機器シリーズ–風力タービン
次回の機器シリーズでは、風力タービンに焦点を当てます。風力タービンは、空気の自然な動きを利用してタービンを回転させ、エネルギーを生成します。それらは、幅広い垂直軸および水平軸タービンで製造されています。最小の風力タービンは、バッテリーの充電に使用したり、ボートやキャラバンの補助電源として使用したりできます。より大きなタービンは国内の電力網の一部として使用でき、最大のタービンは風力発電所の一部として使用されるか、電力網は完全に風力によって供給されます。
風力タービンの仕組み
風力タービンは、風力エネルギーを低速回転エネルギーに変換するローターに接続された2つまたは3つのプロペラを使用するという単純な原理で動作します。ローターは、発電機を回転させることによって電気を生成するメインシャフトに接続されています。発電機は、一般に、制御電子機器、ギアボックス、可変速ドライブまたは無段変速機、および低速入力回転を高速回転に変換するためのコンポーネントを含む。風力タービンも、風速設計によってクラスIからIVに分類されます。
風力タービンの利点
風は無料ですが、タービンには他の費用がかかります。風力からローターへの効率は、風力発電の最終価格に影響を与える多くの要因の1つにすぎません。ギアボックス、発電機、およびコンバーターの損傷を修理すると、発電コストが増加する可能性があります。ブレードにほこりや虫がたまると、タービンの全体的な効率が低下する可能性があります。ほとんどのシナリオで、水平風力タービンは垂直風力タービンよりも性能が優れている傾向があるため、タービンのタイプも重要です。
風力タービンの種類
最新の風力タービンは、水平と垂直の2つのカテゴリに分類されます。
- 水平風力タービン –ブレードが地面に対して垂直に向いているファンのように見えます。彼らはしばしば2つまたは3つのブレードを持っており、ブレードは風に面しています。より大きな3枚羽根の水平軸風力タービンは、今日の世界の風力発電の大部分を生み出しています。一部の水平タービンはダイレクトドライブと呼ばれます。これは、ローターを発電機に直接接続し、ギアボックスを使用しないことを意味します。彼らは珍しい材料を必要とするので、彼らはより多くの費用がかかる可能性があります。水平タービンに関連する問題には、累積疲労トルク負荷によるギアボックスの故障、関連する信頼性の問題、およびその他のメンテナンスコストが含まれます。
- 垂直風力タービン –これらのタービンには、メインローターシャフトが垂直に取り付けられています。利点は、水平タービンとは異なり、エネルギーを生成するためにタービンを風に向ける必要がないことです。また、本質的に操縦性が低いため、建物の一部として設置する場合にも有利です。発電機とギアボックスは、垂直風力タービンの地面の近くに配置できるため、アクセスしやすくなります。残念ながら、これらのタービンは時間の経過とともに生成されるエネルギーが少なくなります。
風力タービンのメンテナンス
風力タービンは、他のタービンと同様に、信頼性と可用性を維持するために定期的なメンテナンスが必要です。適切なメンテナンスを行うことで、風力タービンは最良のシナリオで最大98％の時間エネルギーを生成できます。一部のモデルに見られるオンボードクレーンによって、より小さなコンポーネントが吊り上げられる場合があります。ブレード、発電機、ギアボックスなどの重いコンポーネントには、メンテナンス手順のために外部クレーンが必要です。その他の風力タービンのメンテナンスには、以下が含まれますが、これらに限定されません。
- ブレードの表面および構造の修理。
- ブレードのエアロエンハンスメント。
- ブレード交換。
- 再製造管理。
- ギアボックスと発電機の検査とテスト。
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