Ветряная турбина на острове Готланд

Ветряная турбина

Ветряная турбина

Использование энергии ветра конечно не новость. Столетиями маленькие мельницы вращали жернова или качали воду для сельского хозяйства. Но сегодня человечество потребляет огромное количество энергии и есть серьезные аргументы за то, чтобы максимально сократить нашу зависимость от ископаемого топлива.

В Швеции на острове Готланд в балтийском море энергия ветра используется в промышленных масштабах. Это самая известная ветряная турбина в мире. Она держит рекорд по производству электрической энергии за год 7,7 ГВт*ч. Такого количества энергии достаточно, чтобы обеспечить всем необходимым жителей 1500 домов и это одна из множества турбин на Готланде, которые используется для поисков еще более эффективных способов производства энергии в будущем.

Ветряные турбины должны находиться в постоянной готовности к работе, поэтому требования к ним простота конструкции и надежность в эксплуатации. Они должны по возможности гармонично вписываться в природный ландшафт. Размах лопастей турбины больше чем размах крыльев пассажирского самолета, а бетонная опора поднимется на 77 метров. Этот лифт используется для осмотра лопасти турбины, но он же позволяет хорошо рассмотреть опору.

Опора была построена в 1982 году для предыдущей менее мощной модели ветряной турбины. Она сделана из усиленного бетона методом скользящей заливки. Это значит, что бетон заливается непрерывно, одновременно с наращиванием опалубки. Эти слегка заметные вертикальные линии остались от опалубки. Внутри бетон значительно усилен стальной арматурой, которая идет снизу вверх и по всему периметру, что дает опоре устойчивость необходимую для монтажа турбины.

Новая турбина была установлена в 1993 году. Как и старую, ее подняли вместе с лопастями по направляющим конструкциям расположенным здесь с боку. Весила она 200 тонн и подъем занял 8 часов. Чтобы проделать эту операцию пришлось ждать хорошей погоды, которая как вы понимаете, в этой части земного шара бывает нечасто. Прошло 3 недели ожидания, прежде чем утих ветер и турбину успешно подняли наверх. Строителям повезло, уже через час после монтажа ветер возобновился.

Мы остановили ротор, чтобы можно было рассмотреть эти огромные 40 метровые лопасти вблизи. Они сделаны из специального углеродного волокна и покрыты защитной оболочкой. Таким образом, достигается необходимая жесткость, но все равно, каждая из них весит 10 тонн, а при вращении действует центробежные силы до 100 тонн в каждом направлении. Лопасти здесь по периметру прочно прикреплены к валу болтами.

В машинном отделение находится механизм передачи, а внизу генератор. Он работает как электромотор только на оборот, вместо того, чтобы мотор вращал лопасти, здесь лопасти вращают мотор и таким образом вырабатывается электричество. Но лопасти вращаются не постоянно. При низкой скорости ветра позволить им вращаться невыгодно, потому что для работы всего этого оборудования нужно минимум 36 кВт мощности. Поэтому если скорость ветра меньше 5 м/с, 18 км/ч вал блокируется.

Ветер, вращающий лопасти огибая колонну, создает давление на всю структуру. Она весит 1 500 тонн, а вес основания 1 900 тонн. Такой вес позволяет избежать опрокидывания под напором ветра. Для безопасности важна также и форма строения. Форма опоры важна для нейтрализации действующих разрушающих сил.

Если бы это был простой цилиндр, его было бы легче опрокинуть или даже срезать в основание, но форма, расширяющаяся к низу, дает преимущество. Делает конструкцию более жесткой и менее подверженной опрокидыванию. Более широкое основание более устойчиво в отношении всех нагрузок.

Опора буквально влита в бетонное и качество их соединения чрезвычайно важно для всей структуры. Арматура основания проникает и в стену, перекрывая арматуру самой колонны. Таким образов вся структура оказывается устойчивой к силам направленным на сдвиг и опрокидывание колонны.

Это великолепное зрелище в любую погоду, она работает только на двух оптимальных для генератора скоростях 14 и 21 оборотов в минуту. 14 оборотов в минуту кажется медленным, но лопасти вращаются со скоростью 211 км/ч при ускорении 8,5 единиц. Это почти в 5 раз больше любого аттракциона в парке. Это хорошее соотношение между стоимостью всей постройки и количеством производимого ей электричества, чем выше конструкция, тем выше скорость ветра, тем больше энергии вы можете использовать, но и строительные расходы очень быстро возрастают. Здесь самой мощной ветряной турбине в мире мы имеем оптимальное соотношение.

Эта ветряная турбина образец того, как можно использовать энергию ветра. Мы узнали, что ветреная турбина, конструкция простая в создании и эксплуатации. Пока ветряные двигатели вроде этих производят лишь небольшую часть необходимой электроэнергии, но в будущем их доля может значительно вырасти.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>