Tuabin gió có thể tạo ra điện ở tốc độ chậm như vậy không?

Có thể một tua bin gió Tạo ra điện với tốc độ chậm như vậy? Năng lượng gió là nguồn năng lượng tái tạo và sạch. Với nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của con người, con người đang dần tăng cường sử dụng năng lượng gió. Tuabin gió thường xuất hiện trên các đồng cỏ rộng lớn, sườn núi và thậm chí cả mặt biển, nhưng chúng ta có thể thấy rằng tua bin quay có thể gặp phải những vấn đề như vậy. Tại sao cánh quạt của tua-bin gió lại quay chậm như vậy? Liệu nó có thể tạo ra điện không?

Việc điều chỉnh tốc độ của tua-bin gió theo những gì chúng ta thấy thực chất là sự kết hợp của nhiều yếu tố.

Cánh tua-bin gió có khối lượng lớn và cần nhiều lực để quay.

Nhiều người nghĩ rằng tuabin gió giống như một cối xay gió nhỏ, không lớn lắm, đặc biệt là khi chúng ta nhìn thấy một tuabin gió lớn từ xa. Chúng ta có cảm giác này, nhưng thực tế, tua-bin gió có thể được gọi là những con quái vật khổng lồ. Cánh quạt của tua-bin gió có thể dài tới 60 mét. Được biết, sải cánh của một máy bay chở khách cỡ trung bình là khoảng 30 mét, còn sải cánh của một máy bay chở khách cỡ lớn thông thường khó có thể đạt tới 60 mét. Mặc dù những lưỡi dao lớn như vậy sử dụng vật liệu có độ bền cao và mật độ thấp, nhưng khối lượng của chúng không quá nhỏ, thường nặng hơn mười tấn. Ba lưỡi dao chất lượng cao như vậy đương nhiên rất khó xoay.

Một số người có thể nghĩ như vậy. Vì quạt lớn như vậy rất khó quay, tại sao không làm nó nhỏ hơn? Điều này liên quan đến diện tích đón gió của máy phát điện. Khi cánh quạt quá nhỏ, diện tích đón gió tự nhiên cũng quá nhỏ, gió tác động lên cánh quạt ngày càng yếu đi, điện năng do một máy phát điện tạo ra ngày càng ít đi. Nếu số lượng máy phát điện tăng lên, liệu có thể bù đắp được không? Thực tế, việc tăng số lượng cũng làm tăng chi phí xây dựng. Nhìn chung, nếu sử dụng cùng một nguồn điện, chi phí cho máy phát điện cánh quạt nhỏ sẽ cao hơn. Tuy nhiên, quạt không được quá lớn. Một mặt, nó bị giới hạn bởi vật liệu, mặt khác, việc lắp đặt sẽ khó khăn hơn. Sau khi cân nhắc toàn diện, chúng tôi đã sử dụng quạt có nhiều kích cỡ khác nhau.

Tốc độ quay cao hơn không nhất thiết có nghĩa là tạo ra nhiều điện năng hơn.

Khi các cánh của tua-bin gió quay, nó sẽ truyền động cho một bánh răng bên trong lớn quay cùng nhau, và khi bánh răng lớn truyền động cho bánh răng nhỏ, tốc độ quay cũng thay đổi đáng kể. Cấu trúc này được thể hiện theo cách quen thuộc nhất, tương đương với hộp số. Chúng ta thấy rằng các cánh quạt quay chậm, nhưng thực tế quạt truyền động cho máy phát điện quay với tốc độ cao thông qua hộp số.

Tất nhiên, việc tạo ra điện từ tua-bin gió không chỉ liên quan đến tốc độ mà còn liên quan đến mô-men xoắn. Công suất = tốc độ mô-men xoắn K, là một hằng số. Khi tốc độ thấp, việc tăng mô-men xoắn cũng có thể làm tăng công suất đầu ra. Do đó, để kéo dài độ bền của tua-bin gió, cánh quạt thường không quay quá nhanh, vì cánh quạt của tua-bin gió rất lớn và lực ly tâm khi quay ở tốc độ cao cũng lớn. Chuyển động ly tâm cường độ cao trong thời gian dài cũng có thể làm giảm tuổi thọ của lưỡi dao và có thể gây ra hư hỏng nghiêm trọng trực tiếp. Do đó, khi tuabin gió gặp gió mạnh, nó sẽ bật chế độ bảo vệ và ngừng phát điện để bảo vệ quạt.

Tốc độ quá cao cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu quả phát điện.

Trên thực tế, khi cánh quạt quay, chúng cũng cản trở chuyển động của gió. Tốc độ càng nhanh, chướng ngại vật càng mạnh. Khi đạt đến một giá trị nhất định, tỷ lệ sử dụng năng lượng gió cũng sẽ bắt đầu giảm. Để mọi người dễ hiểu hơn, chúng ta có thể hình dung hai ví dụ cực đoan. Nếu tốc độ quạt tiến tới vô cực, chuyển động quay của cánh quạt tương đương với việc tạo thành một tấm đệm trực tiếp, chặn luồng không khí. Đến thời điểm này, gió phải đổi hướng nên tất nhiên không thể tận dụng tốt nguồn năng lượng gió này. Đến thời điểm này, tỷ lệ sử dụng năng lượng gió tương đương với 0. Một tình huống khác là khi tốc độ quạt bằng không. Đến thời điểm này, năng lượng gió vẫn chưa được sử dụng. Tốc độ sử dụng năng lượng gió cao nhất nằm trong khoảng từ tốc độ bằng không đến tốc độ vô hạn. Tốc độ này liên quan đến nhiều yếu tố. Chúng ta chỉ thảo luận rất nhiều ở đây. Do đó, tốc độ quạt mà chúng ta thấy không khác biệt đáng kể so với tốc độ tối ưu lý thuyết. Bằng cách điều chỉnh tốc độ tối ưu, tỷ lệ sử dụng năng lượng gió cũng cao nhất vào thời điểm này.

tóm tắt

Do đó, các tua-bin gió có vẻ chậm, trong khi thực tế thân máy lại tạo ra điện hiệu quả. Máy phát điện quạt có vẻ đơn giản, nhưng thực tế, nhiều yếu tố khác nhau đã được xem xét ngay từ đầu khi thiết kế để ảnh hưởng đến hiệu quả phát điện của quạt. Đằng sau hiện tượng đơn giản này là những sự thật khoa học phức tạp và nghiêm ngặt.