¿Cuáles son los requisitos para construir un parque eólico?
La cantidad total de energía hidráulica que se puede desarrollar y utilizar mediante la generación de energía eólica es 10 veces mayor. El viento ha sido utilizado durante mucho tiempo por la gente, principalmente a través de molinos de viento para bombear agua, moler harina, etc. Hoy en día, la gente está interesada en cómo utilizar la energía eólica para generar electricidad.
[Editar este párrafo] Introducción a la generación de energía eólica
La energía eólica es una nueva fuente de energía con un enorme potencial. Quizás la gente todavía recuerde que a principios del siglo XVIII, un violento vendaval arrasó Gran Bretaña y Francia, destruyendo 400 molinos de viento, 800 casas, 100 iglesias y más de 400 veleros. Miles de personas resultaron heridas y 250.000 árboles fueron arrancados de raíz. . En términos de arranque de árboles, ¡el viento generó 10 millones de caballos de fuerza (7,5 millones de kilovatios; un caballo de fuerza equivale a 0,75 kilovatios)! Se estima que los recursos eólicos disponibles para la generación de energía en la Tierra son de unos 654,38 billones de kilovatios, lo que supone casi 6.543.800 veces la generación hidroeléctrica mundial actual. En la actualidad, la energía que se obtiene de la quema de carbón en el mundo es sólo un tercio de la energía que proporciona la energía eólica en un año. Por ello, tanto en el país como en el extranjero conceden gran importancia al uso de la generación de energía eólica y al desarrollo de nuevas fuentes de energía.
Los intentos de utilizar la energía eólica para generar electricidad comenzaron ya a principios de este siglo. En la década de 1930, Dinamarca, Suecia, la Unión Soviética y Estados Unidos aplicaron la tecnología de rotores de la industria de la aviación y desarrollaron con éxito algunos pequeños dispositivos de energía eólica. Estas pequeñas turbinas eólicas se utilizan ampliamente en islas ventosas y aldeas remotas, y sus costos de electricidad son mucho más bajos que los de los pequeños motores de combustión interna. Pero la capacidad de generación de energía era baja en ese momento, en su mayoría por debajo de los 5 kilovatios.
En la actualidad se sabe que en el extranjero se han producido aerogeneradores de 15, 40, 45, 100 y 225 kW. 1978 65438 En octubre, Estados Unidos construyó una turbina eólica de 200 kilovatios en la ciudad de Clayton, Nuevo México. El diámetro de las palas es de 38 metros y la generación de energía es suficiente para 60 hogares. A principios del verano de 1978 se puso en funcionamiento una central eólica en la costa occidental de Jutlandia, Dinamarca. Generaba 2.000 kilovatios de electricidad y el molino tenía 57 metros de altura. El 75% de la electricidad generada se vierte a la red y el resto se suministra a una escuela cercana.
En la primera mitad de 1979, Estados Unidos construyó otro molino de viento generador de energía más grande del mundo en las montañas Blue Ridge de Carolina del Norte. El molino de viento tiene diez pisos de altura y sus aspas de acero tienen 60 metros de diámetro. Las palas están instaladas en el edificio de la torre, por lo que el molino de viento puede girar libremente y obtener energía desde cualquier dirección; cuando la velocidad del viento es superior a 38 kilómetros por hora, la capacidad de generación de energía también puede alcanzar los 2.000 kilovatios. Debido a que la velocidad media del viento en esta zona montañosa es de sólo 29 kilómetros por hora, es imposible que todos los molinos de viento se muevan. Se espera que incluso si solo funciona durante medio año, pueda satisfacer las necesidades de energía de siete condados 1 a 2 en Carolina del Norte.
¿Cómo utilizar la energía eólica para generar electricidad?
Convertimos la energía cinética del viento en energía mecánica y luego convertimos la energía mecánica en energía eléctrica. Esto es la generación de energía eólica. El equipo necesario para generar energía eólica se llama turbina eólica. Este tipo de turbina eólica se puede dividir en tres partes: rueda eólica (incluido el timón de cola), generador y torre de hierro. (Los parques eólicos de gran escala básicamente no tienen timones de cola y, por lo general, sólo los pequeños (incluidos los domésticos) tienen timones de cola).
