Здравствуйте дорогие читатели, вы когда-нибудь задумывались, почему у ветряных электростанций в ветротурбине три лопасти ротора? Почему не два или четыре?
Ветряная электростанция использует кинетическую энергию ветра для производства электроэнергии, которая затем подается в электросеть.
Сегодня можно встретить практически только трехлопастные роторы. Почему?
У производителей есть две веские причины. Это экономически выгодно - трехлопастные роторы также более подходят с механической точки зрения.
1. Экономика
Теоретически действительно так, что чем больше у электростанции лопастей ротора, тем больше энергии можно получить от ветра. Однако это применимо только до тех пор, пока следующий лист не войдет в ветреную «тень» предыдущего.
Поэтому на практике не следует преувеличивать количество листьев. Каждый из них в первую очередь должен платить за произведенную в будущем энергию. Чем больше листов, тем выше затраты на производство и, кстати, затраты на обслуживание.
Каждая добавленная лопасть увеличивает количество получаемой энергии, но, кроме того, ее вес нагружает ротор и требует более стабильной и прочной конструкции мачты.
При этом лопасти ротора «надоедают» друг другу. Они вызывают небольшую турбулентность во время движения в воздухе, поэтому они «снимают ветер с парусов» листа, который вскоре достигает места. В трехстворчатой системе это не очень понятно, но если бы их количество увеличилось, эффект был бы более выраженным.
2. Механическая нагрузка
Еще более очевиден недостаток многостворчатых систем с точки зрения механической нагрузки на ротор. Четырехлопастный ветряк никогда не может работать так же сбалансировано, как трехлопастный ветряк.
Причина в самой колонне, на которой установлен ротор.
В то время как три лезвия могут выступать по периметру вертушки под углом 120 градусов - и таким образом, обеспечивать относительно плавную работу - два или даже четыре лезвия должны быть размещены прямо напротив друг друга (или прямо перпендикулярно друг другу) угол 90 градусов.
В тот момент, когда одна из размещенных таким образом створок проходит через мачту, условия ее обтекания изменяются. Проще говоря, мачта его защищает. В то же время, однако, есть створка, которая находится прямо напротив, то есть прямо над мачтой, в наиболее быстром потоке воздуха. (На больших высотах воздух течет быстрее, чем прямо над поверхностью Земли).
Силы, прилагаемые двумя лопастями к ротору в такой момент, различны, и ротор подвергается механическому удару. Затем это повторяется четыре раза за оборот в случае четырехстворчатой системы. Конечно, в долгосрочной перспективе это плохо влияет на ветроэнергетику.
В каком направлении вращаются лопасти ротора?
В самом начале использования ветряных турбин вы, возможно, встречали роторы, которые вращались в обоих направлениях. Конечно, не в обоих направлениях одновременно, а всегда в одном направлении, выбранном производителем системы.
Однако, как только различные ветряные электростанции начали объединяться в ветряные электростанции, выяснилось, что разные направления вращения слишком неприятны для окружающей среды.