Khám phá giới hạn chiều cao tuabin gió
Chiều cao trung bình cho tháp của tuabin gió là từ 60 đến 120 mét. Ở Mỹ, tuabin 1,5 MW điển hình có chiều cao tháp khoảng 80 mét. Haliade-X của GE, tuabin gió lớn nhất thế giới cho đến nay, có chiều cao tháp là 138 mét.
Mục lục
Tại sao phải kiến thiết xây dựng tuabin cao hơn ?
Tại sao phải kiến thiết xây dựng tuabin cao hơn ?
Các tuabin gió cao hơn có khả năng tiếp cận với gió chất lượng cao hơn. Ở độ cao lớn hơn, gió gặp ít chướng ngại vật hơn như cây cối, đồi núi và các vật thể nhân tạo như tòa nhà. Điều này tạo ra một luồng gió ổn định, cho phép các tuabin tạo ra nhiều năng lượng hơn. Mặc dù không có bất kỳ hướng dẫn vững chắc nào cho tỷ lệ giữa chiều cao của trục và bán kính cánh quạt, một nghiên cứu cho thấy tỷ lệ dao động trong khoảng 0,5 đến 0,7, với các tuabin lớn hơn có tỷ lệ lớn hơn.
Bạn đang đọc: Khám phá giới hạn chiều cao tuabin gió
Ngoài ra còn có khái niệm về lực cản khí động học. Gió ở độ cao thấp bị tác động ảnh hưởng trực tiếp bởi mặt phẳng. Không khí hoạt động tạo ra ma sát với mặt đất, làm chậm đáng kể vận tốc của nó. Ngoài những chướng ngại vật, bức xạ nhiệt từ mặt đất cũng có tác động ảnh hưởng đến tỷ lệ không khí. Tốc độ gió, độ nhớt không khí và tỷ lệ biến hóa đáng kể khi độ cao tăng lên. Với chiều cao như chúng, hầu hết những tuabin gió vẫn không thoát ra khỏi lớp mặt phẳng. Các tuabin sẽ cần phải có chiều cao từ 200 đến 300 mét để đạt được những luồng gió tương đối không bị nhiễu bởi mặt phẳng .
Các tuabin cao hơn hoàn toàn có thể nâng cao đáng kể hiệu suất của một khu vực nhất định. Một điều tra và nghiên cứu của NREL cho thấy rằng việc nâng cao chiều cao TT cho những tuabin 3 MW và 5 MW đã làm tăng hiệu suất lên 10 %. Ở những vùng có vận tốc gió tương đối thấp, những tuabin cao hơn hoàn toàn có thể nâng cao giá trị của vùng có tiềm năng gió thấp .
Chiều cao của Tower không được chọn chỉ dựa trên độ cao và vận tốc gió. Ngân sách chi tiêu và sự không thay đổi cũng được tính đến. Mặc dù ngân sách trả trước hoàn toàn có thể cao hơn so với những tuabin cao hơn, nó thực sự có ngân sách thấp hơn về tổng thể và toàn diện. Các tuabin cao hơn tạo ra nhiều điện hơn, do đó cần ít hơn để tạo ra một lượng hiệu suất nhất định. Các trang trại gió nhỏ hơn với những tuabin lớn hơn tốn ít ngân sách kiến thiết xây dựng, lắp ráp và bảo dưỡng hơn. Chúng cũng chiếm ít khoảng trống hơn .
Nhiều khu vực được bao trùm đồng nghĩa tương quan với nhiều nguồn năng lượng được thu nhận hơn, dẫn đến nhiều nguồn năng lượng hơn. Những cánh quạt lớn nhất được sản xuất cho đến nay chỉ dài hơn 107 mét và thuộc về Haliade-X khổng lồ. Chúng có đường kính cánh quạt là 220 mét, được gắn trên một tòa tháp 138 mét, và tổng chiều cao là 248 mét. Các cánh quạt cách mặt đất 28 mét ở cuối vòng xoay của chúng .
Tuabin gió ngoài khơi
Bạn hoàn toàn có thể nhận thấy size lớn hơn của những tuabin gió ngoài khơi. Chúng có khuynh hướng cao hơn và có cánh lớn hơn. Điều này là để tận dụng nguồn năng lượng gió cao hơn sẵn có trên biển. Lực cản trên đại dương ít hơn đáng kể so với đất liền vì nước hoạt động theo gió. Điều đó chuyển thành gió mạnh hơn và tiềm năng nguồn năng lượng cao hơn .
Tháp cho tuabin ngoài khơi phải được xây dựng để chịu được môi trường khắc nghiệt của đại dương. Họ phải chống chọi với sóng mạnh, hơi muối liên tục và tốc độ gió mạnh hơn so với trên cạn. Điều này ngoài việc phải hỗ trợ các cánh quạt lớn hơn và hộp số nặng hơn. Các tháp cho tuabin ngoài khơi vẫn được làm bằng thép nhưng thường được xử lý bằng lớp phủ chống ăn mòn.
