Mavzu: shamol energiyasi asoslari. Shamol generatori

Shamol tezligini aniqlash boyicha Boford shkalasi

Bofort shkalasi (ball)	Ballga mos shamolni holati	Shamolning tezligi		Yerdagi predmetlarga Shamolning ta’siri
		m/s	km/soat
0	Shamolsiz	0,0-0,5	0,0-1,8	Tutun vertikal ko‘tariladi. Daraxt barglari qimirlamaydi
1	Sokin shamol	0,6-1,7	2,2-6,4	Tutun vertikal ko‘tarilmaydi. Daraxt barglari qimirlamaydi
2	Yengil shamol	1,8-3,3	6,5-11,9	Tutun shamol esayotgan tarafga qarab egiladi.Daraxt barglari shitirlaydi
3	Kuchsiz shamol	3,4-5,2	12,2-18,7	Daraxt barglari va bayroqlar tinimsiz tebranib turadi.
4	O‘rtacha shamol	5,3-7,4	19-26,6	Daraxt shoxlari tebranadi. Yerdan chang va qog‘oz bo‘laklari ko‘tariladi.
5	salqin shamol	7,5-9,8	27-35,2	Katta bayroqlar tortqilanadi. Daraxt- lar tebranadi. Quloq g‘uvillaydi. Qo‘l shamol tezligini sezadi.
6	Kuchli shamol	9,9-12,4	35,6-44,6	Daraxt shoxlari kuchli tebranadi. Uylar va qimirlamaydigan narsalar yonida gu- villash tovushlari eshitiladi. Telefon simlari tovush chiqarib g‘uvullaydi.
7	Qattiq shamol	12,5-15,2	45-54,7	Uncha katta bo‘lmagan daraxtlar tanasi tebranadi. Shamolga qarshi yurish qiyinlashadi.
8	Juda kuchli shamol	15,3-18,2	55-65,5	Katta daraxtlar tebranadi. novdalari. Daraxt novdalari va sshoxlari sinadi. Shamolga qarshi yurish juda qiyinlasha- di, egilib yurishga to‘g‘ri keladi.
9	Dovul	18,3-21,5	65,9-77,3	Katta daraxtlar qayriladi, katta shox lari sinadi. Narsalar joyidan siljiy boshlaydi.Uylar tomi shikastlanadi.
10	Kuchli dovul	21,6-25,1	77,7-90,6	Daraxtlar sina boshlaydi va tomiri bilan yulib olinadi.Tomlar yulib olib ko‘chiriladi, vayronagarchilik yuz beradi.
11	Shiddatli dovul	25,2-29	90,7-105	Binolar kuchli vayron bo‘ladi
12	Bo‘ron	<29	< 105	Daraxtlar sina boshlaydi va tomiri bilan yulib olinadi.Tomlar yulib olib ko‘chiriladi, vayronagarchilik yuz beradi. Binolar kuchli vayron bo‘ladi.

Anemometrlarning yana bir turi parrakli anemometrlardir. Ma’lumki shamolning yo‘nalishi o‘zgarishi bilan parraklarning o‘qi ham shu yo‘nalishga burilishi lozim. Bu vazifani parrakli anemometrlarda flyugerlar amalga oshiradi. Yo‘nalishi o‘zgarmaydigan (masalan shaxtalarda, binolarda va boshqalarda) shamollarning tezligini o‘lchashda, o‘qi bir yo‘nalishga nisbatan qimirlamaydigan qilib mahkamlangan parrakli anemometrlar qo‘llaniladi.
Issiqlik anemometrlari bilan,issiklik yordamida simning shamol tezligi natijasida ovushini o‘lchash natijasida shamolning tezligi aniqlanadi
Kichik o‘lchamli, ko‘p funksiyali sonli anemometrdan, yuqori aniqlikda shamolning tezligini, havoning haroratini, dengiz sathiga nisbatan balandlikni, joydagi atmosfera bosimini, namlikni hamda sovush ko‘rsatgichini aniqlashda foydalaniladi. Undagi barometr hozirgi atmosfera bosimini emas, balki o‘tgan 3, 6, 12 va 24 soat oralig‘ida bosimni o‘zgarishini ham ko‘rsatadi. Shamolning tezligini har sekundda o‘lchab aniqlash mumkin.
Shamol generatorlari - shamolning kinetik energiyasini elektr energiyaga aylantirib beruvchi qurilma. Shamol generatorlarini ikki xil turi mavjud: sanoat va uy uchun. Sanoat uchun shamol generatorlari davlat yoki katta energetik korporatsiyalar tomonidan quriladi.
Odatda shamol energiyasi shamolga perpendikulyar joylashgan ma’lum maydon ta’siri orqali aniqlanadi, shamol oqimining quvvati