La rueda de viento es un componente importante que convierte la energía cinética del viento en energía mecánica. Consta de dos (o más) impulsores en forma de hélice. Cuando el viento sopla hacia las palas, la fuerza aerodinámica generada en las palas hace que la rueda de viento gire. El material de la hoja requiere alta resistencia y peso ligero. En la actualidad, se fabrican mayoritariamente con fibra de vidrio u otros materiales compuestos (como la fibra de carbono). (Ahora existen algunas ruedas de viento verticales, palas giratorias en forma de S, etc. Sus funciones son las mismas que las de las palas de hélice tradicionales).
Debido a que la velocidad de la rueda de viento es relativamente baja y la la magnitud y la dirección de la fuerza del viento cambian a menudo. Esto hace que la velocidad sea inestable, por lo tanto, antes de accionar el generador, es necesario agregar una caja de cambios para aumentar la velocidad a la velocidad nominal del generador y agregar un mecanismo de regulación de velocidad para mantenerla; la velocidad es estable y luego conéctelo al generador. Para mantener la rueda de viento alineada con la dirección del viento y obtener la máxima potencia, es necesario instalar un timón de cola similar a una veleta detrás de la rueda de viento.
La torre de hierro es el armazón que soporta la rueda de viento, el timón y el generador.
Generalmente se construye más alto para obtener una fuerza del viento mayor y más uniforme y al mismo tiempo tener suficiente resistencia. La altura de la torre depende del impacto de los obstáculos del terreno sobre la velocidad del viento y el diámetro de la rueda de viento, y generalmente está en el rango de 6 a 20 metros.
La función del generador es transferir la velocidad de rotación constante obtenida por la rueda eólica al mecanismo de generación de energía aumentando la velocidad, convirtiendo así la energía mecánica en energía eléctrica.
¿Qué fuerza tiene el viento para generar electricidad?
En general, los vientos de categoría 3 son valiosos. Sin embargo, desde un punto de vista económicamente razonable, velocidades del viento superiores a 4 metros por segundo son adecuadas para la generación de energía. Según las mediciones, un aerogenerador de 55 kW tiene una potencia de salida de 55 kW cuando la velocidad del viento es de 9,5 m por segundo. Cuando la velocidad del viento es de 8 metros por segundo, la potencia es de 38 kilovatios; cuando la velocidad del viento es de 6 metros por segundo, la potencia es de sólo 16 kilovatios; cuando la velocidad del viento es de 5 metros por segundo, la potencia es de sólo 9,5 kilovatios. Se puede observar que cuanto mayor sea la fuerza del viento, mayores serán los beneficios económicos.
En China ya hay en funcionamiento muchas instalaciones de energía eólica pequeñas y medianas con éxito.
Mi país es rico en recursos eólicos. La velocidad promedio del viento en la mayoría de las áreas es de más de 3 metros por segundo, especialmente en la meseta noreste, noroeste, suroeste y las islas costeras, la velocidad promedio del viento es mayor. En algunos lugares hace viento durante más de un tercio del año. En estas zonas, el desarrollo de la generación de energía eólica es muy prometedor.
[Editar este párrafo] Principio de generación de energía eólica
El principio de generación de energía eólica es utilizar la energía eólica para hacer girar las aspas del molino de viento y luego aumentar la velocidad a través de un aumentador de velocidad para impulsar el generador para generar electricidad. Según la tecnología actual de los molinos de viento, la generación de energía puede comenzar a una velocidad de brisa (nivel de brisa) de unos tres metros por segundo. La energía eólica se está convirtiendo en una moda en el mundo. La energía eólica no tiene problemas de combustible, radiación ni contaminación del aire.
