Energija vetra je ena od razpoložljivih oblik sončne energije. Nastajanje vetrov nastane zaradi neenakomernega segrevanja atmosfere zaradi sončne svetlobe, nepravilnosti zemeljske površine in naravne rotacije Zemlje. Smer vetrnih tokov je spremenljiva in popolnoma odvisna od površine terena, prisotnosti vodnih teles, vegetacije. Za uporabo in preoblikovanje koristi narave že več let ljudje uporabljajo horizontalne vetrne turbine. S takšnimi nastavitvami človeštvo pretvarja gibanje zračnih mas v mehansko in nato v električno energijo.
vetrna turbina Trilopate z vodoravno osjo vrtenja
Uporaba vetrne energije s strani človeštva se je začela pred več stoletji, ko so se pojavile prve vetrnice, ki so zibale vodo, drobile zrnje in tako naprej.
Najpogosteje uporabljen model horizontalnih vetrnih turbin je trilupat.S pritrditvijo takšne naprave na stabilno povišano površino je mogoče zagotoviti elektriko kot zgradbo in majhno naselje.
Kaj je vetrna turbina
Horizontalne vetrne turbine so sodobne naprave, ki služijo za obdelavo kinetične energije vetra v mehansko energijo in nato v električno energijo. Glede na njihov namen so te naprave razdeljene v dve kategoriji: industrijska in gospodinjska.
Vetrne turbine, ki se uporabljajo v industriji, se pogosto kombinirajo v velike in srednje kompleksne, medtem ko sprejemajo vetrne elektrarne. Gradnja kompleksov takšnih lestvic si lahko privoščite samoprecej velikih energetskih korporacij.
Nekateri modeli domačih vetrnih turbin se lahko upravljajo samostojno, brez neposredne povezave z električnim omrežjem. Razvili so tudi modele naprav z modulom enosmernega toka - posebej izdelani za delo na sončnih kolektorjih in so lahko del domačega elektroenergetskega sistema.
Šteje se, da je uporaba domačih vetrnih generatorjev neučinkovita:
- visoki stroški pretvorniškega pretvornika;
- visokokakovostne akumulatorske baterije.
Za izvedbo zanesljivega električnega napajanja naprave se včasih takemu sistemu doda dizelski generator, ki je po nabavni vrednosti nekje enak instalaciji.
Danes je najučinkovitejša z ekonomskega vidika pridobivanje ne samo mehanske energije, ampak tudi konstantnega električnega toka spremenljive frekvence. Ta tok se nadalje preoblikuje s šotori v koristni toploti za ogrevanje centralnega ogrevanja ali vodovodnega sistema.
V odseku domačih vetrnih turbin obstajajo elektrarne z zmogljivostjo do 100 kW. Treba je opozoriti, da se naprave z zmogljivostjo manj kot 1 kW nanašajo na gospodinjske aparate, ki so najpogosteje nameščeni v podeželskih hišah, na kmetijah ali jahtah.
Kako instalacija deluje
Pri prehodu vetra skozi turbino pride do rotacije lopatic instalacije zaradi kinetične energije vetra. To delovanje prisili notranjo gred, da se neposredno vrtipriključen na gonilo.Posledično narašča hitrost vrtenja in notranja gred, povezana z generatorjem, ki proizvajajo električno energijo.
Horizontalne osi vetrne turbine
Vetrne turbine so pogosto sestavljene iz jeklenega votlega jambora, katerega višina je lahko od 10 do 100 metrov;rotor turbine;lopate;os generatorja;generator;menjalnik;pretvornik in baterija.
Sodobne horizontalne vetrne turbine so opremljene s posebno opremo, ki lahko neodvisno oceni vpliv okoliških dejavnikov in samodejno vrne opremo v smeri vetra, spremeni kot obračanja ali "korak" lopatic za optimalno rabo energije.
Kaj so sorte
Glede na število lopatic so vetrne turbine razdeljene v eno-, dvo-, tri- in večstopenjske.
- Enojne vetrne turbine so sestavljene iz enega rezila in protiuteži, ki delujejo kot uravnotežilni mehanizem v sistemu.Glavna prednost teh naprav je visoka hitrost vrtenja zaradi nižjega momenta vztrajnosti.Poleg tega ima rotor tega modela nižje stroške zaradi majhnega števila rezil.Danes poteka proizvodnja generatorjev z enojnim trupom z zmogljivostjo do 10 kW.
- Dvosedežne vetrne turbine so sestavljene iz 2 rezil.Glavna prednost takšnih instalacij je ravnovesje rotorja v poljubnih kotnih legah.Takšna prednost je bila ugotovljena pri samodejnih dvižnih napravahmajhnih in srednje velikih zmogljivosti.
- Naprave Trilopate so danes najbolj razširjeni in priljubljeni modeli, katerih nazivna moč sega od nekaj vatov do 7 MW.
Multipolne rastline imajo veliko število rezil, ki lahko dosežejo 50 kosov. Takšne instalacije so bile najbolj razširjene na področju vetrnih črpalk.
Prednosti in slabosti
Vgradnja vetrne turbine in stebra na kraju samem
Slabosti takšnih sistemov je mogoče varno pripisati:
V zadnjih letih se trg vetrnih turbin zaganja. Za majhno vsoto, ki jo že danes lahko kupite sodoben veter generator v celoti zagotavlja avtonomno moč za vašo državo hišo ali zasebni dom za več let.
Največkrat je vetrna turbina z močjo 1 kW, s povprečno hitrostjo vetra 7 m /s, zadostna za vzdrževanje hiše.V primeru, da vetrna turbina ni nameščena v vetrni coni, se dodatno izvede namestitev fotonapetostne sončne celice.
