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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Motores eólicos en la agricultura. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía Las turbinas eólicas modernas son centrales eléctricas bastante avanzadas. Con su ayuda se puede obtener del voluble viento energía útil para la mecanización de diversos procesos productivos. Las turbinas eólicas modernas se diferencian de otras centrales eléctricas en que no requieren combustible. Esto es de excepcional importancia para aquellas zonas de nuestro país donde las reservas locales de combustible son pequeñas. Así, el funcionamiento de las centrales eólicas de alta velocidad en los parques de la Dirección General de la Ruta del Mar del Norte ha demostrado que, en las condiciones del Extremo Norte, las centrales eólicas pueden garantizar con éxito la producción de casi toda la energía necesaria. Los motores de combustible se pusieron en funcionamiento únicamente durante la reparación de turbinas eólicas. Las plantas de energía eólica deben utilizarse principalmente donde los procesos de producción puedan tolerar con seguridad interrupciones que pueden ser causadas por períodos de calma, vientos ligeros o tormentas. Estas industrias incluyen la mayor parte del trabajo agrícola: suministro de agua, procesamiento de cereales, preparación de piensos, trilla, drenaje de humedales, riego, mecanización de diversas industrias y oficios artesanales. Se sabe que el trabajo que requiere más mano de obra en una explotación ganadera es el de proporcionar agua a los animales. Las bombas eólicas modernas pueden utilizarse con éxito para mecanizar el suministro de agua agrícola. Hasta el 75 por ciento de la energía necesaria para ello puede obtenerse del viento. La instalación de bomba eólica agrícola más sencilla y probada (Fig. 28) consta de un motor eólico multipala (marca TV-5 o TV-8 con diámetros de rueda eólica de 5 y 8 metros), cuya transmisión está conectada al Varilla de una bomba de simple acción.
La bomba se baja a un pozo de tubo o pozo. El cilindro de la bomba está unido al extremo inferior de una sarta de tubería de descarga, que está suspendida de una caja adaptadora montada en la parte inferior del eje de la bomba. Desde la caja de transición, el agua se suministra a través de una tubería tendida en una zanja de tierra hasta el tanque de la torre de agua. Desde aquí fluye a través de una tubería de distribución hasta los dispensadores de agua o los bebederos automáticos de las instalaciones ganaderas. Un tanque de agua aislado con una capacidad de hasta 25 metros cúbicos es una parte integral de cualquier estación de bombeo eólica agrícola. El uso de un depósito de agua no sólo crea el suministro de agua necesario para los periodos de calma, sino que también regula el consumo de agua. Al mismo tiempo, en el depósito de agua se almacena el suministro de agua necesario para las actividades de extinción de incendios. Sin un depósito de agua, cualquier instalación de bombas eólicas no puede suministrar agua de forma ininterrumpida a los consumidores. Actualmente, nuestra industria produce un motor eólico multipala TV-5 con una potencia de hasta 2,5 caballos de fuerza específicamente para la mecanización del suministro de agua (ver Fig. 25). La rueda de viento de esta turbina eólica consta de 18-24 palas de metal. Para girar la rueda de viento hacia el viento, la turbina eólica está equipada con una cola. El número de revoluciones se ajusta automáticamente, alejando la rueda del viento debido al desplazamiento de su eje con respecto al eje de la torre. La turbina eólica TV-5 puede elevar agua a una altura de hasta 70 metros; su productividad media es de hasta 3-3,5 metros cúbicos por hora. Para elevaciones de agua más altas (hasta 120 metros), está prevista una turbina eólica de múltiples palas de la marca TV-8 con 6 caballos de fuerza con un diámetro de rueda de viento de 8 metros (Fig. 29).
