U svijetu obnovljivih izvora energije ističu se dva ključna oblika proizvodnje: Energia Solar i energija vjetra. Dok solarna energija pretvara sunčevo zračenje u električnu energiju putem solarnih ploča, energija vjetra fokusira se na iskorištavanje snage vjetra kroz vjetroturbine. Ovi uređaji su neophodni za pretvaranje kinetičke energije vjetra u iskoristivu električnu energiju.
The vjetrenjače Složeni su u svom dizajnu i zahtijevaju prethodne studije kako bi se osiguralo da je njihova instalacija isplativa i učinkovita. Postoje različite vrste i tehnologije povezane s vjetroturbinama, koje se razlikuju prema njihovoj upotrebi i kapacitetu proizvodnje električne energije. U ovom članku ćete detaljno naučiti sve vezano uz vjetroturbine.
Karakteristike vjetroagregata
Vjetroturbine pretvaraju kinetička energija vjetra u električnu energiju kroz lopatice koje se okreću zahvaljujući sili vjetra. Ove oštrice se mogu okretati između 13 i 20 okretaja u minuti (rpm), ovisno o tehnologiji vjetroturbine i brzini vjetra u svakom trenutku. Materijali lopatica također utječu na brzinu rotacije; Lakše oštrice se brže okreću.
Što veću brzinu postižu lopatice, to je veća količina energije koju generira vjetroturbina, što povećava njezinu efikasnost. Međutim, za pokretanje uređaja potrebno je pomoćno napajanje. Nakon što se pusti u rad, vjetar postaje jedini pokretač rotacije lopatica.
Jedan od najznačajnijih aspekata vjetroturbina je njihov Dug vijek trajanja, što premašuje 25 godina. Iako troškovi instalacije i početni izdaci mogu biti visoki, dugo vrijeme rada omogućuje amortizaciju investicije i stvaranje ekonomske koristi. Nadalje, budući da se radi o čistoj energiji, doprinosi smanjenje zagađujućih emisija te na smanjenje upotrebe fosilnih goriva.
Napredak tehnologije ne samo da je produžio vijek trajanja vjetroturbina, već ih je učinio i učinkovitijima, olakšavajući njihovu instalaciju na optimalnijim lokacijama kako bi se maksimiziralo hvatanje energije vjetra.
operacija
Proces transformacije energije u vjetroturbini odvija se u nekoliko faza, od kojih je svaka ključna za pretvaranje energije vjetra u električnu energiju:
- Automatska orijentacija: Vjetroturbina se automatski usmjerava kako bi maksimalno iskoristila energiju vjetra. To je moguće zahvaljujući podacima koje bilježe lopatica i anemometar, koji omogućuju da se gondola okreće u ispravnom smjeru.
- Rotacija oštrice: Kada vjetar dosegne brzinu od otprilike 3,5 m/s, počinje rotirati lopatice. Za optimizaciju proizvodnje energije, idealna brzina vjetra je 11 m/s. Ako ta brzina prelazi 25 m/s, lopatice se postavljaju u položaj zastavice kako bi se izbjegle prekomjerne napetosti i kočenje sustava.
- Množenje: Rotacija rotora pokreće sporu osovinu koja povećava svoju brzinu s 13 okretaja u minuti na oko 1.500 okretaja u minuti pomoću množitelja.
- Generacija: Energija rotacije prenosi se na generator, gdje se pretvara u električnu energiju.
- Evakuacija: Proizvedena električna energija prenosi se kroz toranj do trafostanice, gdje se njen napon podiže prije ubrizgavanja u električnu mrežu za distribuciju do točaka potrošnje.
- Praćenje: Ovaj proces osigurava pravilan rad vjetroturbine. Kritični sustavi trajno se nadziru iz trafostanice i kontrolnog centra, što omogućuje brzo otkrivanje i rješavanje mogućih incidenata.
Vrste vjetroagregata
Postoje dvije glavne kategorije vjetroturbina koje se klasificiraju prema osi rotora ili snazi koju mogu isporučiti.
Prema osi rotora
Okomita os
Ova vrsta vjetroturbine je višesmjerni i ne zahtijeva sustave za orijentaciju, što olakšava instalaciju i održavanje. Osim toga, njegove komponente kao što su generator i multiplikator su u ravnini s tlom, što pojednostavljuje njegovu konstrukciju i smanjuje troškove. Međutim, glavni mu je nedostatak taj Imaju manju učinkovitost od onih s vodoravnom osi i zahtijevaju vanjske sustave za pokretanje rotacije lopatica.
Vodoravna os
Vjetroturbine Vodoravna os Oni su najčešći i učinkovitiji. Njegov dizajn omogućuje postizanje većih brzina vrtnje i stoga zahtijeva manje umnožavanja okretaja. Nadalje, budući da su viši, mogu bolje iskoristiti energiju vjetra na velikim visinama.
Prema isporučenoj snazi
U funkciji isporučena snaga, vjetroturbine se dijele u tri klase:
- Mala snaga: Oni nude ovlasti do 50 kW i koriste se u aplikacijama kao što je crpljenje vode ili opskrba električnom energijom u izoliranim područjima.
- Pola snage: Oni su u rasponu od 150 kW i koriste se za opskrbu mrežom energijom u ruralnim ili izoliranim mjestima.
- Visoka snaga, visoki napon: Oni daju energiju u komercijalnim razmjerima i njihova proizvodnja može doseći do nekoliko gigavata.
Danas se oprema velike snage najviše koristi u vjetroelektranama za učinkovitu i ekonomičnu proizvodnju električne energije, čime se doprinosi borbi protiv klimatskih promjena.
Sektor obnovljive energije nastavlja se razvijati, vođen potrebom za smanjenjem emisija stakleničkih plinova i ublažavanjem utjecaja klimatskih promjena. Posebno su vjetroturbine doživjele značajan tehnološki napredak, što im omogućuje proizvodnju više električne energije i dulji životni vijek. Uz ove informacije bolje ćete razumjeti kako vjetroturbine rade i njihovu ključnu ulogu u budućnosti čiste energije.