Turbinas eólicas na agricultura. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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As turbinas eólicas modernas são usinas de energia bastante avançadas. Com a ajuda deles, é possível obter energia útil do vento inconstante para a mecanização de diversos processos de produção.

As turbinas eólicas modernas diferem favoravelmente de outras usinas de energia porque não requerem combustível. Isto é de excepcional importância para as áreas do nosso país onde as reservas locais de combustível são pequenas.

Assim, a operação de centrais eólicas de alta velocidade nos parques da Direcção Geral da Rota Marítima do Norte tem mostrado que nas condições do Extremo Norte, as centrais eólicas podem fornecer com sucesso a produção de quase toda a energia necessária. Os motores a combustível foram colocados em operação apenas durante reparos em turbinas eólicas.

As centrais eólicas devem ser utilizadas principalmente onde os processos de produção possam tolerar com segurança interrupções que podem ser causadas por períodos de calmaria, ventos fracos ou tempestades. Essas indústrias incluem a maior parte do trabalho agrícola: abastecimento de água, processamento de grãos, preparação de rações, debulha, drenagem de zonas húmidas, irrigação, mecanização de diversas indústrias e ofícios artesanais.

Sabe-se que o trabalho mais trabalhoso numa exploração pecuária é o fornecimento de água aos animais.

As bombas eólicas modernas podem ser usadas com sucesso para mecanizar o abastecimento de água agrícola. Até 75% da energia necessária para isso pode ser obtida do vento.

A instalação de bomba eólica agrícola mais simples e comprovada (Fig. 28) consiste em um motor eólico multipás (marca TV-5 ou TV-8 com diâmetros de roda eólica de 5 e 8 metros), cuja transmissão está conectada ao haste de uma bomba de ação única.

Fig.28. Esquema de uma instalação de bomba eólica do tipo agrícola

A bomba é abaixada em um tubo ou eixo. O cilindro da bomba é conectado à extremidade inferior de uma coluna de tubulação de descarga, que está suspensa em uma caixa adaptadora montada na parte inferior do eixo da bomba. Da caixa de transição, a água é fornecida por meio de uma tubulação colocada em uma vala de terra até o tanque da torre de água. A partir daqui, flui através de um tubo de distribuição para os bebedouros ou para os bebedouros automáticos nas instalações pecuárias.

Um tanque de água isolado com capacidade de até 25 metros cúbicos é parte integrante de qualquer estação de bombagem eólica agrícola. A utilização de uma caixa d'água não só cria o abastecimento de água necessário para os períodos de calmaria, mas também regula o consumo de água. Ao mesmo tempo, o abastecimento de água necessário para as atividades de combate a incêndio é armazenado na caixa d'água.

Sem um tanque de água, qualquer instalação de bomba eólica não pode fornecer água ininterruptamente aos consumidores.

Atualmente, nossa indústria produz um motor eólico multipás TV-5 com potência de até 2,5 cavalos especificamente para mecanização do abastecimento de água (ver Fig. 25). A roda eólica desta turbina eólica consiste em 18-24 pás de metal. Para girar a roda eólica contra o vento, a turbina eólica é equipada com uma cauda. O número de revoluções é ajustado automaticamente - movendo a roda eólica para fora do vento devido ao deslocamento de seu eixo em relação ao eixo da torre.

A turbina eólica TV-5 pode elevar água a uma altura de até 70 metros; sua produtividade média é de 3 a 3,5 metros cúbicos por hora.

Para subidas de água maiores (até 120 metros), pretende-se uma turbina eólica multipás da marca TV-8 com 6 cavalos de potência e diâmetro de roda eólica de 8 metros (Fig. 29).

Figura 29. Turbina eólica universal multipás TV-8 com potência de até 6 cavalos

Esta turbina eólica possui um eixo vertical, que é conectado na parte inferior a um guincho de acionamento universal. Com este guincho, você pode bombear água com uma bomba de pistão e, por meio de uma correia, acionar diversas máquinas de preparação de ração, um moinho de rebarbas, uma bomba centrífuga, uma debulhadora de quatro cavalos e outras máquinas que consomem potência de até 6 cavalos.

