Kako se vjetar pretvara u električnu energiju? Direktan prethodnik struje zračne turbine su stari vjetrenjače, koji se i danas još uvijek koriste za razne poslove, poput vađenja vode ili mljevenja žitarica. A Vjetrenjača To je mašina sa oštricama ili lopaticama pričvršćenim na zajedničku osovinu, koja počinje da se okreće kada dune vetar.
Ova rotirajuća osovina je povezana sa različitim tipovima mašina, kao što su one koje se koriste za mlevenje žitarica, pumpanje vode ili generišu električnu energiju.
Da bi se proizvela električna energija, kretanje lopatica aktivira električni generator koji pretvara mehanička energija rotacije u električna energija. Ovaj generator može biti alternator ili dinamo, a proizvedena električna energija može se pohraniti u baterije ili poslati direktno u mrežu za distribuciju. Ono što je zaista složeno nije sama operacija, već istraživanje i razvoj neophodni za stvaranje zračne turbine efikasnije.
Vrste vjetroagregata
Postoje uglavnom dvije vrste zračne turbine: one of vodoravna os i one od vertikalna os. Oni od vodoravna os danas su najčešći, dok su oni od vertikalna os Oni su rjeđi, iako imaju određene prednosti u određenim situacijama.
u zračne turbine de vertikalna os Odlikuju se jer im nije potreban sistem orijentacije prema vjetru. Osim toga, električni generator se može postaviti na tlo, što olakšava održavanje. Međutim, njegov proizvodnja energije je niža, i zahtijevaju dodatne motore za početak rada.
S druge strane, vjetroturbine s vodoravnom osi Oni predstavljaju veću svestranost, budući da se mogu koristiti u malim aplikacijama, kao što su izolirane instalacije, ili u velikim vjetroelektranama.
Unutar tipova vertikalnih vjetroturbina nalazimo tri glavne varijante:
- Savonius: To su vjetroturbine niske efikasnosti, ali vrlo jednostavne u svom dizajnu.
- Giromill: Nude veću efikasnost od tipa Savonius, ali zahtijevaju veće brzine vjetra.
- darrieus: Ovaj tip karakterizira oblik krila i ima najviše performanse među onima s okomitom osom.
Nedostaci vjetroturbina
Jedan od najčešćih problema zračne turbine To je njegova ogromna veličina koja uzrokuje vibracije i buku. Iz tog razloga se obično postavljaju u područjima udaljenim od naseljenih mjesta. Međutim, noviji trend je razvoj manje turbine o nijemi koji se mogu nalaziti u urbanim sredinama.
Još jedan izazov u oblasti energija vjetra je varijabilnost vjetra. The zračne turbine Dizajnirani su za optimalan rad u rasponu brzina vjetra. To znači da je potrebna minimalna brzina da bi se oštrice počele kretati i, zauzvrat, postoji maksimalno ograničenje kako bi se izbjeglo oštećenje mehanizma.
Generalno, vjetroturbine rade s brzine vjetra između 3 i 24 metra u sekundi. Ako je vjetar slabiji, ne stvara se dovoljno energije, dok ako je prejak, turbine se moraju ugasiti kako bi se spriječila oštećenja, poznata kao brzina rezanja.
Konstitucija vjetroagregata ili vjetroagregata
u zračne turbine horizontalna os, ili vjetroturbine s horizontalnom osom (TEEH), sastoje se od nekoliko ključnih segmenata:
- Kula i temelj: Temelji mogu biti ravni ili duboki, ovisno o traženoj stabilnosti. Toranj, sa svoje strane, ima različite tipove:
- Čelični cjevasti: Najčešći su u vjetroelektranama.
- od betona: Izrađuju se na licu mjesta i omogućavaju da se izračuna tačna visina kako bi se maksimizirala efikasnost.
- Rešetkaste strukture: Koriste čelične profile, koji su rjeđi u velikim modernim vjetroturbinama.
- rotor: To je dio koji drži oštrice. Njegova funkcija je da iskoristi energiju vjetra pretvarajući je u rotacijsko kretanje.
- Gondola: Često se naziva 'glava' vjetroturbine, u njoj se nalaze sve mašine, uključujući generator, mjenjač i kočnice.
- Generator: Pretvara mehaničku energiju u električnu. U modernim vjetroturbinama koriste se asinhroni ili sinhroni generatori s dvostrukim napajanjem.
- Multiplikator: Ova komponenta spaja malu brzinu rotora sa velikim brzinama koje su potrebne generatoru za proizvodnju efikasne električne energije. Umnožava okretaje u minuti (RPM) rotora od 18-50 RPM do približno 1.750 RPM.
- Kočnice: Mehaničke kočnice sigurno zaustavljaju vjetroturbinu ako je vjetar prejak ili ako je potrebno održavanje.
Električna oprema vjetroturbine
u zračne turbine uključuju a sistem hranjenja koji povezuje proizvedenu energiju sa električnom mrežom. Štaviše, imaju brojni senzori koji prate varijable kao što su brzina i smjer vjetra, kao i temperatura unutar gondole. Svi ovi podaci omogućavaju efikasnu kontrolu vjetroturbine, optimizirajući njene performanse.
Pored senzora, moderne turbine na vetar Opremljeni su mehanizmima koji omogućavaju podešavanje nagiba lopatica radi optimizacije hvatanja vjetra prema njegovom intenzitetu.
Sa ekspanzijom vjetroelektrane, kako kopnenih tako i morskih, upotreba vjetra je postala jedna od obnovljive energije konkurentniji i čistiji, što značajno doprinosi smanjenju emisije CO2.
Energija vjetra nastavlja da se razvija, kako u poboljšanju dizajna vjetroturbina tako i u optimizaciji njihovih performansi u različitim klimatskim uvjetima.
Vjetroturbine igraju ključnu ulogu u tranziciji ka održivijem energetskom sistemu, koristeći prednosti neiscrpnog izvora kao što je vjetar.