Енергија ветра је једна од најважнијих у свету обновљивих извора енергије. Због тога морамо добро знати какав је његов рад. Тхе турбина То је један од основних елемената ове врсте енергије. Има прилично комплетан рад и постоје различите врсте турбина у зависности од ветропарка на коме се налазимо.
У овом чланку ћемо вам рећи све што требате знати о вјетротурбини, њеним карактеристикама и начину рада.
Шта је ветротурбина
Вјетротурбина је механички уређај који претвара енергију вјетра у електричну енергију. Ветрогенератори су пројектовани да претвори кинетичку енергију ветра у механичку енергију, што је кретање осе. Затим се у генератору турбине ова механичка енергија претвара у електричну. Произведена електрична енергија може се складиштити у батерији или користити директно.
Постоје три основна закона физике који управљају расположивом енергијом ветра. Први закон каже да је енергија коју производи турбина пропорционална квадрату брзине ветра. Други закон каже да је расположива енергија пропорционална помереној површини сечива. Енергија је пропорционална квадрату дужине сечива. Трећи закон утврђује да је максимална теоретска ефикасност ветрогенератора 59%.
За разлику од старих ветрењача из Кастиље Ла Манче или Холандије, код ових ветрењача ветар гура лопатице да се окрећу, а савремене ветротурбине користе сложеније аеродинамичке принципе за ефикасније хватање енергије ветра. У ствари, разлог зашто ветротурбина помера лопатице сличан је разлогу зашто авион остаје у ваздуху, а то је због физичког феномена.
У ветротурбинама се у лопатицама ротора стварају две врсте аеродинамичких сила: једна се назива потиском, која је окомита на смер струјања ветра, а друга се зове отпор, који је паралелан са смером струјања ветра ваздух.
Дизајн лопатица турбине је врло сличан оном авионског крила и понаша се попут овог другог у ветровитим условима. На авионском крилу једна је површина врло округла, док је друга релативно равна. Када ваздух циркулише кроз лопатице млина овог дизајна, проток ваздуха кроз глатку површину је спорији од протока ваздуха кроз округлу површину. Ова разлика у брзини ће заузврат произвести разлику притиска, која је боља на глаткој површини него на округлој.
Крајњи резултат је сила која делује на глатку површину крила потискивача. Ова појава се назива "Вентуријев ефекат", што је део разлога за феномен "подизања", који заузврат, објашњава зашто авион остаје у ваздуху.
Унутрашњост ветрогенератора
Лопатице ветротурбине такође користе ове механизме да изазову ротационо кретање око своје осе. Дизајн сечива сечива олакшава ротацију на најефикаснији начин. Унутар генератора одвија се процес претварања ротационе енергије сечива у електричну по Фарадаиевом закону. Мора да садржи ротор који се окреће под утицајем ветра, повезан са алтернатором и претвара ротирајућу механичку енергију у електричну.
Елементи ветрогенератора
Функције које имплементира сваки елемент су следеће:
- Ротор: Он прикупља енергију ветра и претвара је у ротирајућу механичку енергију. Чак и при веома малим брзинама ветра, његов дизајн је критичан за окретање. Из претходне тачке се види да је дизајн сечива кључа за осигурање ротације ротора.
- Спојница или систем за подршку турбине: прилагодити ротационо кретање сечива ротационом кретању ротора генератора на који је спојен.
- Мултипликатор или мењач: При нормалној брзини ветра (између 20-100 км / х), брзина ротора је мала, око 10-40 обртаја у минути (о / мин); Да би генерисао електричну енергију, ротор генератора мора радити при 1.500 о / мин, тако да гондола мора садржавати систем који претвара брзину из почетне у коначну вредност. То се постиже механизмом сличним мењачу у аутомобилском мотору, који користи скуп више зупчаника за ротирање покретног дела генератора брзином погодном за производњу електричне енергије. Садржи и кочницу за заустављање ротације ротора када је ветар веома јак (више од 80-90 км / х), што може оштетити било коју компоненту генератора.
- Генератор: То је склоп ротор-статор који генерише електричну енергију, која се преко каблова инсталираних у торњу који подржава гондолу преноси до подстанице, а затим се доводи у мрежу. Снага генератора варира између 5 кВ за средњу турбину и 5 МВ за највећу турбину, иако већ постоје турбине од 10 МВ.
- Оријентациони мотор: Омогућава ротирање компоненти ради постављања гондоле у правцу преовлађујућег ветра.
- Носач за подршку: То је структурни ослонац генератора. Што је већа снага турбине, већа је дужина лопатица и, према томе, већа је висина на којој се мора поставити гондола. Ово додаје додатну сложеност дизајну торња, који мора издржати тежину агрегата. Сечиво такође мора имати високу структурну крутост да издржи јаке ветрове без ломљења.
- Весла и анемометри: уређаји смештени на задњој страни гондола који садрже генераторе; одређују правац и мере брзину ветра и делују на лопатице да их коче када брзина ветра пређе праг. Изнад овог прага постоји структурни ризик за турбину. Ово је обично дизајн типа турбине Савониоус.
Надам се да ћете са овим подацима сазнати више о ветротурбини и њеним карактеристикама.