de ce nu mai multe lame?
turbinele eoliene sunt construite pentru a capta energia cinetică (mișcare) a vântului. Se pune întrebarea De ce turbinele eoliene moderne nu sunt construite cu o mulțime de lame de rotor, cum ar fi vechile mori de vânt „americane”. Turbine cu multe lame sau lame foarte largi, adică turbinele cu un rotor foarte solid, cu toate acestea, vor fi supuse unor forțe foarte mari, atunci când vântul suflă cu o viteză de uragan (amintiți-vă că conținutul de energie al vântului vântului variază cu a treia putere a vitezei vântului).
producătorii de turbine eoliene trebuie să certifice că turbinele lor sunt construite, astfel încât să poată rezista vânturilor extreme care apar, să zicem, în 10 minute o dată la 50 de ani. Pentru a limita influența vânturilor extreme, producătorii de turbine preferă, în general, să construiască turbine cu câteva lame lungi și înguste. Pentru a compensa îngustimea lamelor orientate spre vânt, producătorii de turbine preferă să lase turbinele să se rotească relativ repede.
de ce nu un număr par de lame?
inginerii moderni de turbine eoliene evită să construiască mașini mari cu un număr par de pale ale rotorului. Cel mai important motiv este stabilitatea turbinei. Un rotor cu un număr impar de lame de rotor și cel puțin trei lame poate fi considerat similar cu un disc atunci când se calculează proprietățile dinamice ale mașinii.
un rotor cu un număr par de lame va da probleme de stabilitate unei mașini cu o structură rigidă. Motivul este că, chiar în momentul în care lama superioară se îndoaie înapoi, deoarece obține puterea maximă de la vânt, lama cea mai joasă trece în umbra vântului din fața turnului.
majoritatea turbinelor eoliene moderne utilizate pentru generarea de energie electrică au trei lame, deși unele au două sau chiar una. Trei lame au avantajul special că momentul polar de inerție în ceea ce privește yawing-ul este constant și este independent de poziția azimutului rotorului. Această caracteristică contribuie la o funcționare relativ lină chiar și în timpul răsturnării. Cu toate acestea, un rotor cu două lame are un moment de inerție mai mic atunci când lamele sunt verticale decât atunci când sunt orizontale. Acest dezechilibru este unul dintre motivele pentru care cele mai multe turbine eoliene cu doua palete folosesc un rotor. Utilizarea a mai mult de trei lame ar putea duce, de asemenea, la un rotor cu un moment de inerție independent de poziție, dar mai mult de trei lame sunt rareori utilizate. Acest lucru se datorează în primul rând costurilor mai mari care ar fi asociate cu lamele suplimentare.
conceptul danez cu 3 lame
majoritatea turbinelor eoliene moderne sunt modele cu trei lame, cu poziția rotorului menținută în direcția vântului (pe partea vântului a turnului) folosind motoare electrice în mecanismul lor de girație. Acest design este de obicei numit conceptul danez clasic și tinde să fie un standard față de care sunt evaluate alte concepte. Marea majoritate a turbinelor vândute pe piețele mondiale au acest design.
designul de bază a fost introdus pentru prima dată cu renumita turbină eoliană Gedser. O altă caracteristică este utilizarea unui generator asincron.
concept cu două lame (teetering)
proiectele turbinelor eoliene cu două lame au avantajul de a economisi costul unei lame de rotor și greutatea sa, desigur. Cu toate acestea, ele tind să aibă dificultăți în pătrunderea pe piață, parțial pentru că necesită o viteză de rotație mai mare pentru a produce aceeași putere de energie. Acesta este un dezavantaj atât în ceea ce privește zgomotul, cât și intruziunea vizuală. În ultimul timp, mai mulți producători tradiționali de mașini cu două lame au trecut la modele cu trei lame.
mașinile cu două și cu o singură lamă necesită un design mai complex, cu un rotor articulat (butuc în mișcare), așa cum se arată în a doua imagine, adică rotorul trebuie să se poată înclina pentru a evita șocurile prea mari la turbină atunci când o pale a rotorului trece de turn. Prin urmare, rotorul este montat pe un arbore perpendicular pe arborele principal și care se rotește împreună cu arborele principal. Acest aranjament poate necesita amortizoare suplimentare pentru a împiedica lama rotorului să lovească Turnul.
concept cu o singură lamă
turbine eoliene cu o singură lamă există și economisesc costul unei alte lame de rotor. Dacă se poate construi ceva, inginerii o vor face. Cu toate acestea, turbinele eoliene cu o singură lamă nu sunt foarte răspândite din punct de vedere comercial, deoarece aceleași probleme care sunt menționate în proiectarea cu două lame se aplică într-o măsură și mai mare mașinilor cu o singură lamă.
pe lângă viteza de rotație mai mare și problemele de zgomot și intruziune vizuală, acestea necesită o contragreutate care trebuie plasată pe cealaltă parte a butucului de la lama rotorului pentru a echilibra rotorul (uite a doua figură). Acest lucru neagă în mod evident economiile de greutate în comparație cu un design cu două lame. Factorul estetic al apariției dezechilibrului este o altă considerație. Avantajul presupus este astfel că turbina poate funcționa la un raport de viteză relativ ridicat al vârfului și că costul ar trebui să fie mai mic din cauza necesității unei singure lame.
Video frames
– Two blades: general explanation
– Three blades: general explanation