איך טורבינות רוח מודרניות מתמודדות עם הגחמות של הרוח. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

איך טורבינות רוח מודרניות נלחמות בגחמות הרוח. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

ברוסיה שלפני המהפכה לא הייתה תעשייה המייצרת טורבינות רוח; הם נבנו רק בעבודת יד. אבל הרעיון של השימוש הטוב והרווחי ביותר באנרגיית רוח מקורו ברוסיה.

המדען הרוסי הגדול, "אבי התעופה הרוסית", פרופסור N. E. Zhukovsky (1847-1921) יצר גם את היסודות התיאורטיים של מנוע רוח. יצירותיו המדהימות מצאו יישום מעשי רק תחת השלטון הסובייטי.

ביוזמתו של N. E. Zhukovsky ובתמיכתו של V.I. Lenin, התארגן במוסקבה ב-1918 המכון המרכזי לאירו-הידרודינמי (TsAGI). כאן נבנו טורבינות הרוח הביתיות הראשונות.

מבוסס על עבודותיו של פרופ. N. E. Zhukovsky, תלמידיו פרופ. V. P. Vetchinkin (1888-1950), עובד מכובד של מדע וטכנולוגיה, פרופ. G. X. Sabinin ופרופ. N.V. Krasovsky פיתחה את היסודות התיאורטיים לתכנון מנועי רוח מודרניים באיכות גבוהה, ופרופ. E.M. Fateev פיתח את יסודות הפעולה הנכונה שלהם בחקלאות.

מעצבים סובייטים יצרו טורבינות רוח מקוריות ועדיין חסרות תקדים באיכותן עם הספק שנע בין כמה עשרות וואט לכמה אלפי קילוואט.

לטורבינות רוח ממתכת המיוצרות במפעל, בניגוד לתחנות הכוח הרוחניות מעץ-מתכת שנדונו לעיל, יש מכשירים מיוחדים להילחם ב"גחונות" הרוח.

כולם יודעים שהרוח יכולה לשנות את כיוון ומהירותה מספר פעמים ביום.

לטורבינות הרוח התוף הפשוטות ביותר היה מקלט של אנרגיית רוח, שהותקן באופן נוקשה, אחת ולתמיד בכל עמדה אחת. טורבינות רוח קרוסלה וסיבוביות פועלות בכל כיוון רוח, אך הן, כמו טורבינות רוח מסוג תוף, אינן. מוגן מפני הרס אפשרי ברוחות חזקות. טחנת הרוח הפשוטה ביותר יכולה לעבוד כרגיל רק בנוכחות אדם. האדם חייב לפקח על הרוח ולכוון את גלגל הרוח בזמן הנכון. אם טחנת הרוח גדולה, אז לפחות שניים דרושים אנשים כדי להתקין את הגלגל ברוח, אם אין לו שער מיוחד (המכונה הפשוטה ביותר להרמת מטען). עם המשך התפתחות הטכנולוגיה לבניית טורבינות רוח, הם החלו לשאוף להשתמש בכוח של רוח לא רק כדי לסובב את גלגל הרוח, אלא גם כדי להתקין אותו אוטומטית נגד הרוח, כפי שניתן לראות עם שבשבת מזג אוויר קונבנציונלית, המראה את כיוון הרוח. לשם כך, לחלקים האחוריים של הראש הסיבובי החלו חברו זנב, המורכב ממוט ארוך או מסבך מיוחד עם משטח בקצה, הנקרא נוצות הזנב (ראה. אורז. 24).

איך טורבינות רוח מודרניות מתמודדות עם הגחמות של הרוח
איור.24. תכנית של טורבינת רוח שבשבת

אם הרוח שינתה את כיוון, הזנב סובב אוטומטית את הראש. גלגל הרוח הותקן שוב חזיתית מול הרוח. כך הופיע המכשיר הפשוט ביותר להפיכת גלגל רוח לרוח ללא התערבות אנושית. בטורבינות רוח מודרניות מחושבים הזנבות כך שהם מתחילים לסובב את הראש עם גלגל הרוח לרוח כאשר כיוונו משתנה בזווית של כ-10 מעלות.