La generación de energía eólica es muy popular en países como Finlandia y Dinamarca; China también la promueve vigorosamente en su región occidental. El pequeño sistema de generación de energía eólica es muy eficiente, pero no se compone sólo de un cabezal generador, sino de un pequeño sistema con cierto contenido tecnológico: aerogenerador, cargador e inversor digital. Una turbina eólica consta de un morro, un rotor, una cola y palas. Cada parte es importante, y las funciones de cada parte son las siguientes: las palas se utilizan para recibir energía eólica y convertirla en energía eléctrica a través de la cola, lo que permite que las palas siempre miren en la dirección del viento entrante para obtener el máximo; energía eólica; el rotor permite que la nariz gire de manera flexible, para realizar la función de ajustar la dirección de la cola; el rotor de la nariz es un imán permanente y el devanado del estator corta las líneas de fuerza magnéticas para generar energía eléctrica.
Debido al volumen de aire inestable, la turbina eólica genera una corriente alterna de 13 ~ 25 V, que debe ser rectificada por el cargador y luego cargada en la batería, para que la energía eléctrica generada por la turbina eólica pueda ser convertida en energía química. Luego se utiliza una fuente de alimentación inversora con un circuito de protección para convertir la energía química de la batería en alimentación de red de 220 V CA para garantizar un uso estable.
Por lo general, la gente piensa que la potencia de la energía eólica está completamente determinada por la potencia de la turbina eólica y siempre quieren comprar turbinas eólicas más grandes. Esto es incorrecto. Actualmente, los aerogeneradores sólo cargan baterías, que almacenan energía eléctrica. La cantidad de electricidad que la gente acaba consumiendo está más estrechamente relacionada con el tamaño de la batería. La potencia está determinada principalmente por el volumen de aire, no sólo por la potencia del olfato. En el continente, las turbinas eólicas pequeñas serán más adecuadas que las grandes. Debido a que es más fácil dejarse llevar por pequeños vientos para generar electricidad, los pequeños vientos sostenidos suministrarán más energía que los fuertes vientos temporales. Cuando no hay viento, la gente todavía puede utilizar la electricidad que trae el viento normalmente. En otras palabras, una turbina eólica de 200W también puede obtener una potencia de 500W o incluso 1000W o más mediante la cooperación de una batería grande y un inversor. .
El uso de turbinas eólicas convierte continuamente la energía eólica en electricidad comercial estándar para usar en nuestros hogares, y el grado de ahorro es obvio. El consumo anual de electricidad de una familia sólo cuesta 20 yuanes por el líquido de la batería. Sin embargo, el rendimiento de las turbinas eólicas actuales ha mejorado mucho en comparación con hace apenas unos años. Anteriormente, sólo se utilizaba en unas pocas zonas remotas. La turbina eólica funciona directamente con una bombilla de 15 W, que parpadea y a menudo daña la bombilla. Hoy en día, debido al avance tecnológico y al uso de cargadores e inversores avanzados, la generación de energía eólica se ha convertido en un pequeño sistema con cierto contenido tecnológico, que puede sustituir a la energía comercial normal bajo ciertas condiciones.
Las zonas montañosas pueden utilizar este sistema para alumbrar las calles de forma gratuita durante todo el año; las carreteras pueden utilizarlo como señales de tráfico por la noche; los niños de las zonas montañosas pueden estudiar solos bajo lámparas fluorescentes; también se pueden utilizar turbinas eólicas en los tejados de las casas. Pequeños edificios de gran altura en las ciudades, no sólo económicos, sino también una verdadera fuente de energía verde. Las turbinas eólicas domésticas no sólo pueden evitar cortes de energía, sino también agregar interés a la vida. En las atracciones turísticas, las defensas fronterizas, las escuelas, las unidades militares e incluso en las zonas montañosas atrasadas, las turbinas eólicas se están convirtiendo en un lugar atractivo para la compra de personas. Los entusiastas de la radio pueden usar sus habilidades para servir a las personas en áreas montañosas en términos de generación de energía eólica, de modo que las personas puedan ver televisión y usar electricidad para iluminar simultáneamente con la ciudad, y también pueden enriquecerse a través del trabajo.
