Вятърни турбини: какво представляват, видове и работа

Как вятърът се превръща в електричество? Директният предшественик на тока вятърни турбини са старите вятърни мелници, които се използват и днес при различни задачи, като смилане на зърно или изпомпване на вода. А вятърна мелница Това е машина с остриета или остриета, свързани с общ вал, който се върти, когато духа вятър.

Това механично движение може да се използва по различни начини. В момента най-разпространеното нещо е използването му за производство на електроенергия. Въртенето на лопатките активира електрически генератор, който преобразува Кинетична енергия идващи от вятъра електрическа енергия.

Видове вятърни турбини

Има два основни вида на вятърни турбини според разположението на оста си: хоризонтална ос и вертикална ос.

Вятърни турбини с хоризонтална ос

Те са най-разпространените днес и се характеризират с това, че имат оста на въртене, успоредна на земята. Те позволяват покриването на широк спектър от приложения, от малки производствени системи до големи вятърни паркове. Те се използват в инсталации и двете наземен (на сушата) като яхтени пристанища (офшорни), адаптиране към различни енергийни нужди.

Вятърни турбини с вертикална ос

За разлика от тези с хоризонтална ос, на вятърни турбини с вертикална ос Те не се нуждаят от кормилен механизъм, тъй като улавят вятъра от всяка посока. Това намалява механичната сложност и позволява генераторът да бъде разположен близо до земята, улеснявайки достъпа за поддръжка. Важно е да се отбележи, че има три вида вертикални вятърни турбини: Савоний, Гиромил y Дариус, всеки с особености в своя дизайн и приложение.

Недостатъци на вятърните турбини

Въпреки че вятърните турбини са много ефективно решение за производство на възобновяема енергия, имат някои недостатъци. Сред най-забележителните са неговите значителен размер и ruido които произвеждат. Тези характеристики налагат вятърните турбини да бъдат инсталирани в райони, далеч от градските райони.

Друг ключов проблем е променливост на вятъра. Турбините са проектирани да работят ефективно, когато вятърът духа в определен диапазон от скорости, който обикновено варира между 3 и 24 метра в секунда. Ако вятърът е по-слаб, турбината не може да генерира достатъчно електричество, а ако е прекалено силен, може да повреди механизма.

Състав на вятърна турбина или вятърна турбина

Вятърните турбини са съставени от различни компоненти, които работят заедно за ефективно преобразуване на вятъра в електричество. По-долу описваме най-важните части:

• Кула и основи: Кулата държи лопатките и генератора. Изгражда се от различни материали, като стомана или бетон, в зависимост от размера на турбината. Фундаментите гарантират структурна стабилност и могат да бъдат плитки или дълбоки.
• ротор: Това е компонентът, който има най-голямо взаимодействие с вятъра. Неговите остриета преобразуват вятърната енергия във въртеливо движение.
• Гондола: гондолата съдържа генератора и умножителната кутия. Тази част е отговорна за ориентирането на лопатките спрямо посоката на вятъра.
• Умножителна кутия: увеличава скоростта на въртене на ротора, за да достигне необходимите обороти в генератора, обикновено 1.500 до 2.000 в минута.
• генератор: трансформира механичната енергия в електрическа, обикновено чрез използване на магнитни полета.

Предимства на бързите вятърни турбини в сравнение с бавните

Има две основни категории вятърни турбини: бързи и бавни. The бързи вятърни турбини Те са по-леки и по-ефективни поради по-малкия брой остриета. Като имат по-малко движещи се компоненти, те са по-лесни за поддръжка и могат по-добре да регулират мощността, уловена от вятъра. Освен това по-леката му структура намалява напрежението върху скоростната кутия и механичните компоненти, което води до a по-ниски разходи за поддръжка и a по-дълъг срок на годност.

Най-мощната вятърна мелница в света

Наскоро компанията Вестас представи актуализацията на вятърната турбина V164, най-мощният в света. Тази огромна турбина е висока 220 метра и има лопатки с дължина 80 метра. Предишният модел предлагаше мощност от 8 MW, но след направените подобрения новата вятърна турбина може да достигне 9 MW мощност при оптимални условия.

По време на първия си тест тази вятърна турбина успя да генерира 216.000 24 kWh за XNUMX часа, поставяйки рекорд за производство на енергия. За да поставим тези данни в перспектива, това количество енергия може да осигури потреблението на електричество на среден дом за 66 година.

Успехът на тази гигантска вятърна турбина показа това океански ветрове може да изиграе решаваща роля в прехода към възобновяеми енергии в голям мащаб. Способността му да използва силните въздушни течения в морето и ефективно да ги преобразува в електричество е важна стъпка към намаляване на въглеродните емисии.

Вятърната енергия продължава да се развива, като вятърните турбини стават все по-мощни и ефективни. Иновации като V164 не само поставят нови рекорди, но също така демонстрират потенциала на офшорната вятърна енергия да води производството на чиста, достъпна и устойчива електроенергия.