כדי לסובב את ראשי טורבינות רוח גדולות, נוצות זנב עשויות לפעמים בצורה של שניים או שלושה משטחים אנכיים הממוקמים במקביל במרחק מסוים זה מזה (ראה איור 27).

במערכות טורבינות רוח אחרות, את תפקיד הזנב ממלא גלגל הרוח עצמו. הוא ממקם את עצמו במעלה הרוח ברגע שהרוח משנה כיוון. לשם כך, גלגל הרוח ממוקם לא לפני המגדל, אלא מאחורי המגדל. במקרה זה, הגלגל, כמו שבשבת, עוקב אוטומטית אחר הרוח.

אם גלגל הרוח גדול, פניות חדות של הזנב עלולות לגרום לשבירת הכנפיים. לכן, בעזרת זנבות, מותקנים בדרך כלל רק גלגלי רוח קטנים בקטרים של עד 18 מטר לרוח.

המכשירים הנפוצים ביותר מורכבים משני גלגלי רוח מרובי להבים הממוקמים בחלק האחורי של מגן הראש. מכשירים כאלה נקראים Windows. ורדות הרוח ממוקמות כך שאם הרוח נושבת לקדמת האימפלר, הן בסופו של דבר פונות לכיוון הרוח ועומדות ללא תנועה. כשהרוח נושבת מהצד, שושני הרוח מתחילים לנוע ובאמצעות מנגנון שידור מסובבים את הראש עם גלגל הרוח לרוח עד שהוא נוגד את הרוח לחלוטין (איור 26). בזמן זה, ורדות הרוח שוב יתמקמו בקצה הרוח ויעצרו עד שהרוח תשנה שוב את כיוונה.

איך טורבינות רוח מודרניות מתמודדות עם הגחמות של הרוח
איור.26. תכנית של הפיכת ראש של טורבינת רוח לרוח בעזרת שושני רוח

מכשירים גאוניים אחרים משמשים להפיכת גלגלי הרוח הגדולים של טורבינות רוח מודרניות מהירות לרוח. בכל רוח, הם מזיזים בזהירות ובחלקה את גלגל הרוח לתוך הרוח.

בדרך כלל, מנגנונים פנימיים מסובבים את הראש ביחס לצריח במהירות נמוכה מאוד, סיבוב אחד שלמה בכמה דקות.

בטורבינות רוח גדולות, הראש מכוון לרוח באמצעות מנוע חשמלי הנשלט על ידי שבשבת מזג אוויר קטנה. כאשר כיוון הרוח משתנה, שבשבת מזג האוויר מסתובבת וסוגרת את קו החשמל, ומפעילה אוטומטית את המנוע החשמלי.

המנוע החשמלי יעצור רק כאשר הקו מנותק. וזה יקרה כאשר שבשבת מזג האוויר תמוקם לאורך זרימת האוויר, וגלגל הרוח ימוקם חזיתית מול הרוח.

אלו הם המכשירים העיקריים בטורבינות רוח מודרניות להפיכה אוטומטית של גלגל הרוח לרוח.

עם זאת, הרוח יכולה לשנות לא רק את הכיוון שלה, אלא גם את מהירותה. כתוצאה מכך, גם כוח הלחץ על גלגל הרוח משתנה. ככל שמהירות הרוח עולה, מספר הסיבובים של גלגל הרוח עולה. הם יכולים להגיע לערכים גדולים. הדבר מסוכן לא רק לחוזק הגלגל, אלא גם לכל המתקן ולמכונות המחוברות אליו.

כדי להימנע מכך, טורבינות רוח מודרניות מצוידות במכשירים מיוחדים שנכנסים לפעולה במהירויות רוח גבוהות. הם דואגים שעם התעצמות נוספת של הרוח מספר הסיבובים של גלגל הרוח לא יגדל, ובמקרה של סערה הוא נפסק.