[Editar este párrafo] Recursos de energía eólica de China
1. Descripción general
Mi país es rico en recursos de energía eólica, con reservas explotables de energía eólica de aproximadamente 654,38. Entre ellas, las reservas de energía eólica terrestre son aproximadamente 253 millones de kW (calculadas en base a datos de 10 m de altura terrestre), y las reservas de energía eólica marina que se pueden explotar son aproximadamente 750 millones de kW, lo que representa 654,38 mil millones de kW. A finales de 2003, la capacidad instalada nacional era de aproximadamente 567 millones de kilovatios.
El viento es una de las fuentes de energía libres de contaminación. Y es inagotable. Para las islas costeras, las zonas pastorales de pastizales, las zonas montañosas y las zonas de meseta que carecen de agua y petróleo y tienen un transporte inconveniente, el uso de la energía eólica en función de las condiciones locales es muy adecuado y prometedor.
Introducción a los productos de propiedad intelectual independientes de China en la industria de la energía eólica:
En la década de 1990, el sistema de suministro de energía independiente de mi país utilizaba principalmente turbinas eólicas de eje horizontal y sistemas solares fotovoltaicos para proporcionar energía. , principalmente para estaciones base de comunicación, puestos fronterizos, tropas insulares y otras ocasiones especiales. Es principalmente el sistema de apoyo logístico del ejército.
Después de un período de aplicación, se descubrieron muchos problemas. Si el equipo sufre daños graves durante el tifón; el ruido es fuerte, afecta el descanso normal del personal y la interferencia en el equipo de comunicación hace que algunos equipos no puedan funcionar normalmente; La aparición de estos problemas afectó la normal comunicación de las tropas.
En 2001, para resolver estos problemas, se convocaron unidades relevantes para debatir y también se invitó a Shanghai Moss Electronic Equipment Co., Ltd., un fabricante de productos de comunicación militar. Después de la reunión, después de un cierto período de investigación e investigación, MUCE propuso asumir la importante tarea de la investigación científica. Los líderes militares y civiles acordaron y dieron instrucciones para encontrar soluciones técnicas y prototipos lo antes posible.
Con la cooperación de un grupo de expertos de Xijun Electric Power, la Universidad Xi'an Jiaotong, Shanghai Fudan, Shanghai Tongji y otras universidades, Shanghai Mosi Electronic Equipment Co., Ltd. desarrolló con éxito el primero del mundo. Se instaló con éxito una nueva turbina eólica de eje vertical (tipo H) y se obtuvieron datos básicos y experiencia práctica. (Esta también se convirtió en la fecha de nacimiento de la primera nueva turbina eólica de eje vertical del mundo). Durante el año siguiente, MUCE realizó varias mejoras y pruebas en el producto. A finales de 2002, el producto pasó varias pruebas y cumplió con diversos requisitos de diseño.
Desde finales de 2002, MUCE ha instalado más de 60 conjuntos de turbinas eólicas de eje vertical y sistemas híbridos eólico-solar en el ejército, ¡haciendo contribuciones inmortales a la estabilidad de la defensa nacional!
El sistema de suministro de energía de alumbrado público híbrido eólico-solar producido por Shenzhen Chengyuan Company es un nuevo sistema de alumbrado vial que utiliza de manera integral la energía solar y eólica. Debido a limitaciones geográficas y de tiempo, es difícil que un solo sistema de calefacción solar o eólica utilice recursos de energía solar y eólica las 24 horas del día. Sin embargo, la energía solar y la eólica son altamente complementarias en el tiempo y la geografía. Cuando la luz es fuerte durante el día, el viento es débil; cuando la luz es débil durante la noche, la energía del viento aumenta debido a los grandes cambios en la temperatura de la superficie. La complementariedad temporal de la energía solar y la energía eólica es la mejor combinación para la utilización de recursos del sistema de suministro de energía de alumbrado público híbrido eólico-solar. Este sistema ahorra energía, es respetuoso con el medio ambiente, es renovable, inagotable y se convertirá en la alternativa principal a otros sistemas de iluminación vial en el futuro. Cuando el sistema está funcionando, el colector solar recolecta la energía de la radiación solar para generar electricidad (durante el día) y la transmite al sistema de control de energía a través de líneas dedicadas para almacenamiento y distribución. Las turbinas eólicas utilizan la energía eólica durante todo el día, la convierten en energía eléctrica y luego la rectifican a través de un controlador para cargar el banco de baterías.
