Hogyan alakul át a szél elektromos árammá? Az áram közvetlen előzménye szélturbinák a régiek szélmalmok, amelyeket ma is használnak különféle feladatoknál, például gabonadarálásnál vagy vízszivattyúzásnál. A szélmalom Ez egy olyan gép, amelynek pengéi vagy pengéi egy közös tengelyre vannak csatlakoztatva, és forog, amikor fúj a szél.
Ez a mechanikus mozgás többféleképpen használható. Jelenleg a legelterjedtebb az elektromos áram előállítása. A pengék forgása egy elektromos generátort aktivál, amely átalakítja a Kinetikus energia a szél felől jön elektromos áram.
A szélturbinák típusai
Két fő típusa van szélturbinák tengelyének elrendezése szerint: vízszintes tengely és függőleges tengely.
Vízszintes tengelyű szélturbinák
Manapság a legelterjedtebbek, és az a jellemző, hogy a forgástengely párhuzamos a talajjal. Ezek az alkalmazások széles skálájának lefedését teszik lehetővé, a kis termelő rendszerektől a nagy szélerőművekig. Mindkettőt telepítéseknél használják földi (szárazföldi) mint kikötők (offshore), alkalmazkodva a különböző energiaigényekhez.
Függőleges tengelyű szélturbinák
A vízszintes tengelyűekkel ellentétben a függőleges tengelyű szélturbinák Nincs szükségük kormányszerkezetre, mivel bármilyen irányból felfogják a szelet. Ez csökkenti a mechanikai bonyolultságot, és lehetővé teszi, hogy a generátor a talaj közelében legyen elhelyezve, megkönnyítve a hozzáférést a karbantartáshoz. Fontos megjegyezni, hogy háromféle függőleges szélturbina létezik: Savonius, Giromill y darrieus, mindegyik sajátosságokkal rendelkezik a kialakításában és az alkalmazásokban.
A szélturbinák hátrányai
Bár a szélturbinák nagyon hatékony megoldást jelentenek megújuló energiatermelés, van néhány hátránya. A legjelentősebbek közé tartozik az övé jelentős méretű és zaj hogy termelnek. Ezek a jellemzők arra kényszerítik a szélturbinák telepítését a városi területektől távoli területeken.
Egy másik kulcsprobléma a szél változékonysága. A turbinákat úgy tervezték, hogy hatékonyan működjenek, amikor a szél egy bizonyos sebességtartományon belül fúj, amely általában 3 és 24 méter másodpercenként. Ha gyengébb a szél, a turbina nem tud elegendő áramot termelni, ha pedig túl erős, akkor károsíthatja a mechanizmust.
Egy szélturbina vagy szélturbina felépítése
A szélturbinák különböző alkatrészekből állnak, amelyek együttműködve hatékonyan alakítják át a szelet elektromos árammá. Az alábbiakban leírjuk a legfontosabb részeket:
- Torony és alapok: A torony tartja a pengéket és a generátort. Különféle anyagokból, például acélból vagy betonból készül, a turbina méretétől függően. Az alapok garantálják a szerkezeti stabilitást, lehetnek sekélyek vagy mélyek.
- forgórész: Ez az a komponens, amely a leginkább kölcsönhatásba lép a széllel. Lapátjai a szélenergiát forgó mozgássá alakítják.
- Gondola: a gondolában található a generátor és a szorzódoboz. Ez a darab felelős azért, hogy a lapátokat a szél irányába irányítsa.
- Szorzó mező: növeli a forgórész forgási sebességét, hogy elérje a szükséges fordulatszámot a generátorban, általában 1.500-2.000 percenként.
- generátor: mechanikai energiát alakít át elektromos energiává, általában mágneses mezők segítségével.
A gyors szélturbinák előnyei a lassúakhoz képest
A szélturbináknak két fő kategóriája van: gyors és lassú. A gyors szélturbinák Kisebb pengeszámuk miatt könnyebbek és hatékonyabbak. A kevesebb mozgó alkatrésznek köszönhetően könnyebben karbantarthatók, és jobban szabályozhatják a szél által felvett teljesítményt. Ezenkívül könnyebb szerkezete csökkenti a sebességváltó és a mechanikai alkatrészek feszültségét, ami a alacsonyabb karbantartási költség és a hosszabb eltarthatósági idő.
A világ legerősebb szélmalma
Nemrégiben a társaság Vestas bemutatta a szélturbina frissítését V164, a legerősebb a világon. Ez a hatalmas turbina 220 méter magas, lapátjai pedig 80 méter hosszúak. A korábbi modell 8 MW teljesítményt kínált, de az elvégzett fejlesztések után az új szélturbina elérheti 9 MW teljesítmény optimális körülmények között.
Az első teszt során ennek a szélturbinának sikerült generálnia 216.000 24 kWh XNUMX óra alatt, rekordot döntött az energiatermelésben. Hogy ezeket az adatokat perspektívába helyezzük, ez az energiamennyiség egy átlagos otthon elektromos fogyasztását fedezné 66 év.
Ennek a gigantikus szélturbinának a sikere ezt mutatja óceáni szelek döntő szerepet játszhat az átmenetben megújuló energiák nagy léptékben. Az, hogy képes kihasználni az erős tengeri légáramlatot, és hatékonyan elektromos árammá alakítani, jelentős lépés a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése felé.
A szélenergia folyamatosan fejlődik, a szélturbinák egyre erősebbek és hatékonyabbak. Az olyan innovációk, mint a V164, nemcsak új rekordokat döntöttek, hanem azt is demonstrálják, hogy a tengeri szélenergiában rejlik a tiszta, megfizethető és fenntartható villamosenergia-termelés vezető szerepe.
50 km-re érdekel Edilberto