Un veterná turbína Ide o zariadenie určené pre premieňa kinetickú energiu vetra na elektrickú energiu pomocou rotora a generátora. Tieto veterné turbíny sú rozdelené do dvoch hlavných typov: veterné turbíny so zvislou osou a veterné turbíny s vodorovnou osou. Oba majú jedinečné vlastnosti a používajú sa v rôznych situáciách v závislosti od prostredia a potrieb inštalácie.
Typy veterných turbín
Existujú dve hlavné kategórie veterných turbín:
- Vertikálna veterná turbína (VAWT): Dokáže zachytiť vietor z akéhokoľvek smeru a má nízku úroveň produkcie energie, vďaka čomu je ideálny pre miesta s nízkou intenzitou vetra alebo mestské oblasti, kde predpisy bránia inštalácii veľkých konštrukcií.
- Veterná turbína s horizontálnou osou (HAWT): Najviac sa používa vo veľkých veterných elektrárňach. Jeho účinnosť je väčšia a lepšie sa používa v oblastiach, kde je väčší a stálejší vietor.
Vertikálna os veterná turbína
Veterné turbíny s vertikálnou osou, známe ako VAWT, sú tie, v ktorých je os rotora vertikálna vzhľadom na zem. Jednou z ich hlavných výhod je, že nepotrebujú orientačné mechanizmy na zachytávanie vetra, keďže môžu fungovať nezávisle od smeru vetra. Okrem toho môže byť elektrický generátor umiestnený na zemi, čo uľahčuje údržbu.
Tieto veterné turbíny majú a nižšia energetická účinnosť v porovnaní s tými, ktoré majú horizontálnu os, sú však stále účinné v oblastiach, kde je rýchlosť vetra nízka alebo sa mení. Okrem toho vyžadujú motorizované štartovanie, pretože sa vo väčšine prípadov nedokážu naštartovať samostatne.
Typy veterných turbín s vertikálnou osou
V rámci VAWT existuje niekoľko podtypov:
1. Savoniova veterná turbína
El Savonius Je to jeden z najjednoduchších a najrobustnejších modelov. Vyznačuje sa dvoma horizontálne posunutými polkruhmi, cez ktoré prechádza vietor a vytvára rotačný pohyb. Aj keď je jeho účinnosť nízka, je dobrou voľbou tam, kde sa vyžadujú systémy s nízkou údržbou.
2. Veterná turbína Giromill
Tento typ veternej turbíny má a sada vertikálnych nožov spojené do dvoch tyčí, ktoré tvoria vertikálnu os. Jeho energetická kapacita sa pohybuje medzi 10 a 20 kW, čo z neho robí efektívnejšiu možnosť ako Savonius pre malé obytné alebo komerčné inštalácie.
3. Veterná turbína Darrieus
El darrieus Ide o pokročilejší typ, ktorý sa skladá z dve alebo tri bikonvexné čepele. Jeho konštrukcia umožňuje veternej turbíne lepšie využívať vietor v širokom rozsahu rýchlosti. Jeho nevýhodou je však potreba Savonius rotora alebo iného systému na jeho spustenie.
Prevádzka veternej turbíny s vertikálnou osou
Prevádzka VAWT Je to pomerne jednoduché. Lopatky sa otáčajú poháňané silou vetra, ktorá sa pohybuje v rôznych smeroch. Tieto veterné turbíny sú vždy zarovnané s vetrom, čo im umožňuje pokračovať v prevádzke aj pri nízkej rýchlosti vetra.
Pretože sú kompaktnejšie, veterné turbíny s vertikálnou osou generujú menej energie v porovnaní s ich náprotivkami s horizontálnou osou. Sú však dostatočne efektívne pre aplikácie ako napr vykurovať dom, majte zapnuté svetlá alebo dokonca dobiť elektromobil.
Veterné turbíny s horizontálnou osou
Veterné turbíny s horizontálnou osou sú najčastejšie, najmä vo veľ veterné farmy. Tieto veterné turbíny majú lepší energetický výkon vďaka svojej schopnosti efektívnejšie generovať energiu z vysokých rýchlostí vetra.
Komponenty týchto veterných turbín sú umiestnené v gondole umiestnenej v hornej časti veže. Rotor, ktorý sa skladá z troch lopatiek, zachytáva vietor a generuje rotačný pohyb, ktorý sa znásobuje cez prevodovku na výrobu elektriny. Tento pohyb, generovaný vetrom, sa prenáša do generátora, ktorý vytvára energiu, ktorá sa prenáša do siete.
Ktorá veterná turbína je efektívnejšia?
undefined veterné turbíny s vodorovnou osou Zvyčajne sú efektívnejšie. Je to preto, že môžu dosiahnuť vyššie rýchlosti otáčania a lepšie využiť vietor vo vyšších nadmorských výškach, kde je rýchlosť vetra konštantnejšia a silnejšia. Okrem toho vyžadujú menej prevodov na zvýšenie rýchlosti otáčania, čo umožňuje lepšie využiť kinetickú energiu vetra.
Inovácie vo veterných turbínach
V posledných rokoch sme boli svedkami veľkých inovácií v oblasti veternej techniky. Jedným z najsľubnejších bol Vortexové bezlopatkové mlyny, ktorý vyvinula španielska spoločnosť. Tento typ veternej turbíny bez pohyblivých častí má za cieľ znížiť náklady na údržbu a eliminovať vizuálny vplyv, ktorý veľké tradičné veterné turbíny vytvárajú na krajinu.
Ďalším ambicióznym projektom je Vetrový strom. Tento dizajn využíva 72 turbín v tvare lopatky, usporiadaných na mechanickom strome, ktorý generuje energiu pri veľmi slabom vetre. Tento typ konštrukcie by bol ideálny na umiestnenie v mestách, ktoré poskytujú obnoviteľný a esteticky príjemný zdroj energie.
Historické a moderné využitie veterných turbín
Využitie veternej energie nie je žiadnou novinkou. Prvé veterné mlyny slúžili na čerpanie vody alebo mletie obilia vo vidieckych oblastiach. Bolo to však v 70. rokoch, kedy Dánsko sa skutočne zaviazal k rozsiahlej veternej energii, čo tejto krajine umožnilo stať sa hlavným výrobcom veternej techniky.
Dnes veterné turbíny, ktoré začali ako malé inštalácie vo vidieckych oblastiach, ustúpili obrovským veterným farmám, ktoré generujú stovky megawattov čistej energie na spotrebu po celom svete. Veľké spoločnosti ako Siemens y Vesty Vedú výrobu týchto technológií.
Budúcnosť veterných turbín zahŕňa významný vývoj z hľadiska účinnosti a nákladov. Očakáva sa, že pri inštalácii plávajúce turbíny Veterná energia na mori bude hrať ešte dôležitejšiu úlohu pri prechode na obnoviteľnú energiu.
Vďaka rozvoju tohto typu inovácií prestala byť veterná energia experimentálnym riešením a stala sa celosvetovo jedným z hlavných zdrojov obnoviteľnej energie.