Transformimi i energjisë së erës është një mënyrë për të marrë energji elektrike të lirë. Ka shumë modele të turbinave me erë. Disa prej tyre janë të dizajnuara për efikasitet maksimal, të tjerët janë jo modest në përdorim. Grupi i dytë përfshin rotorin Savonius, i krijuar rreth 100 vjet më parë, ai ende përdoret me sukses për të zgjidhur probleme të ndryshme teknike.
Historia e Krijimit
Sigurd Johannes Savonius (1884 - 1931) - shpikës nga Finlanda, fitoi famë për punën e tij në fizikë në lidhje me studimin e energjisë së erës. Gjatë jetës së tij, ai mori disa patenta që përdoren jo vetëm për krijimin e turbinave me erë, por edhe në ndërtimin e anijeve, si dhe në sistemet e ventilimit të makinave moderne hekurudhore dhe autobusëve.
Një tjetër shpikës nga Gjermania - Anton Flettner (1888 - 1861) në fillim të shekullit të kaluar doli me një alternativë për vela klasike, duke krijuar të ashtuquajturin rotor Flettner. Thelbi i shpikjesu reduktua në sa vijon: një cilindër rrotullues, i fryrë nga era, mori një forcë të drejtuar në drejtim horizontal, që tejkalonte 50 herë forcën e rrjedhës së ajrit. Falë këtij zbulimi, u ndërtuan disa anije që përdorin fuqinë e erës për të lëvizur. Ndryshe nga varkat me vela konvencionale, këto anije nuk ishin plotësisht të pavarura nga energjia. Duheshin motorë për të rrotulluar rotorin.
Duke reflektuar mbi vela të Flettner-it, Savonius arriti në përfundimin se energjia e erës mund të përdoret gjithashtu për ta rrotulluar atë. Në vitin 1926, ai zhvilloi dhe patentoi dizajnin e një cilindri të hapur me tehe të drejtuara kundërt brenda.
Pak fizik
Së pari, pak teori. Të gjithë vunë re se kur ngasni një biçikletë, ajri krijon një rezistencë të konsiderueshme ndaj lëvizjes. Dhe sa më e lartë të jetë shpejtësia, aq më e lartë është kjo vlerë. Faktori i dytë që ndikon në rezistencën është zona e prerjes tërthore të trupit të prekur nga rrjedha e ajrit. Por ekziston një sasi e tretë, e cila lidhet me gjeometrinë e trupit. Kjo është pikërisht ajo që projektuesit e trupit të makinave po përpiqen të reduktojnë kur bëhet fjalë për aerodinamikën.
Për shembull, mund të themi se tre pllaka me të njëjtën zonë të prerjes tërthore, por që kanë forma të ndryshme: konkave, të drejta dhe konvekse, do të kenë një koeficient tërheqjeje shumë të ndryshme. Për një formë konveks, do të jetë 0,34, për një të drejtë - 1,1, për një konkave - 1,33. Ishte forma konkave që u mor për tehet e rotorit Savonius. Njihet si hosti më efektivenergjia e erës.
Parimi i funksionimit të rotorit Savonius
Ndryshe nga vela e Flettner-it, Savonius propozoi të ndahej cilindri në dy gjysma dhe t'i lëvizte ato në lidhje me njëri-tjetrin për të marrë tehet dhe hapësirën midis tyre. Thelbi i idesë së Savonius ishte se fluksi i ajrit që godiste një teh jo vetëm që shkoi anash pas kësaj, por, duke kaluar përmes hendekut boshtor, u ridrejtua në tehun e dytë, gjë që rriti ndjeshëm efektin e erës.
Ky parim funksionimi lejon që rotori Savonius të punojë edhe në erë të lehtë.
Ka disa opsione profili:
- Thetat janë të fiksuara në bosht në mënyrë të tillë që të mos ketë hendek ajri midis tyre. Ky është versioni më i thjeshtë i shumë përshkrimeve të rotorit Savonius.
- Baza e njërës teh futet në bazën e tjetrës. Një hendek i rëndësishëm mbetet përgjatë vijës së aksit. Ky opsion lejon që era nga njëra gjysmë e rotorit të lëvizë në tjetrën. Profil më efikas.
- Njëlloj si opsioni i dytë, vetëm sipërfaqja e tehuve rritet duke shtuar një pllakë të drejtë nga brenda.
Fusha e aplikimit
Në vitet '60 të shekullit të kaluar, rotorët Savonius u përdorën në sistemet e ventilimit hekurudhor. Ato u vendosën në çatitë e vagonëve. Gjatë lëvizjes, rotori filloi të rrotullohej dhe të pomponte ajrin nga rruga në dhomë. Sisteme të ngjashme u instaluan edhe në autobusë.