השיטה הפשוטה ביותר להגבלת מהירות גלגל הרוח היא שכאשר יש רוח במהירות מסוימת, היא מתחילה לצאת חלקית מהרוח.

ככל שמהירות הרוח עולה, גלגל הרוח מסתובב לזווית משמעותית יותר ויותר, ובזמן סערה הוא ממוקם עם הקצה שלו לכיוון זרימת האוויר ונפסק. במקביל, נמתחים קפיצי הבקרה או מעלים משקל מיוחד, שכאשר מהירות הרוח יורדת, שוב מביא את גלגל הרוח אל הרוח.

וויסות המהירות על ידי הזזת כל גלגל הרוח אל מחוץ לרוח משמש בדרך כלל רק בטורבינות רוח מהירות נמוכה עם גלגלי רוח קטנים.

כדי לווסת את המהירות של טורבינות רוח גדולות במהירות גבוהה, לא גלגלי הרוח מוסרים מהרוח, אלא כנפיים בודדות או חלקי הקצה שלהן, השווים ל-1/4 או 1/8 מהאורך הכולל של הכנף.

נכון להיום, הדרך המתקדמת ביותר היא לווסת טורבינות רוח מהירות באמצעות משטחים מיועלים מיוחדים - מייצבים, המחוברים לחלקים המסתובבים של הכנפיים על מתלים. המייצבים נשלטים על ידי משקולות צנטריפוגליות הממוקמות בתוך הכנפיים. עומסים רגישים מאוד לשינויים במהירות גלגל הרוח, ולכן למהירות הרוח. תנועה קלה של המשקולות הצנטריפוגליות גורמת להסתובבות המייצבים, שעליהם נוצר כוח מהרוח המתקרבת, המסובב את קצות הלהבים בדיוק כפי שהגה קטן מסובב סירה גדולה. כאשר החלקים המסתובבים של הכנפיים יוצאים מתחת לרוח, מספר הסיבובים של גלגל הרוח פוחת.

תקנה מקורית זו פותחה על ידי מדענים ומעצבים סובייטים בהנהגתו של העובד המכובד של המדע והטכנולוגיה, פרופ. G. X. Sabinina ופרופ. N.V. Krasovsky. הוא משמש ברוב טורבינות הרוח המודרניות במהירות גבוהה עם הספק של 10 עד 1000 קילוואט.

הממציא א.ג. אופימצב ופרופ. V.P. Vetchinkin הציע לווסת את מהירות גלגלי הרוח של טורבינות רוח מהירות על ידי הסרת הכנפיים מהרוח עקב לחץ זרימת האוויר עליהן. ברוחות חזקות, הכנפיים, כמו שבשבת מזג האוויר, יכולות להסתובב ביחס לצירים המתנופפים, ולאפשר בחופשיות לזרימת אוויר לעבור דרכן. האחידות הדרושה של סיבוב גלגל הרוח עם תקנה זו מושגת באמצעות הפעולה של מה שנקרא סוללה אינרציאלית, או, יותר פשוט, גלגל תנופה הכלול בהילוכים. מסתובב במהירות, דיסק המצבר סופג עודפי אנרגיה כאשר מהירות הרוח עולה ומשחרר אנרגיה זו למכונות עובדות כאשר מהירות הרוח יורדת. רגולציה כזו מותקנת, למשל, בטורבינות רוח 1-D-18 של מערכת Ufimtsev-Vetchinkin (איור 27).

איך טורבינות רוח מודרניות מתמודדות עם הגחמות של הרוח
איור.27. טורבינת רוח 1-D-18 בהספק של עד 30 קילוואט.

בטורבינות רוח קטנות מהירות, סיבוב הכנפיים מתבצע עקב כוחות צנטריפוגליים נוספים הנוצרים על משקלים מיוחדים המחוברים לכנפיים ליד פיר גלגל הרוח.

מכשיר זה, פשוט בביצוע ומקורי מאוד בקונספט, הוצע על ידי חתן הפרס V. S. Shamanin.

