ITC (Instytut Techniczny Wysp Kanaryjskich) próbuje rozwijać się odporne na ekstremalne warunki klimatyczne, czy to upał, zimny wiatr… Dzięki temu można je wykorzystać przy produkcji nowych młynów, turbin wiatrowych czy łopat wiatrowych.
Sam projekt nosi nazwę AeroExtreme, prowadzony przez międzynarodową korporację Gry Siemensa, będzie realizowane przez cały 2018 rok i jest współfinansowane przez Ministerstwo Gospodarki, Przemysłu i Konkurencyjności oraz Fundusze Federalne.
W rzeczywistości duże turbiny wiatrowe są narażone na bardzo niekorzystne warunki pogodowe, zwłaszcza te na pełnym morzu. Mają one wpływ cząstek niesionych przez wiatr przy dużych prędkościachoraz opracowanie odpornych materiałów jest konieczne w celu zwiększenia produkcji energii i ograniczenia możliwych napraw.
Projekt AeroExtreme monitoruje i bada różne rozwiązania dotyczące łopatek i gondoli (struktury, na której się obracają). Zmniejsza się zużycie spowodowane unoszącymi się w powietrzu cząstkami, gromadzeniem się brudu i rozwojem mikroorganizmów na ostrzach znacząco jego wydajność z powodu utraty aerodynamiki. W rzeczywistości firma ITC opracowała już materiał o znacznie większej erozji niż te dostępne na rynku, a także powłoki fotokatalityczne i przeciwporostowe, które są również bardzo trwałe.
Budowa turbiny wiatrowej lub turbiny wiatrowej
Istnieją tysiące farm wiatrowych pełnych modeli ZĘBY (turbiny wiatrowe o osi poziomej). Maszyny te składają się z następujących segmentów.
Wieża i fundament: Fundamenty wieży mogą być płaskie lub głębokie, co gwarantuje w obu przypadkach stabilność turbiny wiatrowej, zamocowanie gondoli i łopatek silnika. Fundament musi również absorbować napory spowodowane zmianami i siłą wiatru.
Wieże mogą być różnych typów w zależności od ich cech:
- Stalowe rurki: Większość turbin wiatrowych jest zbudowana z rurowych stalowych wież.
- Betonowe wieże: Są budowane w tym samym miejscu, co pozwala na obliczenie wymaganej wysokości.
- Prefabrykowane wieże betonowe: Składają się z gotowych elementów, a ich segmenty są umieszczane w tym samym miejscu.
- Struktury kratowe: Produkowane są z profili stalowych.
- Hybrydy: Mogą mieć cechy i materiały różnych typów wież.
- Napięte maszty wieże z wiatrem: Charakteryzują się mniejszymi rozmiarami turbin wiatrowych.
Rotor: Wirnik jest „sercem” każdego wiatraka, ponieważ podtrzymuje łopatki turbiny, poruszając nimi mechanicznie i obrotowo, aby przekształcić siłę wiatru w energię.
Gondola: Jest to najbardziej widoczna głowa turbiny wiatrowej, hełm, który ukrywa i konserwuje całą maszynę turbiny. Gondola łączy się z wieżą za pomocą łożysk aby móc podążać za kierunkiem wiatru. To tutaj AeroExtreme próbuje ulepszyć materiały.
Pole mnożnika: Oprócz tego, że jest w stanie wytrzymać zmiany wiatru, skrzynia biegów ma za zadanie sprzężenie niskich prędkości obrotowych wirnika z dużymi prędkościami generatora. Jak mówi jego własne słowo; udaje się zwielokrotnić 18-50 obrotów na minutę generowanych przez naturalny ruch wirnika do około 1.750 obrotów na minutę, gdy opuszcza on generator.
Generator: Odpowiada za przekształcanie energii mechanicznej w energię elektryczną. W przypadku turbin dużej mocy stosuje się generatory asynchroniczne z podwójnym zasilaniem, chociaż istnieje również wiele konwencjonalnych generatorów synchronicznych i asynchronicznych.
Hamulce: W układzie napędowym zastosowano hamulce mechaniczne, będąc w nich niezbędnym wysokim współczynnikiem tarcia w warunkach statycznych oraz dużą odpornością na ściskanie.
Wyposażenie elektryczne turbiny wiatrowej lub wiatraka
Dzisiejsze turbiny wiatrowe składają się nie tylko z łopat i generatora dostarczającego tanią energię do domów. Turbiny wiatrowe muszą również mieć indywidualny system zasilania i liczne czujniki. Tym ostatnim udaje się monitorować i mierzyć temperaturę, kierunek wiatru, jego prędkość i inne parametry, które mogą pojawić się wewnątrz gondoli lub w otoczeniu.
Zalety szybkich turbin wiatrowych w porównaniu z wolnymi
Największą zaletą tak zwanych „wolnych turbin wiatrowych” jest to, że je posiadają więcej ostrzy że bystrza i ich materiały są zwykle taniej. Ale jakie masz problemy? Pomimo dużych średnic (od 40 do 90 m wysokości) i posiadających wirniki, których głowice sięgają 100 m, turbiny wiatrowe szybkie są lżejsze niż powolne (w tych segmentach działa również AeroExtreme).
Osiąga się to dzięki generatorom dużej mocy (od 0,5 do 3 MW), które jeszcze bardziej wykorzystują stosunek wysokości do mocy wiatru.
Ponieważ są lżejsze, ostrza poruszają się szybciej, więc rozmiar i Koszt skrzynki mnożnika który napędza generator elektryczny jest zmniejszona.
Mając mniejszą liczbę łopatek, można je łatwiej regulować, aby dostosować ich moc zgodnie z charakterystyką wiatru. Szybkie turbiny wiatrowe są bardziej odporne na naprężenia spowodowane podmuchami wiatru. Nacisk osiowy spowodowany działaniem wiatru na nieruchomy wirnik jest mniejszy w szybkich turbinach wiatrowych niż podczas obracania się; odwrotnie dzieje się w powolne turbiny wiatrowe.