Sot, aplikimi kryesor i rotorit është nëturbinat e erës me bosht vertikal. Ka një sërë modelesh të ngjashme që kombinojnë dy faktorë:
- boshti vertikal i rrotullimit;
- pamendim ndaj drejtimit të rrjedhës së erës.
Përveç turbinave me erë vertikale, ka pajisje me bosht horizontal. Ato dallohen nga një kthim i madh me të njëjtën forcë të erës. Strukturisht, ato i ngjajnë fletëve të helikave të avionëve, të vendosura në një bosht horizontal dhe që kanë një bisht udhëzues për shtrirjen me erën.
Përparësitë e Turbinës së Erës Savonius
Pavarësisht faktit se rotorët boshtor vertikal të turbinave me erë humbasin efikasitetin ndaj rotorëve boshtor horizontal, ata ende kanë një sërë avantazhesh të pamohueshme:
- Puno në çdo zonë klimatike. Për shkak të zonës së tyre të vogël tërthore, ata nuk kanë frikë nga erërat e stuhisë.
- Mos kërko pajisje shtesë për nisjen e tyre. Për shkak të formës konkave të tehut, lëshimi ndodh me vlera minimale të erës - 0,3 m / s. Gjeneratori arrin vlerat optimale me një shpejtësi të rrjedhës së ajrit prej 5 m/s.
- Për shkak të nivelit të ulët të zhurmës deri në 20 dB, mulliri me erë mund të instalohet në afërsi të banesës, gjë që është e rëndësishme për prodhimin e energjisë elektrike me fuqi të ulët dhe humbjen e rrymës në tela.
- Mos kërkoni një drejtim specifik të erës. Ata fillojnë të punojnë nga rrjedha e ajrit që shkon në çdo kënd.
- Dizajni i thjeshtë redukton kostot e mirëmbajtjes.
- Jo i rrezikshëm për zogjtë që e perceptojnë strukturën si një e tërë dhe nuk përpiqen të fluturojnë nëpër tehe.
Disavantazhet e turbinave vertikale të erës përfshijnë efikasitetin relativisht të ulët, kostot më të larta për materialet e ndërtimit, madhësitë e mëdha të nevojshme për të arritur fuqinë e kërkuar.
Si të bëni një turbinë me erë me duart tuaja
Të bësh një pajisje që do të siguronte plotësisht energji elektrike një shtëpi fshati duket e pamundur. Megjithatë, bërja e një mulliri të vogël me erë për të prodhuar energji elektrike falas që siguron funksionimin e pajisjeve me fuqi të ulët (pompë vaditëse, ndriçim rrugor para shtëpisë, hapje portash automatike) është në fuqinë e çdo mjeshtri. Për këtë ju duhet:
- 3 fletë alumini me gjatësi anësore 33cm, rreth 1mm të trasha;
- tub kullimi 15 cm në diametër dhe 60 cm i gjatë;
- tub uji 4 cm;
- gjenerator elektrik (makina mund të përdoret);
- pajisje (kënde çeliku, vida vetëpërgjimi, dado, bulona).
Udhëzime gatimi
Për të bërë një rotor të thjeshtë Savonius ju duhet:
- Preni 3 disqe me diametër 33 cm nga fletët e aluminit.
- Prisni një tub uji me diametër 15 cm përgjatë boshtit për të bërë 2 boshllëqe për tehet. Pastaj prisni secilën pjesë në mes. Kështu, ju do të merrni 4 tehe identike, 30 cm të gjata.
- Sponi një vrimë në qendër të disqeve përmes së cilës mund të futni një tub uji 4 cm.
- Lidhni të tre disqet me një tub dhe midis tyrefutni tehe. Dy midis dy disqeve. Tehet duhet të orientohen në mënyrë që këndi midis boshteve të tyre të jetë 90 gradë. Kjo do të lejojë që edhe një erë e lehtë të rrotullojë gjeneratorin.
- Përdor qoshet dhe vida vetëpërgjimi për të rregulluar tehet në buzët e aluminit.
- Shtypni boshtin e gjeneratorit në pjesën e poshtme të tubit, që është boshti.
Gjeneratori i erës është gati. Mbetet vetëm për të zgjedhur një vend instalimi që është mjaftueshëm i hapur ndaj rrymave të ajrit. Nëse nuk ka erë të mjaftueshme, atëherë mund të bëni një direk të lartë, në krye të të cilit vendosni gjeneratorin.
Turbina me erë vertikale të parafabrikuara
Me zhvillimin e energjisë alternative, ka një kërkesë në rritje për produkte autonome të furnizimit me energji elektrike. Aktualisht, në treg ka turbina me erë të prodhimit rus, çmimi i të cilave fillon nga 60 mijë rubla.
Këto njësi mund të përdoren në sektorin privat, duke plotësuar nevojat për energji elektrike nga 250 W deri në 250 kW.