Esta turbina eólica tiene un eje vertical que está conectado en la parte inferior a un cabrestante de accionamiento universal. Con este cabrestante se puede bombear agua con una bomba de pistón y, mediante una transmisión por correa, accionar varias máquinas preparadoras de pienso, un molino de fresas, una bomba centrífuga, una trilladora de cuatro caballos y otras máquinas que consumen hasta 6 caballos de fuerza. El aerogenerador TV-8 también puede dar servicio a un grupo de máquinas, que en este caso están conectadas a la polea motriz del cabrestante mediante un contraaccionamiento. La rueda de viento del motor eólico TV-8 se ajusta al viento usando la cola, y la velocidad se ajusta moviendo parcialmente la rueda fuera del viento usando una pala lateral (Fig. 30).
Cuando se trabaja con un molino de fresas, el motor eólico TV-8 puede procesar hasta 200 kilogramos de grano en harina por hora. Si lo conectas a una bomba centrífuga, podrás regar de 5 a 6 hectáreas de cultivos de hortalizas, con el agua subiendo hasta una altura de 10 metros. Para extraer agua de perforaciones y pozos, actualmente se están construyendo sistemas de bombas eólicas D-5 A. A. Rozhnovsky, premio Stalin. El aerogenerador multipala de esta instalación está montado sobre el techo de una torre de agua metálica con una capacidad de hasta 20 metros cúbicos de agua (Fig. 31). La varilla de accionamiento de la turbina eólica está conectada directamente al pistón de la bomba instalado en el pozo.
La experiencia del uso de turbinas eólicas en la agricultura demuestra que se amortizan en el primer año de funcionamiento. Así, en 17 granjas colectivas de la región de Ivanovo, las centrales eólicas (TV-8 y TV-5) permitieron ahorrar 1949 caballos y 7699 días de trabajo en 7419. En la agricultura se requiere una gran cantidad de agua para regar las plantas, especialmente en áreas con humedad del suelo insuficiente. Estas áreas tienden a experimentar fuertes vientos. Durante los períodos de sequía, el viento suele aumentar. Esto permite utilizar la energía eólica para el riego mecánico. El gran científico ruso K. A. Timiryazev concedió gran importancia a las turbinas eólicas en la lucha contra la sequía. En 1893 escribió: “Si los holandeses, con la ayuda de sus molinos de viento, luchan contra el océano, convirtiendo el mar en tierra firme, si en nuestras ciudades varias turbinas eólicas bombean agua a los pisos superiores de las casas, ¿por qué no podrían los holandeses? mismo viento eleva el agua desde el fondo de los barrancos hasta los campos llanos, por qué no obligarlo a devolver a las raíces el agua que tomó de las plantas."
De gran interés para su uso en agricultura, especialmente para riego mecánico, es el motor eólico D-12 de tres palas de alta velocidad con una potencia normal de hasta 14 caballos de fuerza (Fig. 32). Las alas de este aerogenerador cuentan con estabilizadores para regular la velocidad de la rueda eólica. El académico A. N. Kostyakov calculó que una instalación de bomba eólica con un motor eólico D-12, cuando funciona con una bomba centrífuga, puede proporcionar riego de cultivos de jardín en un área de hasta 17 hectáreas. De gran importancia para la mecanización de las granjas colectivas ampliadas es un potente aerogenerador de alta velocidad D-18 con una potencia normal de hasta 27 kilovatios (Fig. 33). Se diferencia del aerogenerador D-12 en que el cabezal con la rueda de viento se gira mediante la rosa de los vientos (ver Fig. 10).
Las turbinas eólicas se pueden utilizar con éxito para el mantenimiento de la energía y otros trabajos agrícolas que requieren mucha mano de obra, así como para la electrificación en zonas donde la velocidad media anual del viento supera los 4,5 metros por segundo. Los motores eólicos TsAGI-D-2 con una potencia de hasta 100 vatios se utilizan para iluminar edificios pequeños (clubes, escuelas, ganaderías, cuarteles de ferrocarril, etc.) y para cargar baterías de automóviles, radios y teléfonos. También pueden alimentar centros de radio de granjas colectivas. Estas turbinas eólicas son de gran importancia para el suministro de electricidad a diversas expediciones y grupos de reconocimiento. Estas son las amplias posibilidades de uso de las plantas de energía eólica. Autor: Karmishin A.V.
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