Külək turbini
Külək turbini külək enerjisini fırlanma enerjisinə çevirən bir cihazdır. Külək mühərrikinin işçi hissəsi kimi külək axınının enerjisini (təzyiqini) qəbul edən və onu şaftın fırlanmasının mexaniki enerjisinə çevirən hissəssi rotor, bıçaqlı baraban, külək təkəri və s.
Külək turbinləri adətən vaxtaşırı istehlak olunan enerjini yaratmaq üçün - bir konteynerə su vurarkən, taxıl üyüdüldükdə, müvəqqəti, qəza və yerli elektrik təchizatı şəbəkələrində istifadə olunur.
Külək mühərrikləri külək çarxının konstruksiyasından və külək selindəki işçi vəziyyətindən asılı olaraq üç növə bölünür. Birinci növ külək mühərriklərinin çarxlarının özləri və onların fırlanma müstəviləri küləyin hərəkət istiqamətinə perpendikulyar olub şaquli müstəvidə yerləşir. Onların hərəkət oxu küləyin hərəkət istiqamətinə paralel olur. Bunlar qanadlı (pərli) külək mühərrikləri adlanır. İkinci növ külək mühərriklərinin çarxlarının hərəkət oxu şaquli müstəvidə yerləşib karusel və ya rotor tipli olur. Karusel tipli kürəkləri olan mühərriklərdə qeyri-işçi kürəklər küləkdən şirma vasitəsilə qorunur və ya da qabırğası küləyin əksinə tərəf yerləşir. Rotorlu kürəklər isə Savonius sistemli olur. Üçüncü növ külək mühərriklərinin kürəkləri su dəyirmanlarında olan kimi küləyin istiqamətinə perpendikulyar olub horizontal müstəvidə yerləşir. Bu növ mühərriklər baraban tipli adlanır. Karusel və baraban tipli külək çarxlarının qanadları küləyin əsməsi istiqamətində hərəkət etdiyi üçün onlara düşən yük həmişə dəyişkən olur. Bunun nəticəsində qanadlar həmişə dəyişən yükün təsirinə məruz qalır və onların f.i.ə. 10%-dən çox olmur. Qanadlar külək ilə eyni istiqamətdə hərəkət etdiklərindən onların hərəkət sürəti küləyin sürətindən çox ola bilmir və ona görə də bu tip mühərriklərdə yüksək sürət almaq olmur. Digər tərəfdən isə, istifadə edilən hava selinin ölçüsü kürəyin ölçüsünə nisbətən çox az alınır və bu da faydalılığı azaldır. Savonius sistemli rotorlu külək mühərriklərinin f.i.ə. isə 18%-dən çox olmur. Külək mühərrikinin əsas hissəsi olan külək qəbulediciləri küləyin enerjisini qaldırıcı qüvvəyə və ya müqavimət qüvvələrini dəf etməyə imkan verir.
Horizontal oxlu külək turbinlərində (HOKT) (ingiliscə: Horizontal-axis wind turbines – HAWT) qüllə başında küləyə yönəldilən rotor valı və elektrik generator mövcüd olur. Kiçik turbinlər adi yelqovan ilə küləyin istiqamətini tutur, böyük turbinlər isə külək sensoru və servomotor ilə işlənilir. Turbinlərin çoxunda sürət qutusu mövcüddur. Həmin sürət qutusu qanadların yavaş fırlanmasını elektrik generatoru üçün daha uyğun olan sürətli fırlanmaya çevirir. Çünki qüllə öz arxa tərəfində burulmanı (turbulensiyanı) yaradır, turbin küləyə qarşı yerləşdirilir.
Turbinin qanadları möhkəm materiallardan istehsal olunur, çünki güclü küləklər onları qülləyə tərəf qatlaya bilər. Eyni zamanda qanadlar qüllədən bir arada quraşdırılır və bəzən bir az yuxarı əyilmiş olurlar. Küləklə eyni istiqamətə baxan turbinlər də quraşdırıla bilər, çünki onlar küləyi tutmaq üçün xüsusi mexanizm tələb etmirlər və qanadlar qatlana və güclü küləklərə müqaviməti azalda bilərlər. Amma ona görə ki, dövrlü (təkrar) burulma materialların yorğunluğuna (uçurtmasına) səbəb olar bilər. Ona görə də əksər HOKT məhz küləyə qarşı olurlar.
Vertikal oxlu külək turbinlərində (VOKT) (ingiliscə: Vertical-axis wind turbines – VAWT) rotor valı vertikal vəziyyətdədir. Bu quruluşun əsas üstünlüyü odur ki, turbini küləyə yönəltmək lazım deyil. Külək çox dəyişkən olduğu ərazilərdə bu üstünlük aşkardır. Vertikal oxlu turbinlərdə generator və sürət qutusu yerə yaxın yerləşdirilə bilər və qüllə ilə onları saxlamaq lazım deyil. Ona görə də turbinlərin istismarı da asanlaşır. Nöqsan isə odur ki, qanadlar küləyə qarşı da fırlanırlar və fırlanma momenti dəyişkən olur. Eyni zamanda vertikal turbinləri qüllələrdə quraşdırmaq çətindir və onlar əsasən bünövrəyə yaxın yerləşdirilir. Misal üçün yerdə və ya binaların damlarında. Küləyin gücü isə kiçik hündürlükdə zəifdir. Yerə və digər obyektlərə yaxın hava cərəyanında burulma (turbulensiya) əmələ gələ bilər. Həmin burulma vibrasiyaya səbəb olur, hansı ki, səs-küy salır və istismar müddətini azaldır. Lakin əgər turbin binanın damında yerləşdirilərsə (bina əsasən küləyi öz üstünə çəkir) o iki qat güclü küləyi tuta bilər.
Müxtəlif avtomatik idarəetmə sistemlərinin işləməsi cari küləyin sürətinə, külək təkərinin sürətinə və yükün dəyərinə uyğun olaraq qanadların və ya bütün külək təkərinin aerodinamik xüsusiyyətlərinin dəyişdirilməsinə əsaslanır. Aşağı sürətli külək turbinlərində avtomatik idarəetmə sistemləri ən çox külək təkərini əlavə səthdə - yan planlarda hava axınının yaratdığı təzyiqlə və ya külək təkərinə təzyiqlə küləkdən çıxararaq, fırlanma oxunu istifadə edir.
29.12.2023