Motori eolici in agricoltura. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Le moderne turbine eoliche sono centrali elettriche piuttosto avanzate. Con il loro aiuto si può ottenere dal vento instabile energia utile per la meccanizzazione di vari processi produttivi.

Le moderne turbine eoliche differiscono favorevolmente dalle altre centrali elettriche in quanto non richiedono carburante. Ciò è di eccezionale importanza per quelle aree del nostro Paese dove le riserve locali di carburante sono piccole.

Pertanto, il funzionamento delle centrali eoliche ad alta velocità nelle fattorie della Direzione principale della Rotta del Mare del Nord ha dimostrato che nelle condizioni dell'estremo nord, le centrali eoliche possono fornire con successo la produzione di quasi tutta l'energia necessaria. I motori a carburante sono stati messi in funzione solo durante la riparazione delle turbine eoliche.

Gli impianti eolici dovrebbero essere utilizzati principalmente laddove i processi produttivi possono tollerare con sicurezza le interruzioni che possono essere causate da periodi di calma, venti leggeri o temporali. Tali industrie comprendono la maggior parte dei lavori agricoli: approvvigionamento idrico, lavorazione del grano, preparazione dei mangimi, trebbiatura, drenaggio delle zone umide, irrigazione, meccanizzazione di varie industrie e mestieri artigianali.

È noto che il lavoro più impegnativo in un allevamento di bestiame è fornire acqua agli animali.

Le moderne pompe eoliche possono essere utilizzate con successo per meccanizzare l’approvvigionamento idrico agricolo. Fino al 75% dell’energia necessaria può essere ottenuta dal vento.

L'installazione di una pompa eolica agricola più semplice e collaudata (Fig. 28) è costituita da un motore eolico multipala (marca TV-5 o TV-8 con diametro della ruota eolica di 5 e 8 metri), la cui trasmissione è collegata al asta di una pompa a semplice effetto.

Fig.28. Schema di installazione di una pompa eolica di tipo agricolo

La pompa viene abbassata in un tubo o in un pozzo. Il cilindro della pompa è collegato all'estremità inferiore di un gruppo di tubi di scarico, sospeso a una scatola adattatore montata sul fondo dell'albero della pompa. Dalla scatola di transizione, l'acqua viene fornita attraverso una tubazione posata in una trincea di terra al serbatoio della torre dell'acqua. Da qui scorre attraverso un tubo di distribuzione ai distributori d'acqua o agli abbeveratoi automatici nei locali zootecnici.

Un serbatoio dell'acqua coibentato con una capacità fino a 25 metri cubi è parte integrante di qualsiasi stazione di pompaggio eolico agricolo. L'utilizzo di un serbatoio d'acqua non solo crea la fornitura d'acqua necessaria per i periodi di calma, ma regola anche il consumo di acqua. Allo stesso tempo, nel serbatoio dell'acqua viene immagazzinata la fornitura d'acqua necessaria per le attività antincendio.

Senza un serbatoio dell’acqua, qualsiasi installazione di pompe eoliche non può fornire acqua ininterrottamente ai consumatori.

Attualmente, la nostra industria produce un motore eolico multipala TV-5 con una potenza fino a 2,5 cavalli specifico per la meccanizzazione dell'approvvigionamento idrico (vedi Fig. 25). La ruota eolica di questa turbina eolica è composta da 18-24 pale metalliche. Per trasformare la ruota eolica nel vento, la turbina eolica è dotata di una coda. Il numero di giri viene regolato automaticamente, spostando la ruota eolica fuori dal vento a causa dello spostamento del suo asse rispetto all'asse della torre.

La turbina eolica TV-5 può sollevare l'acqua fino a un'altezza di 70 metri; la sua produttività media arriva fino a 3-3,5 metri cubi all'ora.

Per un aumento dell'acqua maggiore (fino a 120 metri), è prevista una turbina eolica multipala del marchio TV-8 con 6 cavalli con un diametro della ruota eolica di 8 metri (Fig. 29).

Fig.29. Turbina eolica universale multipala TV-8 con potenza fino a 6 cavalli

Questa turbina eolica ha un albero verticale, collegato nella parte inferiore a un argano universale. Utilizzando questo argano, è possibile pompare l'acqua con una pompa a pistoni e, tramite una trasmissione a cinghia, azionare varie macchine per la preparazione del mangime, un mulino a bave, una pompa centrifuga, una trebbiatrice a quattro cavalli e altre macchine che consumano energia fino a 6 cavalli.