O aerogerador TV-8 também pode atender um conjunto de máquinas, que neste caso são conectadas à polia motriz do guincho por meio de um contra-acionamento.

A roda eólica do motor eólico TV-8 é ajustada ao vento usando a cauda, ​​​​e a velocidade é ajustada movendo parcialmente a roda eólica para fora do vento usando uma pá lateral (Fig. 30).

Figura 30. Esquema para regular a velocidade da roda eólica TV-8 usando uma pá lateral

Ao trabalhar com um moinho de rebarbas, o motor eólico TV-8 pode processar até 200 kg de grãos em farinha por hora. Se você conectá-lo a uma bomba centrífuga, poderá regar de 5 a 6 hectares de hortaliças, com a água subindo até uma altura de 10 metros.

Para retirar água de furos e poços, estão atualmente sendo construídos sistemas de bombas eólicas D-5

Laureado com o Prêmio Stalin A. A. Rozhnovsky. O aerogerador multipás desta instalação é montado no telhado de uma caixa d'água metálica com capacidade de até 20 metros cúbicos de água (Fig. 31).

A haste de acionamento da turbina eólica está diretamente conectada ao pistão da bomba instalado no poço.

Fig.31. Windpump D-5 em uma torre de água de metal

A experiência da utilização de turbinas eólicas na agricultura mostra que elas se pagam no primeiro ano de operação. Assim, em 17 fazendas coletivas da região de Ivanovo, as usinas eólicas (TV-8 e TV-5) permitiram economizar 1949 cavalos e 7699 dias de trabalho em 7419.

Uma grande quantidade de água na agricultura é necessária para regar as plantas, especialmente em áreas com umidade insuficiente do solo. Essas áreas tendem a sofrer ventos fortes. Durante os períodos de seca, o vento costuma aumentar. Isso possibilita o uso da energia eólica para irrigação mecânica.

O grande cientista russo K. A. Timiryazev atribuiu grande importância às turbinas eólicas na luta contra a seca.

Em 1893, escreveu: “Se os holandeses, com a ajuda dos seus moinhos de vento, lutam contra o oceano, transformando o mar em terra seca, se nas nossas cidades várias turbinas eólicas bombeiam água para os andares superiores das casas, porque não poderiam os mesmo vento eleva a água do fundo das ravinas para os campos planos, por que não obrigá-lo a devolver às raízes a água que tirou das plantas."

Fig.32. Turbina eólica de alta velocidade D-12 com capacidade de até 14 cavalos de potência

De interesse significativo para uso na agricultura, especialmente para irrigação mecânica, é o motor eólico D-12 de alta velocidade e três pás com potência normal de até 14 cavalos (Fig. 32). As asas desta turbina eólica possuem estabilizadores para regular a velocidade da roda eólica.

O acadêmico A. N. Kostyakov calculou que uma instalação de bomba eólica com motor eólico D-12, ao trabalhar com uma bomba centrífuga, pode fornecer irrigação de hortas em uma área de até 17 hectares.

A potente turbina eólica de alta velocidade D-18 com potência normal de até 27 quilowatts é de grande importância para a mecanização de fazendas coletivas ampliadas (Fig. 33). Ela difere da turbina eólica D-12 porque a cabeça com a roda eólica é girada com a ajuda da rosa dos ventos (ver Fig. 10).

Fig.33. Turbina eólica de alta velocidade D-18

As turbinas eólicas podem ser utilizadas com sucesso para manutenção de energia e outros trabalhos de mão-de-obra intensiva na agricultura, bem como para electrificação em áreas onde a velocidade média anual do vento é superior a 4,5 metros por segundo.

Os motores eólicos TsAGI-D-2 com potência de até 100 watts são utilizados para iluminar pequenos edifícios (clubes, escolas, edifícios pecuários, quartéis ferroviários, etc.) e para carregar baterias de automóveis, rádios e telefones. Eles também podem alimentar centros de rádio agrícolas coletivos. Estas turbinas eólicas são de grande importância para o fornecimento de eletricidade a diversas expedições e grupos de pesquisa.

Estas são as amplas possibilidades de utilização de usinas eólicas.

Autor: Karmishin A.V.

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