N_sh.oqimi = 0,0049·ρ∙v∙F (1)

Bu yerda ρ- havoning zichligi, kg/m³ ; v-havo oqimining tezligi, m/s; F– maydon yuzasi, m² ;
Shamol energetik qurilmasi uzatayotgan energiya miqdori, havo oqimi hosil qiladigan energiya miqdoridan tubdan farq qiladi. Chunki havo oqimi energiyasining bir qismi shamol g‘ildiragi parraklarida, reduktor va generatorlarda isrof bo‘ladi. Isrof bo‘lgan energiya miqdori, shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti bilan hisobga olinadi. Shamolga perpendikulyar joylashgan maydon yuzasini shamol g‘ildiragi diametri bilan belgilab, shamol energetik qurilmasining quvvatini quyidagi formulada hisoblash mumkin.

N_sh.e.q. = 0,00386·ρ·V∙D²·ζ_par.·η_red.·η_gen. (2)

Bu erda: D-ish g‘ildiragining diametri, m; ηred.va ηgen.-reduktor va generatorning foydali ish koeffitsientlari; ζpar.-parraklarda isrof bo‘lgan havo oqimi energiyasi. Hisoblarga ko‘ra, parrakli shamol dvigatellaring shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti 48 % gacha bo‘lishi mumkin, shamol qurilmalarining umumiy foydali ish koeffitsienti undan ham kichikroq bo‘ladi. Shamolga perpendikulyar bo‘lib asosan, shamol qurilmalarinig parraklari joylashadi. Shamol qurilmasi quvvatini parraklar soni emas balki, ish g‘ildiragi diametri belgilaydi .
Shamol agregatining quvvati shamol tezligiga to‘g‘ri, ish g‘ildiragi parraklari soniga teskari proporsionaldir.

N_sh.e.q. = ƒ(V/n) (3)

Havo oqimi hosil qiladigan mexanik energiyani elektr energiyaga aylantirish, shamol elektrostansiyalari yordamida amalga oshiriladi. Bir necha shamol qurilmalarining yig’indisi shamol elektrostansiyasini tashkil qiladi. Shamol qurilmalarining asosiy ishchi qismi, shamol g‘ildiragi hisoblanadi.
Shamol g‘ildiraklarining qanotli, karuselli va barabanli turlari mavjud. Shamol elektrostansiyalarida asosan eng samarali bo‘lgan qanotli shamol g‘ildiraklari qo‘llaniladi.
Shuni esda tutish lozimki, shamol g‘ildiragi tomonidan qabul qilinayotgan shamol oqimi, shamol g‘ildiragining diametri bilan aniqalanadi, undagi parraklar soni hech qanday ahamiyatga ega emas. Hozirgi kunda ish g‘ildiragi diametri 1,0-64 m bo‘lgan shamol qurilmalari mavjud. Ko‘pgina shamol generatorlari sekundiga 3-4 m/s dan yuqori tezlikdagi shamol yordamida ishlaydi. Shamol generatorlari 8-25 m/s tezlikda esadigan shamol yordamida maksimal quvvatga ega bo‘ladi. Odatda shamol generatorlarining maksimal ishlash tezligi 25-30 m/s ni tashkil qiladi. Shamol energetikasi ekologik toza manbaidir. Ammo shamol elektrostansiyalari uchun juda katta hududlar zarur (shamol energetik qurilmalarining bir - biridan uzoqda joylashishi va ular orasidagi masofa ish g‘ildiragi diametrining 6-18 barobariga teng bo‘lishi kerak). Masalan, ish g‘ildiragi D = 100 m bo‘lgan shamol energetik qurilmasi uchun 5-7 km hudud kerak. Butun boshli shamol elektr stansiyasi uchun esa o‘nlab km hudud zarur. Boshqa bir noqulay tarafi - ish g‘ildiragi shovqin chiqarib va havoni tebratib ishlashi natijasida tele- va radio eshittirishlarga xalaqit beriladi.
Shamol energiyasidan foydalanish bo’yicha Germaniya birinchi o‘rnini egallab kelmoqda. Bu mamlakatda shamol energiyasini ishlab chiqarish yiliga 500 -1500
MVt ga ko‘paymoqda, hozirgi vaqtda ishlab chiqariladigan energiya miqdori 2 mln.kVt-soatdan oshib ketdi.
Bir necha shamol qurilmalarining yig‘indisi