L'aerogeneratore TV-8 può servire anche un gruppo di macchine, che in questo caso sono collegate alla puleggia motrice dell'argano tramite un controcomando.

La ruota eolica del motore eolico TV-8 viene regolata rispetto al vento utilizzando la coda e la velocità viene regolata spostando parzialmente la ruota eolica fuori dal vento utilizzando una pala laterale (Fig. 30).

Fig.30. Schema per regolare la velocità della ruota eolica TV-8 utilizzando una pala laterale

Quando si lavora con un mulino a bave, il motore eolico TV-8 può trasformare fino a 200 chilogrammi di grano in farina all'ora. Collegandolo ad una pompa centrifuga potrete irrigare 5-6 ettari di colture orticole, con l'acqua che sale fino a 10 metri di altezza.

Per sollevare l'acqua da pozzi e pozzi, sono attualmente in costruzione le unità di pompa eolica dei sistemi D-5

Il vincitore del Premio Stalin A. A. Rozhnovsky. La turbina eolica multipala di questa installazione è montata sul tetto di una torre idrica in metallo con una capacità fino a 20 metri cubi d'acqua (Fig. 31).

L'asta di comando della turbina eolica è direttamente collegata al pistone della pompa installata nel pozzo.

Fig.31. Windpump D-5 su una torre dell'acqua in metallo

L’esperienza nell’utilizzo delle turbine eoliche in agricoltura dimostra che si ammortizzano già nel primo anno di funzionamento. Così, in 17 fattorie collettive della regione di Ivanovo, gli impianti eolici (TV-8 e TV-5) hanno permesso di risparmiare 1949 cavalli e 7699 giorni lavorativi nel 7419.

In agricoltura è necessaria una grande quantità di acqua per annaffiare le piante, soprattutto nelle aree con insufficiente umidità del suolo. Queste aree tendono a sperimentare forti venti. Durante i periodi di siccità, il vento solitamente aumenta. Ciò rende possibile utilizzare l’energia eolica per l’irrigazione meccanica.

Il grande scienziato russo K. A. Timiryazev attribuiva grande importanza alle turbine eoliche nella lotta contro la siccità.

Nel 1893 scriveva: “Se gli olandesi, con l'aiuto dei loro mulini a vento, combattono l'oceano, trasformando il mare in terraferma, se nelle nostre città varie turbine eoliche pompano acqua nei piani superiori delle case, perché non potrebbero stesso vento solleva l'acqua dal fondo dei burroni fino ai campi pianeggianti, perché non costringerlo a restituire alle radici l'acqua che ha preso dalle piante."

Fig.32. Turbina eolica ad alta velocità D-12 con una capacità fino a 14 cavalli

Di notevole interesse per l'uso in agricoltura, in particolare per l'irrigazione meccanica, è il motore eolico a tre pale D-12 ad alta velocità con una potenza normale fino a 14 cavalli (Fig. 32). Le ali di questa turbina eolica sono dotate di stabilizzatori per regolare la velocità della ruota eolica.

L'accademico A. N. Kostyakov ha calcolato che un'installazione di una pompa eolica con un motore eolico D-12, quando funziona con una pompa centrifuga, può fornire l'irrigazione delle colture da giardino su un'area fino a 17 ettari.

Di grande importanza per la meccanizzazione delle fattorie collettive ampliate è la potente turbina eolica ad alta velocità D-18 con una potenza normale fino a 27 kilowatt (Fig. 33). Si differenzia dalla turbina eolica D-12 in quanto la testa con la ruota eolica viene ruotata utilizzando la rosa dei venti (vedi Fig. 10).

Fig.33. Turbina eolica ad alta velocità D-18

Le turbine eoliche possono essere utilizzate con successo per il mantenimento dell’energia e altri lavori ad alta intensità di manodopera in agricoltura, nonché per l’elettrificazione in aree in cui la velocità media annua del vento è superiore a 4,5 metri al secondo.

I motori eolici TsAGI-D-2 con una potenza fino a 100 watt vengono utilizzati per illuminare piccoli edifici (club, scuole, stalle, caserme ferroviarie, ecc.) e per caricare batterie per automobili, radio e telefoni. Possono anche alimentare i centri radio delle fattorie collettive. Queste turbine eoliche sono di grande importanza per la fornitura di elettricità a varie spedizioni e gruppi di ricerca.

Queste sono le ampie possibilità di utilizzo degli impianti eolici.

Autore: Karmishin AV

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