A megújuló energiák világában a termelés két kulcsfontosságú formája tűnik ki: napenergia és szélenergia. Míg a napenergia a napsugárzást a napelemeken keresztül elektromos energiává alakítja, a szélenergia a szél erejének szélturbinákon keresztül történő hasznosítására összpontosít. Ezek az eszközök elengedhetetlenek ahhoz, hogy a szél kinetikus energiáját felhasználható elektromos energiává alakítsák.
sok szélturbinák Összetett kialakításúak, és előzetes tanulmányokat igényelnek annak biztosítása érdekében, hogy telepítésük jövedelmező és hatékony legyen. A szélturbinákhoz különféle típusok és technológiák kapcsolódnak, amelyek felhasználásuk és villamosenergia-termelési kapacitásuk szerint változnak. Ebben a cikkben részletesen megtudhat mindent, ami a szélturbinákkal kapcsolatos.
A szélturbina jellemzői
A szélturbinák átalakítják szél kinetikus energiája elektromos energiává a szél erejének köszönhetően forgó lapátokon keresztül. Ezek a pengék között foroghatnak 13 és 20 fordulat percenként (rpm), a szélturbina technológiájától és a mindenkori szélsebességtől függően. A pengék anyagai is befolyásolják a forgási sebességet; A könnyebb pengék általában gyorsabban forognak.
Minél nagyobb sebességet érnek el a lapátok, annál nagyobb mennyiségű energiát termel a szélturbina, ami növeli hatékonyság. A készülék indításához azonban elsősorban segédtápra van szükség. Amint üzembe helyezik, a szél lesz a lapátok forgásának egyetlen mozgatója.
A szélturbinák egyik legfigyelemreméltóbb jellemzője az Hosszú hasznos élettartam, amely meghaladja a 25 év. Bár a telepítési költségek és a kezdeti ráfordítások magasak lehetnek, a hosszú működési idő lehetővé teszi a beruházás amortizációját és gazdasági hasznot. Továbbá, mivel tiszta energiáról van szó, hozzájárul a a szennyező kibocsátás csökkentése valamint a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásának csökkentésére.
A technológia fejlődése nemcsak megnövelte a szélturbinák hasznos élettartamát, hanem hatékonyabbá is tette őket, megkönnyítve azok optimálisabb helyekre történő telepítését a szélenergia maximalizálása érdekében.
működés
A szélturbinában az energiaátalakítási folyamat több fázisban zajlik, amelyek mindegyike kulcsfontosságú a szélenergia elektromos árammá alakításához:
- Automatikus tájolás: A szélturbina automatikusan tájékozódik, hogy a legtöbbet hozza ki a szélenergiából. Ez a lapát és az anemométer által rögzített adatoknak köszönhetően lehetséges, amelyek lehetővé teszik a gondola megfelelő irányú forgását.
- Penge forgása: Amikor a szél eléri a körülbelül 3,5 m/s sebességet, elkezdi forgatni a lapátokat. Az energiatermelés optimalizálása érdekében az ideális szélsebesség 11 m/s. Ha ez a sebesség meghaladja a 25 m/s-t, a lapátokat zászló pozícióba kell helyezni, hogy elkerüljék a túlzott feszültséget és lefékezzék a rendszert.
- Szorzás: A forgórész forgása lassú tengelyt hajt, amely 13-ról percenként körülbelül 1.500-ra növeli a fordulatszámát egy szorzó segítségével.
- Generáció: A forgási energia a generátorba kerül, ahol elektromos árammá alakul.
- Evakuálás: A megtermelt villamos energia a tornyon keresztül az alállomásra kerül, ahol a feszültségét megemelik, mielőtt az elektromos hálózatba vezetnék, hogy elosztják a fogyasztási helyekre.
- Monitoring: Ez a folyamat biztosítja a szélturbina megfelelő működését. A kritikus rendszereket az alállomásról és a vezérlőközpontról folyamatosan felügyelik, ami lehetővé teszi az esetleges incidensek gyors észlelését és megoldását.
A szélturbinák típusai
A szélturbináknak két fő kategóriája van, amelyeket a forgórész tengelye vagy az általuk szolgáltatható teljesítmény szerint osztályoznak.
A rotor tengelyének megfelelően
Függőleges tengely
Ez a fajta szélturbina az mindenirányú és nem igényel orientáló rendszereket, ami megkönnyíti a telepítést és a karbantartást. Ezenkívül alkatrészei, mint például a generátor és a szorzó egy síkban vannak a talajjal, ami leegyszerűsíti a felépítését és csökkenti a költségeket. A fő hátránya azonban az Alacsonyabb hatásfokkal rendelkeznek mint a vízszintes tengelyűek, és külső rendszerekre van szükség a lapátok forgásának elindításához.
Vízszintes tengely
A szélturbinák vízszintes tengely Ezek a leggyakoribbak és leghatékonyabbak. Kialakítása lehetővé teszi nagyobb forgási sebesség elérését, és ezért kevesebb fordulatszámot igényel. Továbbá, mivel magasabbak, jobban ki tudják használni a szélenergiát nagy magasságban.
Az áramellátás szerint
A függvényében szolgáltatott áramot, a szélturbinák három osztályba sorolhatók:
- Alacsony fogyasztású: Maximum teljesítményt kínálnak 50 kW és olyan alkalmazásokban használatosak, mint például vízszivattyúzás vagy áramellátás elszigetelt területeken.
- Fél teljesítmény: A tartományban vannak 150 kW és vidéki vagy elszigetelt helyeken a hálózat energiaellátására szolgálnak.
- Nagy teljesítményű: Kereskedelmi méretekben szolgáltatnak energiát és termelésük elérheti akár néhány gigawatt.
Napjainkban a szélerőművekben a leggyakrabban nagy teljesítményű berendezéseket használnak a hatékony és gazdaságos villamos energia előállítására, hozzájárulva a klímaváltozás elleni küzdelemhez.
A megújulóenergia-ágazat tovább fejlődik, az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentésének és az éghajlatváltozás hatásainak mérséklésének szükségessége miatt. A szélturbinák különösen jelentős technológiai fejlődésen mentek keresztül, lehetővé téve számukra, hogy több villamos energiát termeljenek, és hosszabb az élettartamuk. Ezen információk birtokában jobban megértheti a szélturbinák működését és kulcsfontosságú szerepét a tiszta energia jövőjében.