ऊर्ध्वाधर पवन टर्बाइन

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

जबकि आज ऊर्जा पैदा करने के और भी कई उन्नत तरीके हैं, पवन टरबाइन का उपयोग लगभग हर जगह किया जाता था। बेशक, वे आज भी उपयोग किए जाते हैं, लेकिन संख्या में काफी कमी आई है। यह समझने के लिए कि वे कैसे काम करते हैं, यह जानना जरूरी है कि हवा सौर ऊर्जा का एक रूप है।

सामान्य विवरण

पवन टर्बाइन पवन धाराओं का उपयोग करके काम करते हैं। लेकिन हवा बिजली पैदा करने में सक्षम क्यों है? यह घटना इस तथ्य के कारण होती है कि पृथ्वी के वायुमंडल का असमान ताप होता है, ग्रह की सतह की संरचना अनियमित होती है, और इसलिए भी कि यह घूमती है। पवन टरबाइन, या पवन जनरेटर, हवा की गतिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने में सक्षम हैं, जिसे बाद में कुछ अन्य कार्यों के लिए उपयोग किया जा सकता है।

सामान्य हवा का उपयोग करके ये उपकरण वास्तव में बिजली कैसे उत्पन्न करते हैं? वास्तव में, सब कुछ काफी सरल है। ऐसी टरबाइन के संचालन का सिद्धांत पंखे के संचालन के सीधे विपरीत है। हवा के बल के प्रभाव में, पवन टरबाइन के ब्लेड मुड़ जाते हैं, जो बदले में, जनरेटर से जुड़े शाफ्ट को घुमाने के लिए बिजली पैदा करते हैं।

टरबाइन के प्रकार

विभिन्न टर्बाइन कई प्रकार के होते हैं। इंजीनियर वर्तमान में उपयोग में आने वाली दो मुख्य श्रेणियों में अंतर करते हैं। पहली श्रेणी क्षैतिज-अक्षीय है और दूसरी श्रेणी लंबवत-अक्षीय है। पहले प्रकार के पवन टरबाइन में सबसे सामान्य डिज़ाइन होता है, जिसमें दो या तीन ब्लेड शामिल होते हैं। तीन ब्लेड वाली इकाइयाँ "हवा के विरुद्ध" के सिद्धांत पर काम करती हैं। तत्वों को स्वयं सेट किया जाता है ताकि वे हवा को देखें।

दुनिया के सबसे बड़े टर्बाइनों में से एक जीई पवन ऊर्जा है। इस डिवाइस की पावर 3.6 मेगावाट है। यहां यह ध्यान देने योग्य है कि टरबाइन जितना बड़ा होता है, उतना ही अधिक कुशल होता है। इसके अलावा, कुल के आकार के साथ लाभ-से-मूल्य अनुपात में भी सुधार होता है।

टर्बाइन योग

पहला संकेतक जिसके द्वारा किसी उपकरण का चयन किया जाता है वह है शक्ति। यदि हम "सेवा" टर्बाइन लेते हैं, तो उनकी शक्ति 100 किलोवाट से शुरू हो सकती है और कई मेगावाट तक पहुंच सकती है। यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि दोनों ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज पवन टर्बाइनों को एक साथ समूहीकृत किया जा सकता है। ऐसे समूहों को आमतौर पर पवन खेतों के रूप में जाना जाता है। ऐसी साइटों का उद्देश्य वांछित वस्तु को बिजली की थोक आपूर्ति करना है।

अगर हम छोटे सिंगल टर्बाइनों की बात करें, जिनकी शक्ति 100 kW से कम है, तो उनका उपयोग अक्सर निजी घरों, दूरसंचार एंटेना या जल अंतरण पंपों को ऊर्जा की आपूर्ति के लिए बिजली की आपूर्ति के लिए किया जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि डीजल इंजन के संयोजन में छोटे टर्बाइनों का भी उपयोग किया जा सकता है।जनरेटर, बैटरी या सौर पैनल। ऐसी प्रणाली को हाइब्रिड सिस्टम कहा जाता है। इनका उपयोग उन जगहों पर किया जाता है जहां विद्युत नेटवर्क से जुड़ने की कोई अन्य संभावना नहीं होती है।

