Windenergie in Wärme umwandeln. Zusammenwirken einer Windkraftanlage und eines Wirbelrohrs. Schema, Beschreibung

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Windenergie in Wärmeenergie umwandeln. Gemeinsamer Betrieb einer Windkraftanlage und einer Wirbelröhre. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen

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Ein schematisches Diagramm einer Windenergienutzungsanlage ist in Abb. dargestellt. 2.3.1.

Die Energieeinheit der Anlage ist eine Windkraftanlage mit einer Leistung von N=10 kW, ähnlich der in diesem Bericht beschriebenen. Die Anlage arbeitet im Heiz- und Kühlmodus. Um solche Modi, insbesondere die Kühlung, zu organisieren, wird vorgeschlagen, ein Wirbelrohr zu verwenden. Ein schematisches Diagramm der Installation ist in Abb. dargestellt. 2.3.2. Die Installation umfasst eine 10-kW-Windkraftanlage, einen Luftkompressor, einen Luftbehälter oder eine Ballonrampe, ein Wirbelrohr, Wärmetauscher und Steuerausrüstung. Ein konkretes Projekt muss mit konkreten technischen Vorschlägen verknüpft sein: Nachfolgend finden Sie eine allgemeine Einschätzung der technologischen Leistungsfähigkeit einer solchen Anlage.

Bekanntlich ist für den normalen Betrieb eines Wirbelrohrs ein Luftdruck von mehr als 0,5 – 0,6 MPa erforderlich.

In diesem Bericht werden Windkraftanlagen mit Dieselanlage zur Energieerzeugung für das lokale Netz analysiert. Die Notwendigkeit einer Dieselanlage ergibt sich aus möglichen Windunterbrechungen und dem Bedarf an „hochwertigem“ Strom für elektrische und elektronische Systeme. Die unten beschriebene Installation gilt nur für Heiz- und Kühlgeräte. Natürlich kann es auch im Schema einer Wind-Diesel-Anlage in Betracht gezogen werden, aber die Verfügbarkeit von „hochwertigem“ Strom (d. h. elektrischer Energie mit stabiler Spannung und Frequenz) ermöglicht es, die oben genannten Probleme viel einfacher zu lösen.

Wenn eine Windkraftanlage eine Leistung von etwa 10 kW hat, können Sie mit einer Kompressoreinheit eine solche Leistung erzielen

etwa 170 kg/Stunde Luft, komprimiert auf einen Druck von 0,7 MPa. Bei einer Umgebungstemperatur von 00 °C geht man davon aus, dass auch die Luft im Receiver Umgebungstemperatur hat.

Wirbelrohr, mit Massentrennfaktor (d. h. die Durchflussraten der heißen und kalten Ströme sind ungefähr gleich) erzeugt Luftströme mit Temperaturen von +60–700 °C bzw. -30–400 °C. Oben wurde darauf hingewiesen, dass, wenn Wärme ganz einfach auf unterschiedliche Weise gewonnen werden kann, für die Gewinnung von Kälte spezielle teure Geräte erforderlich sind.

Somit ergeben 170 kg Luft pro Stunde 85 kg Luft pro Stunde mit einer Temperatur von ~ 65 °C°C und 85 kg/Stunde Luft mit einer Temperatur von ~ -35°C.

Abb.2.3.1.1. Windenergie in Wärmeenergie umwandeln. Gemeinsamer Betrieb einer Windkraftanlage und einer Wirbelröhre.

Der Wärmestrom erwärmt beim Durchströmen des Wärmetauschers 6 beispielsweise das Kühlmittel (Wasser) auf eine ähnliche Temperatur. +60°C, Abkühlung am Auslass auf eine Temperatur von +20-15°Die Wärmeübertragung im Wärmetauscher 6 ist somit im Rahmen dieser Problemstellung

~ 4250 kJ/Stunde (1060 kcal/Stunde), was ausreicht, um 22 kg/Stunde Wasser von 15 auf 60 zu erhitzen°C.

Diese Wärmemenge reicht für den Heizbedarf eines separaten Wohnraumes völlig aus.

Attraktiver ist die Verwendung eines Wirbelrohres zur Kälteerzeugung. 85 kg/Stunde Kaltluft, die durch den Wärmetauscher 5 strömt, erzeugen 2000-2500 kJ/Stunde Kälte, d. h. Bezogen auf 1 kg beträgt die spezifische Kühlleistung 25 kJ/kg/Stunde, was schlechter ist als bei Freon-Kühlschränken, aber deutlich über der Leistung von Absorptionskältemaschinen liegt.

Siehe andere Artikel Abschnitt Alternative Energiequellen.

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