Une éolienne peut-elle produire de l’électricité à une vitesse aussi lente ?

Est-ce qu'un éolienne Comment produire de l'électricité à une vitesse aussi lente ? L'énergie éolienne est une source d'énergie renouvelable et propre. Avec l’augmentation continue de la demande humaine en énergie, les humains augmentent progressivement leur utilisation de l’énergie éolienne. Les éoliennes apparaissent souvent sur de vastes prairies, sur les pentes des montagnes et même à la surface de la mer, mais nous pouvons voir que les éoliennes rotatives peuvent avoir de tels problèmes. Pourquoi les pales des éoliennes tournent-elles si lentement ? Cela peut-il produire de l'électricité ?

Ajuster la vitesse de l’éolienne à ce que nous voyons est en fait une combinaison de nombreux facteurs.

Les pales d’éoliennes ont une masse importante et nécessitent beaucoup d’efforts pour tourner.

Beaucoup de gens pensent qu’une éolienne est comme un petit moulin à vent, pas très grand, surtout quand on voit une grande éolienne de loin. Nous avons ce sentiment, mais en fait, les éoliennes peuvent être qualifiées de mastodontes. Les pales d’une éolienne mesurent jusqu’à 60 mètres de long. On sait que l'envergure d'un avion de ligne de taille moyenne est d'environ 30 mètres, et que celle d'un grand avion de ligne ordinaire peut difficilement atteindre 60 mètres. Bien que ces grandes lames utilisent des matériaux à haute résistance et à faible densité, leur masse n'est pas trop petite, pesant généralement plus de dix tonnes. Trois lames de cette qualité sont naturellement difficiles à faire tourner.

Certains pourraient le penser. Puisqu'un ventilateur aussi grand est difficile à faire tourner, pourquoi ne pas le réduire ? Cela est lié à la zone exposée au vent du générateur. Lorsque les pales sont trop petites, la zone au vent est naturellement trop petite, et le vent sur les pales devient de moins en moins important, l'électricité générée par un seul générateur devient de moins en moins importante. Si le nombre de générateurs augmente, peut-il être compensé ? En fait, cette augmentation quantitative augmente également les coûts de construction. D’une manière générale, si la même source d’énergie est utilisée, le coût d’un petit générateur à lames sera plus élevé. Cependant, le ventilateur ne peut pas être trop grand. D'une part, elle est limitée par les matériaux, et d'autre part, l'installation sera plus difficile. Après une réflexion approfondie, nous avons maintenant utilisé des ventilateurs de différentes tailles.

Une vitesse de rotation plus élevée ne signifie pas nécessairement une production d’énergie plus importante.

Lorsque les pales d'une éolienne tournent, elles entraînent un énorme engrenage interne qui tourne ensemble, et lorsque le grand engrenage entraîne le petit engrenage, la vitesse de rotation change également de manière significative. Cette structure s'exprime de la manière la plus familière, équivalente à une boîte de vitesses. Nous voyons que les pales tournent lentement, mais le ventilateur entraîne en fait le générateur à tourner à grande vitesse grâce à une boîte de vitesses.

Bien entendu, la production d’énergie des éoliennes n’est pas seulement liée à la vitesse, mais aussi au couple. Puissance = couple vitesse K, qui est une constante. Lorsque la vitesse est faible, l’augmentation du couple peut également augmenter la puissance de sortie. Par conséquent, afin de prolonger la durabilité des éoliennes, les pales ne sont généralement pas tournées trop vite, car les pales des éoliennes sont énormes et la force centrifuge de rotation à grande vitesse est également importante. Un mouvement centrifuge à haute intensité à long terme peut également endommager la durée de vie des lames et des dommages graves peuvent survenir directement. Par conséquent, lorsque l'éolienne rencontre des vents forts, elle active le mode de protection et arrête de produire de l'électricité pour protéger le ventilateur.

Une vitesse excessive peut également affecter l’efficacité de la production d’énergie.

En fait, lorsque les pales du ventilateur tournent, elles entravent également le mouvement du vent. Plus la vitesse est élevée, plus les obstacles sont forts. Lorsqu’une certaine valeur est atteinte, le taux d’utilisation de l’énergie éolienne commence également à diminuer. Pour faciliter la compréhension de tous, nous pouvons imaginer deux exemples extrêmes. Si la vitesse du ventilateur approche l'infini, la rotation des pales équivaut à former directement une plaque d'étanchéité, bloquant le flux d'air. À ce stade, le vent doit faire un détour, il n’est donc naturellement pas possible de bien exploiter cette énergie éolienne. À ce stade, le taux d’utilisation de l’énergie éolienne est équivalent à zéro. Un autre scénario est celui où la vitesse du ventilateur est directement nulle. À ce jour, l’énergie éolienne n’a pas été utilisée du tout. La vitesse avec le taux d’utilisation de l’énergie éolienne le plus élevé se situe dans la plage de vitesse nulle et de vitesse infinie. Cette vitesse est liée à de nombreux facteurs. Nous avons beaucoup discuté ici. Par conséquent, la vitesse du ventilateur que nous observons n’est pas significativement différente de la vitesse optimale théorique. En s'adaptant à la vitesse optimale, le taux d'utilisation de l'énergie éolienne est également le plus élevé à ce moment-là.

résumer

Par conséquent, les éoliennes semblent lentes, alors que le corps humain produit efficacement de l’électricité. Générateurs de ventilateurs apparemment simples, en fait, divers facteurs ont été pris en compte au début de la conception pour affecter l'efficacité de la production d'énergie du ventilateur. Derrière ce phénomène simple se cachent des vérités scientifiques complexes et rigoureuses.