ऊर्ध्वाधर टर्बाइनों के लाभ

वर्तमान में, ऊर्ध्वाधर प्रकार के उपकरणों का अधिक बार उपयोग किया जाता है। यह इस तथ्य से उचित है कि क्षैतिज प्रकार की तुलना में लंबवत प्रकार के कई फायदे हैं।

ऊर्ध्वाधर प्रकार के टावरों पर, भार अधिक समान रूप से कार्य करेगा, जिससे इसके आयामों के संदर्भ में एक बड़ी संरचना बनाना आसान हो जाता है। इसके अलावा, इस प्रकार के टरबाइन पर रोटर को स्थापित करने के लिए अतिरिक्त उपकरणों की आवश्यकता नहीं होती है। कार्य कुशलता को बढ़ाने वाला एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि ऊर्ध्वाधर टर्बाइनों के ब्लेड को घुमाया जा सकता है - एक सर्पिल के रूप में। यह बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि इस मामले में, पवन ऊर्जा उन दोनों को प्रवेश और निकास पर प्रभावित करेगी, जो निश्चित रूप से, स्थापना की दक्षता को बढ़ाती है।

ऊर्ध्वाधर टर्बाइनों के सबसे महत्वपूर्ण लाभों में से एक यह है कि जब वे स्थापित होते हैं, तो अक्ष को हवा के प्रवाह में समायोजित करने का कोई मतलब नहीं होता है। इस प्रकार का उपकरण दोनों ओर से बहने वाली हवा की धारा के साथ काम करेगा।

बोलोटोव पवन टरबाइन

यह इकाई अन्य उपकरणों से अलग है। टरबाइन के सामान्य संचालन के लिए, इसे विभिन्न मौसम स्थितियों के अनुकूल बनाने की आवश्यकता नहीं है। इस डिजाइन का पवन ऊर्जा तत्व बिना किसी के किसी भी तरफ से हवा को देखने में सक्षम हैसेटिंग संचालन। इसके अलावा, इस प्रकार के स्टेशन को हवा की दिशा बदलने पर टॉवर को चालू करने की आवश्यकता नहीं होती है। ऊर्ध्वाधर पवन टरबाइन (VAWT - एक ऊर्ध्वाधर जनरेटर शाफ्ट के साथ पवन ऊर्जा संयंत्र) का एक अन्य लाभ यह है कि उनके पास एक विशेष डिजाइन है जो आपको किसी भी शक्ति के पवन प्रवाह के साथ काम करने की अनुमति देता है। तूफान के दौरान भी ऑपरेशन संभव है। स्थापना मॉड्यूल की संख्या चुनना संभव है। टर्बाइन की उत्पादन शक्ति उनकी संख्या पर निर्भर करेगी। यानी मॉड्यूल की संख्या बदलकर आप यूनिट की शक्ति को बदल सकते हैं, जो बहुत सुविधाजनक है। एक अन्य लाभ यह है कि पवन-बल तत्व को इस तरह से इकट्ठा किया जाता है कि यह गतिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में उच्च दक्षता वाले रूपांतरण की अनुमति देता है।

बिरुकोव और ब्लिनोव पवन टरबाइन के आयाम

इस उपकरण में 0.75 मीटर व्यास वाला दो मंजिला रोटर है। इस तत्व की ऊंचाई 2 मीटर है। ताजी हवा की क्रिया के तहत, ऐसा रोटर एक एसिंक्रोनस के रोटर को पूरी तरह से स्पिन करने में सक्षम था 1.2 kW तक की शक्ति वाला शाफ्ट। टरबाइन बिना किसी विफलता के 30 मीटर/सेकेंड तक पवन बल का सामना कर सकता है।

पता लगाने लायक क्यों पवन टरबाइन को दो वैज्ञानिकों की उपलब्धि माना जाता है। बात यह है कि 60 के दशक में। यूएसएसआर में, वैज्ञानिक बिरयुकोव ने KIEV 46% के साथ एक हिंडोला पवन जनरेटर का पेटेंट कराया। हालाँकि, थोड़ी देर बाद, इंजीनियर ब्लिनोव उसी डिज़ाइन का उपयोग करने में सक्षम था, लेकिन 58% KIEV के संकेतक के साथ।

