Смит – Путнам жел турбинасы - Smith–Putnam wind turbine

Дүниежүзіндегі бірінші мегаватт болатын жел турбинасы, Кастлтон, Вермонт

Координаттар: 43 ° 39′29,6 ″ Н. 73 ° 6′22,7 ″ В. / 43.658222 ° N 73.106306 ° W / 43.658222; -73.106306[1]

The Смит – Путнам жел турбинасы[2] өлшемі әлемдегі алғашқы мегаватт болды жел турбинасы. 1941 жылы ол электр қуатын тарату жүйесіне қосылды Кастлтон, Вермонт, АҚШ. Ол жобаланған Палмер Кослетт Путнам және S. Morgan Smith компаниясы шығарған. 1.25 МВт турбинасы 1100 сағат жұмыс істеді, пышақ белгілі әлсіз жерде істен шыққанға дейін, ол соғыс уақытындағы материалдардың жетіспеушілігінен күшейтілмеген. Бұл 1979 жылға дейін салынған ең үлкен жел турбинасы болар еді.[3]

Сипаттама

Турбина 120 футтық (36 м) болат торлы мұнараның төмен жел жағында диаметрі 175 фут (53 м) болатын екі жүзді болды. Әрбір пышақтың ені шамамен 8 фут (2,4 м) және ұзындығы 66 фут (20 м) болды және салмағы сегіз тонна болды. Пышақтар болат шпаттарға салынып, олар тот баспайтын болаттан жасалған. Пышақ шпильдері олардың конус тәрізді пішінін қабылдауға мүмкіндік беретін тамырға түйісетін жерінде ілулі болды. Генератор 1250 кВт 600 айн / мин болды синхронды генератор жасаған General Electric, 60 циклде 2400 В қуатын шығарады. Генератор мен ротордың торабы а орнатылды түйреуіш ротордың әр түрлі бағытта жел соғуына мүмкіндік беретін сәуле. Пышақтардың қадамы тұрақты жылдамдықты ұстап тұру үшін гидравликалық цилиндрлермен басқарылды.[4]

Шығу тегі

Палмер Путнам қатты желді бақылағаннан кейін желден электр қуатын өндіруге қызығушылық танытты Cape Cod. Путнам бұл туралы білген Балаклава 100 кВт турбина және оның жұмысын жақсартқысы келді.[5] 1937 жылға қарай ол General Electric пен Орталық Вермонт мемлекеттік қызмет көрсету корпорациясына жазылды. General Electric генератормен қамтамасыз етті, ал Central Vermont Public Services корпорациясы сатып алынған қуатты ең жоғары жүктемені қанағаттандыру үшін ығыстыратын қуат көзіне қызығушылық танытты.[6] Алғашқы пікірталастар мен қуатты өндіру арасында тек 23 ай өтті.[7]

Палмер ең перспективалы тұжырымдама - бұл синхронды айнымалы ток генераторын басқаратын екі жүзді винт. Ол алдын-ала жобалық-сметалық құжаттарын жасады. Доктор Ванневар Буш Бұл есептеулерді 1937 жылы көрсеткен кезде MIT инженерлік-техникалық факультетінің деканы оң реакция жасады. Буш Путнамды General Electric Company вице-президенті Т. Найт мырзаға таныстырды. Осы сәттен бастап Путнам аэродинамика бойынша әлемге әйгілі автор Теодор фон Карманды қоса алғанда өте талантты адамдарға қызмет көрсете алды, оларды жобалауға, параметрлік зерттеулерге, шығындарды талдауға, жел таңдау және жел сипаттамаларын анықтауға көмектесті. .

1939 жылы Калифорния технологиялық институтының Гуггенхайм аэронавигациялық зертханалары (GALCIT) турбинаны жобалау үшін Палмер С.Путнам келді. Теодор фон Карман болған Уильям Рис Сирс және Дункан Ранни аэродинамикалық дизайнды жүзеге асырады.[8] Өкінішке орай, Раннидің алып жел диірменінің тұрақтылығына қатысты аналитикалық тұжырымдары тауда салынған және сыналған прототипке енгізілмеген.[9]

Путнам қаржылық және техникалық қолдау алды S. Morgan Smith компаниясы Йорк, Пенсильвания. Смит компаниясы гидроэлектр өндіретін гидравликалық турбиналар. Гидроэлектрлік дамудың мүмкін учаскелерінің саны азайып бара жатқанын сезгендіктен, Смит компаниясы диверсификацияны жаңа, бірақ онымен байланысты өнім түріне айналдыруға тырысты. S. Morgan Smith Co. жобаны бас мердігер ретінде қабылдауға және пилоттық турбинаның құрылысын қаржыландыруға келісті.

Құрылыс

Турбинаның прототипі үшін таңдалған орын бұрын атауы жоқ, 2000 фут (600 м) биіктікте болған, «Атамның тұтқасы»; бұл тауда мұз көп жиналатындай биіктік болған жоқ, бірақ желдің жылдамдығы жоғары болды. Сайтқа кіру үшін 12-ден 15% -ке дейінгі деңгейдегі жол салу қажет. Құрама Штаттардың Екінші дүниежүзілік соғысқа кіруіне байланысты кейбір іргелі зерттеулер мен тестілеу процестері соғыс уақытындағы материал тапшылығы туындағанға дейін жасалуы үшін өткізіліп жіберілді.