Trong khi những tuabin ngoài khơi có khuynh hướng cao hơn so với những tuabin trên bờ, chúng thực sự lớn hơn nhiều so với vẻ bên ngoài của chúng. Tuabin phải được neo vào đáy biển, làm cho chúng cao hơn đáng kể so với tuabin trên đất liền vì một phần chiều cao của chúng nằm dưới mặt nước. Trụ thường được neo vào cột bê tông khi lắp ráp ở vùng nước nông. Tuabin nước sâu vẫn chưa được tiến hành thoáng đãng, nhưng những kỹ sư đang thử nghiệm chân máy dạng lưới dưới nước để tạo cho tuabin một chân đế rộng hơn nhằm mục đích chống chọi tốt hơn với dòng nước sâu mạnh .
Ràng buộc vật lý
Tuabin gió bị số lượng giới hạn về chiều cao của chúng. Tháp được làm bằng thép và chỉ hoàn toàn có thể chịu được khối lượng quá lớn. Để tăng gấp đôi chiều cao của tuabin, đường kính cũng phải được tăng gấp đôi, và lượng vật tư thiết yếu gấp bốn lần để bảo vệ độ không thay đổi. Sau một thời hạn, những tuabin lớn hơn đơn thuần là không khả thi. Tháp phải chống lại những lực không đổi từ hoạt động quay của những cánh đồng thời tương hỗ rôto và thanh trụ. Cuối cùng, những yếu tố về bảo đảm an toàn, ngân sách và những quy luật vật lý trở thành trở ngại cho việc thiết kế xây dựng những tuabin lớn hơn. Các tuabin như Haliade-X hoàn toàn có thể là số lượng giới hạn trên của chiều cao tuabin, tối thiểu là cho đến khi vật tư cứng hơn và phong cách thiết kế trưởng thành hơn được hình thành .
Ngay cả khi không có những ràng buộc về vật chất, công tác làm việc phục vụ hầu cần để kiến thiết xây dựng những tuabin lớn cũng rất khó khăn vất vả. Các tuabin gió lớn hơn cần nhà kho lớn hơn để sản xuất. Sau đó là phương tiện đi lại đi lại. Tuabin gió vốn đã khó luân chuyển. Chúng được coi là một tải trọng quá khổ và nhu yếu hàng loạt tàu để đưa chúng đến đích. Việc kiến thiết xây dựng những tuabin cao hơn yên cầu những cần cẩu lớn hoàn toàn có thể nâng những cánh quạt nặng hơn lên những tháp cao hơn. Sau khi được sản xuất, việc bảo dưỡng những tuabin này sẽ yên cầu công nhân phải leo lên cao hơn để tiếp cận thiết bị, một việc làm vốn đã nguy hại lại càng trở nên nguy hại hơn. Ngay cả khi ngân sách cao hơn đáng để góp vốn đầu tư, thì khối lượng bắt đầu hoàn toàn có thể đơn thuần là trách nhiệm quá lớn .
Các pháp luật hàng không hoàn toàn có thể đưa ra số lượng giới hạn về chiều cao của tuabin gió. Ở Mỹ, những tuabin cao hơn 500 feet, tức khoảng chừng 152 mét, phải gửi thông tin cho FAA. Đây được coi là độ cao bảo đảm an toàn thấp nhất mà phi công được phép bay. Khi những tuabin ngày càng cao, những tiêu chuẩn hàng không sẽ xích míc với ngành công nghiệp gió. Một số khu vực đã bị số lượng giới hạn so với những trang trại gió và những khu vực khác hoàn toàn có thể bị hạn chế về chiều cao của tháp .
Phần Kết luận
Các kỹ sư đang tìm cách sản xuất những tuabin gió cao hơn. Các độ to lớn hơn hoàn toàn có thể mang lại hiệu suất cao với hiệu suất điện cao hơn và những trang trại gió nhỏ hơn. Nhưng việc thiết kế xây dựng những tuabin cao hơn đi kèm với những thử thách riêng. GE Haliade-X, tuabin gió lớn nhất cho đến nay, hoàn toàn có thể chỉ đang đẩy số lượng giới hạn trên của size tuabin. Với độ cao của tháp là 138 mét, việc tìm kiếm cần cẩu hoàn toàn có thể nâng những cánh quạt lên cao là điều khó khăn vất vả. Nhưng những thử thách về phục vụ hầu cần hoàn toàn có thể đáng giá, vì hiệu suất điện tăng lên hoàn toàn có thể hạ thấp đáng kể ngân sách trong một ngành tăng trưởng mạnh về quy mô kinh tế tài chính .
Các câu hỏi thường gặp
Chiều cao trung bình của tháp tuabin gió là bao nhiêu ?
Chiều cao của tháp tuabin gió từ 60 đến 120 mét. Tua bin 1,5 MW nổi bật được tìm thấy ở Mỹ cao khoảng chừng 80 mét .
Các tuabin gió cao hơn có tốt hơn không ?
Các tuabin gió cao hơn được trang bị tốt hơn để tận dụng tốc độ gió lớn hơn ở độ cao lớn. Chúng có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn và có thể hỗ trợ các cánh quạt lớn hơn.
Tuabin gió cao nhất từng được sản xuất là gì ?
Tuabin gió cao nhất được sản xuất cho đến nay là Haliade-X của GE. Nó có chiều cao tháp là 138 mét. Tổng chiều cao của tuabin là 248 mét, gồm có cả cánh quạt .
Source: https://suachuatulanh.edu.vn
Category : Vận Chuyển