टर्बाइनअतिपरवलयिक प्रकार

हाइपरबोलॉइड-प्रकार के पवन टर्बाइन शुखोव व्लादिमीर ग्रिगोरीविच जैसे इंजीनियर के विचारों पर आधारित थे।

इस प्रकार के टरबाइन की विशेषताओं में यह तथ्य शामिल है कि इसमें हवा के प्रवाह का एक बड़ा कार्य क्षेत्र है। यदि हम इस सूचक की अन्य श्रेणियों के उपकरणों के साथ तुलना करते हैं, तो हाइपरबोलाइड प्रकार 7-8% बेहतर परिणाम दिखाता है, यदि हम स्वेप्ट क्षेत्र से गिनें। यह संकेतक उन प्रकारों के लिए मान्य है जिनमें हवा के प्रवाह का कार्य क्षेत्र व्यर्थ है। अगर हम इस प्रकार की तुलना करते हैं, उदाहरण के लिए, डैरियस और सवोनियस टर्बाइन के साथ, तो अंतर 40-45% होगा।

इस श्रेणी की इकाइयों के विशेष गुणों में यह तथ्य भी शामिल है कि वे ऊपर की ओर हवा के प्रवाह के साथ काम करने में सक्षम हैं। यदि आप किसी झील, दलदल, पहाड़ी आदि के पास जनरेटर स्थापित करते हैं तो यह बहुत उत्पादक है।

ऐसे टर्बाइनों के फायदों में यह तथ्य शामिल है कि हवा की सक्रिय परत की संपर्क रेखा, जो हाइपरबोलॉइड को धोती है, रोटरी पवन जनरेटर की तरह घूमने वाले समान सिलेंडर की तुलना में 1.6 गुना लंबी होगी। स्वाभाविक रूप से, इसलिए निष्कर्ष है कि दक्षता उसी राशि से अधिक होगी।

खामियां

इन टर्बाइनों के कई फायदे और विशेषताओं के बावजूद, इनके कुछ नुकसान भी हैं।

नकारात्मक कारकों में यह तथ्य शामिल है कि जब जनरेटर ब्लेड हवा की धाराओं के खिलाफ घूमते हैं, तो इस प्रकार के जनरेटर को महत्वपूर्ण नुकसान होगा, जो बदले में, कार्य कुशलता में लगभग आधे की कमी लाएगा।इस सूचक में कमी बहुत ध्यान देने योग्य है यदि हम ऊर्ध्वाधर टर्बाइनों की तुलना क्षैतिज वाले से करते हैं, जिनमें इस तरह के नुकसान नहीं होते हैं।

एक और नुकसान यह है कि ऊर्ध्वाधर पवन टरबाइन बहुत लंबा होना चाहिए। यदि आप इसे जमीन के पास रखते हैं, जहां हवा की गति ऊंचाई की तुलना में बहुत कम है, तो रोटर को शुरू करने में समस्या हो सकती है, जिसे काम शुरू करने के लिए एक धक्का की आवश्यकता होती है। अपने आप से, यह बिल्कुल भी शुरू नहीं होता है। बेशक, आप ब्लेड को ऊंचा उठाने के लिए विशेष टावर स्थापित कर सकते हैं, लेकिन रोटर का निचला हिस्सा अभी भी बहुत कम होगा।

अन्य नुकसानों में यह तथ्य शामिल है कि सर्दियों में पवन टरबाइन के ब्लेड पर बर्फ के टुकड़े बनेंगे। यह भी ध्यान देने योग्य है कि ऑपरेशन के दौरान टर्बाइनों द्वारा उत्सर्जित बड़ी मात्रा में शोर। कुछ प्रतिष्ठान अपने संचालन के दौरान हानिकारक इन्फ्रासाउंड उत्पन्न करने में भी सक्षम हैं। यह कंपन पैदा करता है, जिससे कांच, खिड़कियां, बर्तन खड़खड़ाने लगते हैं।

मजेदार तथ्य: रिमवर्ल्ड की पवन टर्बाइनों का उपयोग शक्ति स्रोत के रूप में किया जाता था।