Veterné turbíny: čo sú, typy a prevádzka

Ako sa vietor mení na elektrinu? Priamy predchodca prúdu veterné turbíny sú starí veterné mlyny, ktoré sa dodnes používajú pri rôznych úlohách, ako je mletie obilia alebo čerpanie vody. A veterný mlyn Je to stroj s lopatkami alebo lopatkami spojenými so spoločným hriadeľom, ktorý sa otáča, keď fúka vietor.

Tento mechanický pohyb možno použiť rôznymi spôsobmi. V súčasnosti sa najčastejšie využíva na výrobu elektriny. Otáčaním lopatiek sa aktivuje elektrický generátor, ktorý premieňa Kinetická energia prichádzajúce od vetra elektrickej energie.

Typy veterných turbín

Existujú dva hlavné typy veterné turbíny podľa usporiadania jeho osi: horizontálna os a vertikálna os.

Veterné turbíny s horizontálnou osou

Dnes sú najbežnejšie a vyznačujú sa tým, že os rotácie je rovnobežná so zemou. Tie umožňujú pokryť širokú škálu aplikácií, od malých výrobných systémov až po veľké veterné farmy. Používajú sa v inštaláciách oboch pôda (onshore) ako prístavov (offshore), prispôsobenie sa rôznym energetickým potrebám.

Veterné turbíny s vertikálnou osou

Na rozdiel od tých s vodorovnou osou, veterné turbíny so zvislou osou Nepotrebujú mechanizmus riadenia, keďže zachytávajú vietor z akéhokoľvek smeru. To znižuje mechanickú zložitosť a umožňuje umiestnenie generátora blízko zeme, čo uľahčuje prístup pre údržbu. Je dôležité poznamenať, že existujú tri typy vertikálnych veterných turbín: Savonius, Giromill y darrieus, každý z nich má špecifiká vo svojom dizajne a aplikáciách.

Nevýhody veterných turbín

Aj keď sú veterné turbíny veľmi efektívnym riešením pre výroba obnoviteľnej energie, majú určité nevýhody. Medzi najvýznamnejšie patria jeho značná veľkosť a ruido ktoré vyrábajú. Tieto charakteristiky si vynucujú inštaláciu veterných turbín v oblastiach ďaleko od mestských oblastí.

Ďalším kľúčovým problémom je premenlivosť vetra. Turbíny sú navrhnuté tak, aby fungovali efektívne, keď vietor fúka v určitom rozsahu rýchlostí, ktoré sa zvyčajne pohybujú medzi týmito rýchlosťami 3 a 24 metrov za sekundu. Ak je vietor slabší, turbína nedokáže vyrobiť dostatok elektriny a ak je príliš silný, môže poškodiť mechanizmus.

Konštrukcia veternej turbíny alebo veternej turbíny

Veterné turbíny sa skladajú z rôznych komponentov, ktoré spolupracujú na efektívnej premene vetra na elektrinu. Nižšie uvádzame najdôležitejšie časti:

• Veža a základy: Veža drží čepele a generátor. Je postavená z rôznych materiálov, ako je oceľ alebo betón, v závislosti od veľkosti turbíny. Základy zaručujú stabilitu konštrukcie a môžu byť plytké alebo hlboké.
• rotor: Je to komponent, ktorý má najväčšiu interakciu s vetrom. Jeho lopatky premieňajú veternú energiu na rotačný pohyb.
• Gondola: v gondole je umiestnený generátor a násobič. Tento kus je zodpovedný za orientáciu lopatiek v smere vetra.
• Násobiteľ: zvyšuje rýchlosť otáčania rotora na dosiahnutie potrebných otáčok v generátore, všeobecne 1.500 2.000 až XNUMX XNUMX za minútu.
• generátor: premieňa mechanickú energiu na elektrickú energiu, vo všeobecnosti pomocou magnetických polí.

Výhody rýchlych veterných turbín v porovnaní s pomalými

Existujú dve hlavné kategórie veterných turbín: rýchle a pomalé. The rýchle veterné turbíny Sú ľahšie a efektívnejšie vďaka menšiemu počtu nožov. Tým, že majú menej pohyblivých komponentov, sú jednoduchšie na údržbu a dokážu lepšie regulovať výkon zachytený vetrom. Jeho ľahšia konštrukcia navyše znižuje namáhanie prevodovky a mechanických komponentov, čo vedie k a nižšie náklady na údržbu a dlhšia trvanlivosť.

Najvýkonnejší veterný mlyn na svete

V poslednej dobe spoločnosť Vesty predstavila aktualizáciu veternej turbíny V164, najmocnejší na svete. Táto obrovská turbína je vysoká 220 metrov a má lopatky dlhé 80 metrov. Predchádzajúci model ponúkal výkon 8 MW, no po vykonaných vylepšeniach môže dosiahnuť aj nová veterná turbína 9 MW výkonu za optimálnych podmienok.

Počas svojho prvého testu sa tejto veternej turbíne podarilo vygenerovať 216.000 24 kWh za XNUMX hodín, čím sa vytvoril rekord vo výrobe energie. Aby sme uviedli tieto údaje do perspektívy, toto množstvo energie by mohlo pokryť spotrebu elektrickej energie priemerného domu 66 rokov.

Úspech tejto gigantickej veternej turbíny to ukázal oceánske vetry môže zohrať kľúčovú úlohu pri prechode na obnoviteľná energia vo veľkom meradle. Jeho schopnosť využiť silné vzdušné prúdy na mori a efektívne ich premeniť na elektrinu je hlavným krokom k zníženiu emisií uhlíka.

Veterná energia sa naďalej vyvíja, pričom veterné turbíny sú stále výkonnejšie a efektívnejšie. Inovácie ako V164 nielenže stanovujú nové rekordy, ale tiež demonštrujú potenciál veternej energie na mori viesť k výrobe čistej, cenovo dostupnej a udržateľnej elektriny.