Hogyan alakul át a szél elektromos árammá? Az áram közvetlen előzménye szélturbinák a régiek szélmalmok, amelyeket még ma is használnak különféle feladatokra, például vízkitermelésre vagy gabonaőrlésre. A szélmalom Ez egy közös tengelyre rögzített lapátokkal vagy pengékkel ellátott gép, amely forogni kezd, amikor a szél fúj.
Ez a forgó tengely különböző típusú gépekhez csatlakozik, mint például a gabona őrlésére, vízszivattyúzásra, ill villamos energiát termelni.
Az elektromos áram előállításához a pengék mozgása egy elektromos generátort aktivál, amely átalakítja a mechanikus energia befordulás elektromos áram. Ez a generátor lehet generátor vagy dinamó, és a megtermelt villamos energia akkumulátorokban tárolható, vagy közvetlenül a hálózatra küldhető elosztásra. Ami igazán összetett, az nem maga a működés, hanem az alkotáshoz szükséges kutatás-fejlesztés szélturbinák hatékonyabb.
A szélturbinák típusai
Főként kétféle szélturbinák: azok a vízszintes tengely és azoknak függőleges tengely. Azok vízszintes tengely ma a leggyakoribbak, míg azok a függőleges tengely Ritkábban fordulnak elő, bár bizonyos helyzetekben bizonyos előnyökkel járnak.
sok szélturbinák de függőleges tengely Megkülönböztetik őket, mert nem igényelnek szélirányító rendszert. Ezenkívül az elektromos generátor a földre helyezhető, így könnyebben karbantartható. Azonban az övé az energiatermelés alacsonyabb, és további motorokra van szükség a működés megkezdéséhez.
Másrészt a vízszintes tengelyű szélturbinák Nagyobb sokoldalúságot mutatnak, mivel kis alkalmazásokban, például elszigetelt létesítményekben vagy nagy szélerőművekben használhatók.
A függőleges szélturbinák típusain belül három fő változatot találunk:
- Savonius: Alacsony hatásfokú szélturbinák, de nagyon egyszerű a felépítésük.
- Giromill: Nagyobb hatékonyságot kínálnak, mint a Savonius típus, de nagyobb szélsebességet igényelnek.
- darrieus: Ezt a típust a szárnyformája jellemzi, és a függőleges tengelyűek közül a legnagyobb teljesítményű.
A szélturbinák hátrányai
Az egyik leggyakoribb probléma a szélturbinák Óriási mérete, ami rezgést és zajt okoz. Emiatt általában lakott területektől távoli területekre telepítik őket. A közelmúltban tapasztalható tendencia azonban a kisebb turbinák o csendes amelyek városi területeken helyezkedhetnek el.
Újabb kihívás a területen szélenergia a szél változékonysága. A szélturbinák Úgy tervezték, hogy optimálisan működjenek a szélsebesség tartományában. Ez azt jelenti, hogy egy minimális sebesség szükséges ahhoz, hogy a pengék elkezdjenek mozogni, és viszont van egy maximális korlát a mechanizmus károsodásának elkerülése érdekében.
Általában a szélturbinák működnek a szél sebessége 3 és 24 méter/másodperc között mozog. Ha gyengébb a szél, akkor nem termelődik elég energia, ha pedig túl erős, akkor a turbinákat le kell állítani a károk elkerülése érdekében, ún. vágási sebesség.
Egy szélturbina vagy szélturbina felépítése
sok szélturbinák vízszintes tengely, ill vízszintes tengelyű szélturbinák (TEEH), több kulcsszegmensből állnak:
- Torony és alapítvány: Az alapozás lehet sík vagy mély, a kívánt stabilitástól függően. A torony a maga részéről különböző típusú:
- Cső alakú acél: Szélerőművekben a leggyakoribbak.
- betonból: Helyszínen készülnek, és lehetővé teszik a pontos magasság kiszámítását a hatékonyság maximalizálása érdekében.
- Rácsszerkezetek: Acélprofilokat használnak, amelyek kevésbé elterjedtek a nagy modern szélturbinákban.
- forgórész: Ez az a rész, amely a pengéket tartja. Feladata, hogy a szél energiáját forgó mozgássá alakítva hasznosítsa.
- Gondola: Gyakran a szélturbina „fejének” nevezik, benne van az összes gép, beleértve a generátort, a sebességváltót és a fékeket.
- generátor: A mechanikai energiát elektromos árammá alakítja. A modern szélturbinákban kettős táplálású aszinkron generátorokat vagy szinkron generátorokat használnak.
- Szorzó mező: Ez az alkatrész párosítja a forgórész alacsony fordulatszámát a generátor által a hatékony villamos energia előállításához szükséges nagy sebességekkel. Megszorozza a forgórész fordulatszámát 18-50 RPM-ről körülbelül 1.750 RPM-re.
- Fékek: A mechanikus fékek biztonságosan leállítják a szélturbinát, ha túl erős a szél, vagy ha karbantartásra van szükség.
Szélturbina elektromos berendezése
sok szélturbinák tartalmazza a etető rendszer amely a megtermelt energiát az elektromos hálózathoz köti. Ráadásul van számos érzékelő amelyek olyan változókat figyelnek meg, mint a szél sebessége és iránya, valamint a gondola belsejében lévő hőmérséklet. Mindezek az adatok lehetővé teszik a szélturbina hatékony vezérlését, optimalizálva annak teljesítményét.
Az érzékelők mellett a modern szélturbinák Olyan mechanizmusokkal vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik a lapátok dőlésszögének beállítását, hogy optimalizálják a szélfogást annak intenzitása szerint.
A bővítéssel a szél Farm, szárazföldi és tengeri egyaránt, a szél használata az egyik megújuló energiák versenyképesebb és tisztább, ami jelentősen hozzájárul a CO2-kibocsátás csökkentéséhez.
A szélenergia folyamatosan fejlődik, mind a szélturbinák tervezésének javítása, mind a teljesítményük optimalizálása terén a különböző éghajlati viszonyok között.
A szélturbinák döntő szerepet játszanak a fenntarthatóbb energiarendszerre való átállásban, kihasználva az olyan kimeríthetetlen forrásokat, mint a szél.