再生可能エネルギーの世界では、2 つの主要な発電形式が際立っています。 太陽エネルギー と 風力エネルギー。太陽エネルギーはソーラーパネルを通じて太陽放射を電気エネルギーに変換しますが、風力エネルギーは風力タービンを通じて風力を利用することに焦点を当てています。これらの装置は、風の運動エネルギーを利用可能な電気エネルギーに変換するために不可欠です。
たくさん 風力タービン これらは設計が複雑であり、その設置が収益性と効率性を確保するためには事前の調査が必要です。風力タービンにはさまざまな種類や技術があり、用途や発電量によって異なります。この記事では、風力タービンに関連するすべてを詳しく学びます。
風力タービンの特性
風力タービンの変換 風の運動エネルギー 風の力で回転するブレードを通じて電気エネルギーに変換されます。これらのブレードは、 毎分 13 回転と 20 回転 (rpm)、風力タービン技術と常時の風速によって異なります。ブレードの材質も回転速度に影響します。軽いブレードはより速く回転する傾向があります。
ブレードの速度が上がるほど、風力タービンによって生成されるエネルギー量が増加し、風力タービンの発電量が増加します。 効率。ただし、最初にデバイスを起動するには補助電源が必要です。稼働すると、風だけがブレードの回転の原動力になります。
風力タービンの最も注目すべき側面の 1 つは、 長い耐用年数、を超える 25年。設置コストと初期費用は高額になる可能性がありますが、稼働時間が長いため、投資が償却され、経済的メリットが得られます。さらにクリーンエネルギーなので地球温暖化にも貢献します。 汚染物質の排出量の削減 そして化石燃料の使用量の削減です。
技術の進歩により、風力タービンの耐用年数が延びただけでなく、風力タービンの効率も向上し、より最適な場所への設置が容易になり、風力エネルギーを最大限に活用できるようになりました。
操作
風力タービンにおけるエネルギー変換プロセスはいくつかの段階で実行され、各段階が風力エネルギーを電力に変換する鍵となります。
- 自動方向設定: 風力タービンは、風力エネルギーを最大限に活用できるように自動的に向きを変えます。これは、ベーンと風速計によって記録されたデータのおかげで可能となり、ナセルを正しい方向に回転させることができます。
- ブレードの回転: 風速が約 3,5 m/s に達すると、ブレードが回転し始めます。エネルギー生成を最適化するには、理想的な風速は 11 m/s です。この速度が 25 m/s を超えると、ブレードはフラグ位置に配置され、過度の張力を避けてシステムにブレーキがかかります。
- 乗算： ローターの回転により低速シャフトが駆動され、マルチプライヤを使用してその速度が 13 rpm から約 1.500 rpm に増加します。
- ジェネラシオン： 回転エネルギーは発電機に伝達され、そこで電気に変換されます。
- 避難： 生成された電気はタワーを通って変電所に輸送され、そこで電圧が上昇してから電力網に注入され、消費地に配電されます。
- モニタリング： このプロセスにより、風力タービンが正しく動作することが保証されます。重要なシステムは変電所とコントロールセンターから永続的に監視されているため、発生する可能性のあるインシデントを迅速に検出して解決できます。
風力タービンの種類
風力タービンには主に 2 つのカテゴリがあり、ローター軸または供給できる電力に応じて分類されます。
ローター軸によると
縦軸
このタイプの風力タービンは、 全方向性 方向調整システムが不要なため、設置とメンテナンスが容易になります。さらに、発電機や乗算器などのコンポーネントが地面と同一面にあるため、構造が簡素化され、コストが削減されます。ただし、その主な欠点は次のとおりです。 効率が低い 水平軸を持つものよりも優れており、ブレードの回転を開始するには外部システムが必要です。
横軸
風力タービン 横軸 これらは最も一般的で効率的です。その設計により、より高い回転速度を達成できるため、必要な回転数の増加が少なくなります。さらに、背が高くなることで、高地での風エネルギーをより有効に活用できるようになります。
供給される電力によると
の機能で 供給電力、風力タービンは 3 つのクラスに分類されます。
- 低電力： 最大で次の能力を提供します。 50 kW 揚水や孤立した地域での電力供給などの用途に使用されます。
- 半分の電力: それらは以下の範囲内にあります 150 kW 田舎や孤立した場所の送電網にエネルギーを供給するために使用されます。
- ハイパワー: それらは商業規模でエネルギーを提供し、その生産量は最大に達します。 数ギガワット.
現在、高出力機器は風力発電所で効率的かつ経済的に電力を生産するために最も使用されており、気候変動との戦いに貢献しています。
再生可能エネルギー部門は、温室効果ガスの排出量を削減し、気候変動の影響を緩和する必要性により進化し続けています。特に風力タービンは大幅な技術進歩を遂げており、より多くの電力を生成し、寿命も長くなりました。この情報により、風力タービンがどのように機能するのか、そして将来のクリーン エネルギーにおける重要な役割をより深く理解できるようになります。