסובב את הטורבינה. הם אפילו שמו סוללות אלקטרוליזה. טחנת הרוח מייצרת זרם חשמלי המפרק מים למימן וחמצן. הם מאוחסנים בבקבוקים. לאחר מכן, לפי הצורך, מימן וחמצן נשרפים בתא דלק או בטורבינת גז, שוב מקבלים זרם, אך ללא תנודות מתח חדות הקשורות לגחמות הרוח.

בספרד, טורבינת רוח מדהימה עבדה די הרבה זמן ויצרה לעצמה את הרוח! מעגל אדמה נרחב בבסיס הצינור הגבוה הבנוי היה מכוסה בניילון פלסטיק על תומכי מסגרת. השמש הספרדית הלוהטת חיממה גם את כדור הארץ וגם את האוויר מתחת לסרט. כתוצאה מכך, הופיע דחף קבוע בצינור, והאימפלר המובנה בצינור סובב את הגנרטור. הטיוטה לא פסקה אפילו בימים מעוננים ובלילה: כדור הארץ שומר על חום לאורך זמן. עם זאת, התפעול של התקנה כזו התברר כיקר למדי. בהדרגה, צינור המתכת החליד, והסרט קרס. לאחר הוריקן נוסף, המערכת לא תוקנה.

טורבינות רוח נמצאות ונמצאות בשימוש גם ברוסיה. בתחילת שנות ה-1990 נוצרה טורבינת רוח בעלת הספק נמוך "Konvet-1E" בשני שינויים - עם גנרטור אסינכרוני (2 קילוואט, 230 וולט) וגנרטור DC משרן (12 או 24 וולט). גלגל רוח עם שני להבים מסובב גנרטור. הודות לשימוש במהפך או מיישר, ניתן לספק אנרגיה לטלוויזיה, למקרר, לרדיו ולהטעין סוללה. באזורים עם מהירות רוח שנתית ממוצעת של 5-6 מטר לשנייה, העלות של 1 קילוואט מטורבינת רוח כזו נמוכה פי 1,4-1,7 מאשר מיחידת בנזין בעלת הספק שווה ערך. מסת המתקן היא 460 קילוגרם.

כפי שאתה יודע, הבעיה עם טחנות רוח רבות היא זרמי אוויר חזקים, שבהשפעתם הם נשברים לעתים קרובות. ב"Convet-1E" נעשה שימוש במכשירים אוטומטיים שונים כדי למנוע מהגלגל להסתובב יתר על המידה ברוחות חזקות. המעצבים הצליחו להשיג יעילות אווירודינמית של 46-48 אחוזים. זה מושג באמצעות שימוש בלהבים לא מתכתיים איכותיים עם פרופיל מושלם יותר המעוות לאורך.

טורבינות רוח מהירות של חברות זרות פועלות בעיקר החל ממהירות רוח של 5-6 מטר לשנייה. העיצוב המיוחד של הלהבים והמכשירים המיוחדים מאפשרים ל"Konvetu-1E" להתחיל לעבוד ביעילות גם עם עוצמת רוח של 4 מטר לשנייה.

הקיבולת הכוללת של טורבינות הרוח בעולם גדלה במהירות. מבחינת השימוש בטורבינות רוח, ארה"ב מובילה בעולם, באירופה - גרמניה, אנגליה, דנמרק והולנד.

גרמניה מקבלת עשירית מהחשמל שלה מהרוח, והרוח מספקת 2500 מגה וואט של חשמל לכל מערב אירופה. כאשר חוות הרוח משתלמות והעיצובים שלהן משתפרים, מחיר החשמל "האוויר" יורד. כך, בשנת 1993 בצרפת, העלות של 1 קילוואט חשמל שהופק בחוות רוח הייתה 40 סנטים, ועד שנת 2000 היא ירדה פי 1,5.

מחבר: Musskiy S.A.

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו:

▪ לונוכוד

▪ לינוטייפ

▪ חיבורי חלק

ראה מאמרים אחרים סעיף ההיסטוריה של הטכנולוגיה, הטכנולוגיה, החפצים סביבנו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

טאבלט Onda V972 עם צג רשתית בגודל 9,7 אינץ' 14.12.2012

יצרניות מחשבי לוח סיניות עוקבות אחר הטרנדים האחרונים בתחום. אז עכשיו מנהיגי העולם משחררים "טאבלטים" עם צגים ברזולוציה גבוהה ושבבים מרובע ליבות. מוצר חדש הוצג על ידי Onda, מחשב הטאבלט V972 מצויד במעבד חזק ובצג Retina class.

הטאבלט Onda V972 מופעל על ידי פלטפורמת מעבד ארבע ליבות Allwinner A31 החדשה, ורזולוציית המסך בגודל 9,7 אינץ' היא 2048x1536 פיקסלים, בדומה לאייפד אפל של שני הדורות האחרונים. Onda V972 מופעל על ידי Google Android 4.1 Jelly Bean OS, היצרן הבטיח לשחרר עדכון לגרסת מערכת 4.2 החדשה יותר בעתיד הקרוב.

מפרטים נוספים כוללים מודול 2 GB RAM, 16 GB אחסון מובנה, שטח משתמש הניתן להרחבה באמצעות כרטיסי זיכרון microSD. הסוללה הנטענת מספקת בין 8 ל-10 שעות חיי סוללה בהתאם למצב השימוש. עלות מחשב הטאבלט Onda V972 היא 240 דולר בלבד.

עוד חדשות מעניינות:

▪ MAX77801 - ווסת buck-boost חדש למתח הסוללה

▪ הזכוכית המגדלת הקטנה ביותר רואה קשרים בין אטומים

▪ תאים פוטו-וולטאיים אורגניים עם ביצועי שיא

▪ סוללות אלומיניום טובות יותר מליתיום-יון

▪ עדשות מגע מסוכנות לטבע

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של חומרי עזר באתר. מבחר מאמרים

▪ מאמר מאת גילברט ססברון. פרשיות מפורסמות

▪ מאמר מי מיצורי האוקיינוס הוא הרועש ביותר? תשובה מפורטת

▪ מאמר מכונאי של מכונות עיבוד עץ. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר בהירות המנורה - לבחירה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר משולש Varactor ב-430 מגה-הרץ. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר