U svijetu obnovljivih izvora energije izdvajaju se dva ključna oblika proizvodnje: solarna energija I to energija vjetra. Dok solarna energija pretvara sunčevo zračenje u električnu energiju putem solarnih panela, energija vjetra se fokusira na iskorištavanje snage vjetra kroz vjetroturbine. Ovi uređaji su neophodni za pretvaranje kinetičke energije vjetra u upotrebljivu električnu energiju.
u zračne turbine Oni su složeni u svom dizajnu i zahtijevaju prethodne studije kako bi se osiguralo da je njihova instalacija isplativa i efikasna. Postoje različite vrste i tehnologije povezane s vjetroturbinama, koje se razlikuju prema njihovoj upotrebi i kapacitetu proizvodnje električne energije. U ovom članku ćete detaljno naučiti sve što se tiče vjetroturbina.
Karakteristike vjetroagregata
Vjetroturbine pretvaraju kinetička energija vetra u električnu energiju kroz lopatice koje se rotiraju zahvaljujući sili vjetra. Ove oštrice se mogu rotirati između 13 i 20 obrtaja u minuti (o/min), ovisno o tehnologiji vjetroturbine i brzini vjetra u svakom trenutku. Materijali lopatica takođe utiču na brzinu rotacije; Lakše oštrice imaju tendenciju da se brže okreću.
Što lopatice postižu veću brzinu, to je veća količina energije koju proizvodi vjetroturbina, što povećava njenu efikasnost. Međutim, da bi se uređaj pokrenuo na prvom mjestu, potrebno je pomoćno napajanje. Nakon što je pušten u rad, vjetar postaje jedini pokretač rotacije lopatica.
Jedan od najznačajnijih aspekata vjetroturbina je njihov Dug vijek trajanja, što premašuje 25 godina. Iako troškovi instalacije i početni izdaci mogu biti visoki, dugo vrijeme rada omogućava amortizaciju investicije i stvaranje ekonomske koristi. Nadalje, budući da je čista energija, doprinosi smanjenje zagađujućih emisija i na smanjenje upotrebe fosilnih goriva.
Napredak u tehnologiji ne samo da je povećao vijek trajanja vjetroturbina, već ih je i učinio efikasnijim, olakšavajući njihovu instalaciju na optimalnijim lokacijama kako bi se maksimalno iskoristila energija vjetra.
Operacija
Proces transformacije energije u vjetroturbini odvija se u nekoliko faza, od kojih je svaka ključna za pretvaranje energije vjetra u električnu energiju:
- Automatska orijentacija: Vjetroturbina se automatski orijentira kako bi maksimalno iskoristila energiju vjetra. To je moguće zahvaljujući podacima koje bilježe lopatica i anemometar, koji omogućavaju rotaciju gondole u ispravnom smjeru.
- Rotacija oštrice: Kada vjetar dostigne brzinu od približno 3,5 m/s, on počinje da okreće lopatice. Za optimizaciju proizvodnje energije, idealna brzina vjetra je 11 m/s. Ako ova brzina prelazi 25 m/s, oštrice se postavljaju u položaj zastavice kako bi se izbjegle prevelike napetosti i kočio sistem.
- Množenje: Rotacija rotora pokreće sporu osovinu koja povećava brzinu sa 13 o/min na oko 1.500 o/min koristeći množitelj.
- Generacija: Energija rotacije se prenosi na generator, gdje se pretvara u električnu energiju.
- evakuacija: Proizvedena električna energija se transportuje kroz toranj do trafostanice, gdje se njen napon podiže prije nego što se ubrizgava u električnu mrežu za distribuciju do potrošačkih mjesta.
- Monitoring: Ovaj proces osigurava da vjetroturbina radi ispravno. Kritični sistemi se stalno prate iz trafostanice i kontrolnog centra, što omogućava da se mogući incidenti brzo otkriju i otklone.
Vrste vjetroagregata
Postoje dvije glavne kategorije vjetroturbina, koje su klasificirane prema osi rotora ili snazi koju mogu isporučiti.
Prema osi rotora
Vertikalna os
Ova vrsta vjetroturbina je svesmjerni i ne zahtijeva sisteme orijentacije, što olakšava instalaciju i održavanje. Osim toga, njegove komponente kao što su generator i multiplikator su u ravni sa zemljom, što pojednostavljuje njegovu konstrukciju i smanjuje troškove. Međutim, njegov glavni nedostatak je to Imaju nižu efikasnost od onih s horizontalnom osom i zahtijevaju eksterne sisteme za pokretanje rotacije lopatica.
Horizontalna os
Vetroturbine vodoravna os Oni su najčešći i najefikasniji. Njegov dizajn omogućava postizanje većih brzina rotacije i stoga zahtijeva manje umnožavanja okretaja. Nadalje, budući da su viši, mogu bolje iskoristiti energiju vjetra na velikim visinama.
Prema isporučenoj snazi
U funkciji isporučena snaga, vjetroturbine se dijele u tri klase:
- Mala snaga: Nude moći do 50 kW i koriste se u aplikacijama kao što su pumpanje vode ili napajanje u izoliranim područjima.
- Pola snage: Oni su u rasponu od 150 kW i koriste se za napajanje mreže u ruralnim ili izoliranim mjestima.
- Velika snaga: Oni obezbjeđuju energiju u komercijalnom obimu i njihova proizvodnja može doseći do nekoliko gigavata.
Danas se u vjetroelektranama najviše koristi oprema velike snage za efikasnu i ekonomičnu proizvodnju električne energije, doprinoseći borbi protiv klimatskih promjena.
Sektor obnovljivih izvora energije nastavlja da se razvija, vođen potrebom za smanjenjem emisije stakleničkih plinova i ublažavanjem utjecaja klimatskih promjena. Turbine na vjetar su posebno doživjele značajan tehnološki napredak, što im je omogućilo da generiraju više električne energije i imaju duži vijek trajanja. Uz ove informacije, bolje ćete razumjeti kako vjetroturbine rade i njihovu ključnu ulogu u budućnosti čiste energije.