Un nuevo modelo de conversión de energía eólica: efecto de dos ruedas de escorrentía
Efecto de dos ruedas de escorrentía o efecto de dos ruedas es un nuevo tipo de método de conversión de energía eólica.
En primer lugar, se trata de una estructura de dos ruedas. En comparación con los ventiladores de flujo axial horizontal, es radial. Al igual que los ventiladores de eje vertical existentes, las aspas están dispuestas a lo largo del eje longitudinal y giran directamente gracias al empuje del viento. Dado que las palas en ambos lados de la rueda de viento de eje vertical de una sola rueda reciben viento al mismo tiempo, los pares son opuestos y se cancelan entre sí, por lo que el par de salida es muy pequeño. Diseñado como una estructura de dos ruedas, instaladas juntas, la operación sincrónica cambia la dependencia original de la salida de par del eje vertical de la forma hidrodinámica de la pala al uso de la fuerza de vórtice generada por la rotación entre las dos ruedas. las ruedas se ayudan y empujan entre sí; el flujo de aire inverso que sopla entre las ruedas puede protegerse entre sí y luego distribuirse hacia el exterior de las dos ruedas por turno, de modo que el exterior de las dos ruedas pueda superponerse el flujo de aire, de modo que el lineal. La velocidad de los bordes exteriores de las dos ruedas puede ser mayor que la velocidad del viento. La asistencia mutua de esta estructura de dos ruedas utiliza activamente las características de la energía eólica para producir un "efecto de dos ruedas".
En comparación con algunos ventiladores de estructura de una sola rueda, diseños como el método de blindaje externo y el momento de cabeceo móvil para reducir pasivamente la resistencia al restablecimiento de la rotación del impulsor reflejan las características de la utilización activa de la energía eólica. Por lo tanto, la presente invención no sólo tiene funciones prácticas y promueve la investigación y el desarrollo de la utilización de la energía eólica, sino que también tiene una nueva importancia en la mecánica de fluidos. Abre un nuevo espacio para el desarrollo de la energía eólica y es un invento fundamental. Este tipo de ventilador de doble rueda tiene las notables características de diseño simple, fácil fabricación y procesamiento, baja velocidad de rotación, bajo centro de gravedad, buena seguridad, bajo costo operativo, fácil mantenimiento y sin contaminación acústica. , puede promoverse ampliamente para satisfacer las necesidades de conservación de energía y reducción de emisiones en nuestro país, y tiene enormes perspectivas de mercado.
[Editar este párrafo] Visión general del mercado de la energía eólica
Como energía limpia y renovable, la energía eólica ha atraído cada vez más atención por parte de países de todo el mundo. Tiene mucha energía eólica. La energía eólica mundial es de aproximadamente 2,74 × 109 MW, de los cuales 2 × 107 MW son energía eólica disponible, que es 10 veces mayor que la cantidad total de energía hidráulica que se puede desarrollar y utilizar en la Tierra. Las reservas de energía eólica de China son muy grandes y están ampliamente distribuidas. Sólo en tierra, las reservas de energía eólica ascienden a unos 253 millones de kilovatios.
Con el desarrollo de la economía global, el mercado de la energía eólica también se está desarrollando rápidamente. La capacidad mundial instalada de energía eólica se ha duplicado desde 2004 y se ha expandido un 27% entre 2006 y 2007. En 2007 había 90.000 MW y en 2065 esta cifra será de 43.800 MW, hasta 65.438,6 millones de megavatios. Se prevé que en los próximos 20 a 25 años, el mercado mundial de la energía eólica crecerá a un ritmo del 25% anual. Con el avance de la tecnología y la protección del medio ambiente, la generación de energía eólica puede competir comercialmente con la generación de energía a carbón.
Durante el período del "Décimo Plan Quinquenal", la energía eólica conectada a la red de mi país se desarrolló rápidamente. En 2006, la capacidad acumulada de energía eólica instalada en China alcanzó los 2,6 millones de kilovatios, convirtiéndose en la segunda mayor de Europa.