Třídy, konstrukční charakteristiky a schéma provozu větrných turbín

Přírodní energetické zdroje Země se neustále zmenšují, což vede k neustálému hledání lidstva po stále nových, alternativních a obnovitelných zdrojích energie, které zajišťují jeho život, jak nyní, tak i v budoucnu. Jedním z takových alternativních a obnovitelných zdrojů energie je energie obsažená ve větrné energii.

První větrná turbína, která využívala větrnou energii k výrobě elektřiny, byla postavena v Dánsku na konci devatenáctého století. Od té doby lidstvo neustále využívá větrnou energii, zejména v těžko dostupných oblastech, kde nelze využít jiné zdroje energie. Využití větrné energie samozřejmě není v takovém měřítku, jaké bychom si přáli.

Jaký je princip větrného generátoru pro výrobu elektřiny?

Zde se vše odehrává zcela jednoduše.Vítr svým tlakem roztáčí kolo s lopatkami, které přes převodovku přenáší výsledný točivý moment na hřídel generátoru větrné turbíny... Hřídel s rotorem větrného generátoru rotujícím ve svém statoru nám generuje stejnosměrný elektrický proud .

Sada baterií skládající se z jedné nebo více baterií, která je součástí návrhu WPP (Větrná elektrárna) — slouží jako zásobník pro „přebytečnou“, v současnosti nevyužitou elektřinu, která je v případě potřeby předávána spotřebitelům, například v době nepřítomnosti větru. Zařízení pro přeměnu napětí (střídač) má svou funkcí přeměnu stejnosměrného elektrického proudu na střídavý, se síťovým napětím 220V a frekvencí 50Hz.

Moderní průmysl vyrábí větrné turbíny (WPP) od těch nejmenších, například G-60 s pěti lopatkami o průměru pouhých 0,75 m a hmotnosti pouhých 9 kg o výkonu cca 60 W, až po velké průmyslové větrné turbíny průměr kola cca 60m.

Nyní přejděme k základním principům používaným při klasifikaci větrných turbín.

Klasifikace větrných turbín podle osy otáčení.

Co se týče umístění osy otáčení jeho rotoru - větrné generátory jsou k dispozici s horizontální a vertikální osou otáčení.

• Nejoblíbenější větrné generátory na světě s horizontální osou otáčení rotoru, kdy je tato osa rovnoběžná se zemským povrchem. Tento typ větrné turbíny se lidově nazývá „větrné mlýny“. Osa takových větrných generátorů se i při jeho malé síle automaticky otáčí k větru.

• Lopatky větrné turbíny se svislou osou rotace se otáčejí v rovině kolmé k rovině zemského povrchu.Zde není nutné otáčení samotné turbíny ve směru větru, protože vítr ze všech možných směrů turbínu v každém případě otočí. V jakémkoli směru větru má turbína se svislou osou rotace pouze polovinu lopatek směřujících do větru, takže u takových generátorů je polovina jejich výkonu vlastně promarněna.

Větrné turbíny se svislou osou rotace se poměrně snadno instalují a udržují, protože jejich generátor a převodovka jsou umístěny na povrchu země. Nevýhody generátorů se svislou osou rotace zahrnují jejich nákladnou instalaci a poměrně velkou plochu. takovým generátorem ve srovnání s generátorem s horizontální osou otáčení.

Pokud jde o oblasti použití generátorů s různými osami rotace lopatek, je třeba říci, že větrné generátory s horizontální osou rotace jsou častěji využívány pro průmyslovou výrobu energie, i když v soukromém sektoru je jich mnoho. populace. Větrné turbíny s vertikální osou se používají hlavně k výrobě elektřiny v chatových osadách a malých soukromých farmách.

Klasifikace větrných turbín podle počtu lopatek.

Podle počtu lopatek jsou větrné generátory dvoulisté, třílisté a vícelisté, kde počet lopatek turbín je cca 50 kusů a více.

Vícelopatkové větrné turbíny se používají tam, kde je samotný fakt velkého počtu otáček její turbíny nutný např. k pohonu čerpadla pro čerpání vody apod. Pro účely výroby elektřiny se takové větrné turbíny ve skutečnosti nepoužívají .

Klasifikace podle materiálu použitého k výrobě čepelí.

Zde se rozlišují následující třídy větrných turbín:

• Plovoucí generátory neboli „sailwalkers“.

• Generátorové sady s pevnými lopatkami.

Všimněte si, že výroba plachetních lopatek je mnohem jednodušší a levnější než pevná lopatka vyrobená z kovu nebo sklolaminátu.

Listy plachetního typu obyvatelstvo téměř nepoužívá, protože potahový materiál takových listů vyžaduje jeho výměnu téměř po každém „vážnějším“ větru.

Klasifikace větrných turbín podle stoupání vrtule.

Z hlediska této metriky mají všechny větrné turbíny vrtule s pevným a variabilním stoupáním. Je zřejmé, že proměnlivé stoupání vrtule větrné turbíny vede k výraznému zvýšení rozsahu optimálních rychlostí otáčení jejích lopatek. Zároveň je však mechanismus zajišťující tyto funkce větrným generátorům poměrně složitý a bere kov - což do značné míry vede ke zvýšení nákladů na konstrukci samotného větrného generátoru a také ke snížení jeho spolehlivosti v provozu. .

Moderní větrné turbíny v soukromém sektoru

Závěr.

Nakonec, když uděláme malé shrnutí námi prezentovaného materiálu, řekneme, že na světě existuje mnoho projektů a klasifikací větrných elektráren. Každý z nás proto pro svou optimální volbu ve svém hospodářství potřebuje patřičné znalosti, které se vám snažíme poskytnout v našich článcích.