Пайдалану және ақаулар

Турбинаның және пышақты басқару жүйесінің механикалық жұмысын тексеру үшін қондырғыны жүктемесіз сынау 1941 жылдың тамызында басталды. Генератор алғаш рет 1941 жылдың 19 қазанында кешке жергілікті электр желісіне синхрондалып, нөлден 700 кВт-қа дейінгі жүктемеде сыналды. Бөлім іске қосу мен 1943 жылдың ақпан айы аралығында біліктің подшипнигі істен шыққан кезде шамамен 1000 сағат жұмыс істеді. Соғыс кезіндегі материалдық басымдықтарға байланысты подшипник 1945 жылы 3 наурызда ауыстырылып, қондырғы тағы үш апта жұмыс істеді.

1945 жылы 26 наурызда таңертең кезекші оператор насель турбина тербеліс әсерінен лақтырылды. Ол турбинаны тоқтатты. Тергеу кезінде бір турбинаның жүзі сынған және шамамен 229 метр қашықтықта құлап кеткені анықталды. Жүзі шпаттың бұрын жөнделген әлсіз жерінде істен шыққан; соғыс уақытының жетіспеушілігіне байланысты жүздің түбірін толық жөндеу және нығайту аяқталмады.[6]

Салдары

1945 жылы аяқталған зерттеуде Вермонтта бір киловатт үшін шамамен 190 АҚШ долларына 9 МВт өндіретін прототипке ұқсас алты турбиналық блокты орнатуға болады деген болжам жасалды. Алайда, энергетикалық кәсіпорынның экономикалық мәні бір киловатт үшін 125 доллар ғана болды, ал жел турбинасы 1,5 есе экономикалық тиімді деп саналмады.[10] S. Morgan Smith компаниясы турбинаның прототипіне, жалпы жеке қаржыландыруға 1,25 миллион АҚШ долларынан астам қаражат жұмсағанымен, одан әрі дамыту үшін пайда алудың болашағы жеткіліксіз деген қорытындыға келді. 1945 жылғы наурыздағы сәтсіздіктерден кейін жөндеу ешқашан жасалмады. Турбинаның прототипі 1946 жылы бөлшектеліп, бүгінгі күні тек бетон тіректер мен маркер тақтасы қалды. Путнамның кітабының кіріспесінде, Ванневар Буш жоба жел энергиясын синхронды генерациялау тұжырымдамасын дәлелдеді және болашақта желден өндірілетін электр энергиясын коммерциялық мақсатта пайдалану туралы мәлімдеді.[6]

Сондай-ақ қараңыз

Ескертулер

  1. ^ Ұлттық геодезиялық зерттеу деректер тізімі GRANDPAS KNOB WIND TURBINE көлденең басқару станциясы үшін (1998 ж. мамырда түзетілген, 2013 ж. маусымда қол жеткізілді; PID OD1352 деп іздеңіз және «Қираған белгілерді қосу» құсбелгісін қойыңыз).
  2. ^ Айнымалы-жылдамдықты жел турбинасы технологиясының тарихы және күйі WIND ENERGY 2003 жылы Карлин, А.С. Лаксон және Э.Б.Мулджади
  3. ^ Ізашар ақталды жылы Кипллингердің жеке қаржысы 1981 ж. Қаңтар, 24 бет, Google Books-та қол жетімді
  4. ^ Даниэль Берман, Күн энергиясы: ояту туралы ғылым Тейлор және Фрэнсис, 1979 ж ISBN  0-7100-8939-2 227–230 беттер
  5. ^ Питер Асмус, Желді ору: механикалық сиқыршылар, көріпкелдер мен пайда табушылар біздің энергетикалық болашағымызды құруға қалай көмектесті, Island Press, 2001ISBN  1-55963-707-2, 45 бет
  6. ^ а б c «Мұрағатталған көшірме». Архивтелген түпнұсқа 2011-06-04. Алынған 2009-11-21.CS1 maint: тақырып ретінде мұрағатталған көшірме (сілтеме) Вермонттағы батыл күш: 1941 ж. Смит-Путнам жел турбинасы, К. Сульцбергер, 2009 ж. 21 қарашада шығарылды.
  7. ^ Бошамп Э. Смит Смит-Путнам жел турбиналары бойынша тәжірибе Джозеф М.Савинода (ред), Жел энергиясын конверсиялау жүйелері: семинарлық іс, Вашингтон, Д.С., 11-13 маусым, 1973 ж, Ұлттық ғылыми қор (АҚШ) / Ұлттық аэронавтика және ғарыш кеңістігі, 1973 6 бет
  8. ^ «В. Дункан Ранни - Мемориалдық құрмет: Ұлттық Инженерлік Академия, 4-том - Ұлттық академиялардың баспасөзі». дои:10.17226/1760.
  9. ^ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19740026427.pdf Джозеф М.Савино, АҚШ-та жел-электр энергиясын өндіретін ірі жүйелерді дамыту әрекеттерінің қысқаша мазмұны, NASA TM X-71605, 29-30 тамыз, 1974 ж.
  10. ^ Эрих Хау, Жел турбиналары: негіздері, технологиялары, қолданылуы, экономикасыБирхязер, 2006ISBN  3-540-24240-6, 36 бет

Әрі қарай оқу