אלו הם המנגנונים האוטומטיים הבסיסיים של טורבינות הרוח המודרניות שבשבת, בעזרתם מותקנים גלגלי הרוח ברוח ושומרים על המהירות הנתונה במהירויות גבוהות.

מחבר: קרמישין א.ו.

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

טלוויזיות LCD מוכנות לדחוף את הפלזמה 20.12.2004

חברת Sharp הודיעה על יצירת טלוויזיית LCD עם המסך הגדול בעולם. האלכסון שלו הוא 65 אינץ' (1,64 מ').

ככל הנראה, שוק פאנל הפלזמה יצטרך להתמודד מול מתחרה חדש. שארפ מבטיחה למכור דגם חדש בשם Aquos במחיר השווה לעלות לוחות הפלזמה. שארפ השיקה את טלוויזיית LCD בגודל 14 אינץ' הראשונה בעולם בשנת 1988.

בשנת 2000 השיקה החברה טלוויזיית LCD בגודל 28 אינץ', מכשיר 30 אינץ' הופיע בנובמבר 2001 ומכשיר 37 אינץ' בנובמבר 2002. שוק הטלוויזיות באלכסון של יותר מ-40 אינץ' היה לאחרונה בבעלות מלאה של יצרני לוחות פלזמה.

שארפ וסמסונג אלקטרוניקס היו היצרניות הראשונות שהוציאו דגמי LCD גדולים מ-40 אינץ'. באוגוסט הכריזה שארפ על טלוויזיית LCD בגודל 45 אינץ', וכעת דגם חדש בגודל 65 אינץ' מוכן. גודל המסך שלו הוא 1428x804 מ"מ, והגודל האלכסוני הוא 1639 מ"מ. הרזולוציה של הטלוויזיה החדשה היא 6,22 מיליון נקודות (1920x1080).

במירוץ אחר מסך ה-LCD הגדול ביותר, הצליחה שארפ להתנתק מיריבתה הוותיקה סמסונג, שמחזיקה בשיא הנוכחי - דגם עם מסך 57 אינץ'. במקביל ל-Aquos TV, החברה מתכוונת להוציא דגם נוסף בזמן הקרוב - באלכסון של 50 אינץ'. מחזור הייצור המלא של טלוויזיות Aquos - מייצור לוחות LCD ועד להרכבה והתאמה סופית - יתבצע במפעל ביפן.

מנהל החברה, Takashi Okuda, מאמין שהופעת טלוויזיות גדולות תשנה משמעותית את תפיסת האפשרות להשתמש בתצוגות LCD. הוא לא נתן מחיר מדויק לטלוויזיות החדשות. נזכיר כי הדגם הקודם של שארפ עם אלכסון של 45 אינץ' הומלץ בקצת פחות ממיליון ין (1$). המכירות של טלוויזיות LCD של Sharp גדלו ב-9017% במהלך ששת החודשים האחרונים.

החברה מעריכה כי השוק העולמי למכירות טלוויזיות צבעוניות מוערך ב-130 מיליון בשנה, בעוד שטלוויזיות LCD מהוות רק 7,5 מיליון. שארפ מאמינה שחלקן של טלוויזיות LCD יגדל בהתמדה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ פוטוסינתזה תעזור לשפר פאנלים סולאריים

▪ Transcend מודולי זיכרון DDR4 עבור מחשבים ושרתים

▪ סוללת חנקן אטמוספרי

▪ הסמארטפון יהפוך את המכונית לחזקה יותר

▪ מגנט להתקף לב

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר מילים מכונפות, יחידות ביטוי. בחירת מאמרים

▪ מאמר פניצילין. היסטוריה ומהות הגילוי המדעי

▪ מאמר מדוע שמו עטיפות על רגלי הפסנתר באנגליה של המאה ה-19? תשובה מפורטת

▪ מאמר נסיכה רגילה. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר פעמון מוזיקלי עם שינוי מנגינה אוטומטי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר אספקת חשמל ללא שנאי מפתח. 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