V svetu obnovljivih virov energije izstopata dve ključni obliki proizvodnje: sončna energija in energija vetra. Medtem ko sončna energija pretvarja sončno sevanje v električno energijo prek sončnih kolektorjev, se energija vetra osredotoča na izkoriščanje moči vetra prek vetrnih turbin. Te naprave so bistvenega pomena za pretvorbo kinetične energije vetra v uporabno električno energijo.
P vetrne turbine Po svoji zasnovi so zapleteni in zahtevajo predhodne študije, da se zagotovi, da je njihova namestitev donosna in učinkovita. Obstajajo različne vrste in tehnologije, povezane z vetrnimi turbinami, ki se razlikujejo glede na njihovo uporabo in zmogljivost proizvodnje električne energije. V tem članku boste podrobno izvedeli vse, kar je povezano z vetrnimi turbinami.
Značilnosti vetrne turbine
Pretvorba vetrnih turbin kinetična energija vetra v električno energijo preko lopatic, ki se vrtijo zaradi sile vetra. Ta rezila se lahko vrtijo med seboj 13 in 20 obratov na minuto (rpm), odvisno od tehnologije vetrne turbine in hitrosti vetra ves čas. Na hitrost vrtenja vplivajo tudi materiali rezil; Lažja rezila se hitreje vrtijo.
Večjo hitrost kot dosežejo lopatice, večja je količina energije, ki jo ustvari vetrna turbina, kar poveča njeno učinkovitost. Vendar pa je za zagon naprave najprej potrebno pomožno napajanje. Ko se zažene, veter postane edini dejavnik vrtenja lopatic.
Eden najbolj opaznih vidikov vetrnih turbin je njihov Dolga življenjska doba, ki presega 25 let. Čeprav so stroški namestitve in začetni stroški lahko visoki, dolg čas delovanja omogoča amortizacijo naložbe in ustvarjanje gospodarskih koristi. Poleg tega, ker gre za čisto energijo, prispeva k zmanjšanje emisij onesnaževal in k zmanjšanju uporabe fosilnih goriv.
Napredek v tehnologiji ni le podaljšal uporabne življenjske dobe vetrnih turbin, temveč jih je naredil tudi učinkovitejše, olajšal je njihovo namestitev na bolj optimalnih lokacijah za čim večji zajem vetrne energije.
operacija
Proces pretvorbe energije v vetrni turbini poteka v več fazah, od katerih je vsaka ključna za pretvorbo vetrne energije v električno:
- Samodejna orientacija: Vetrna turbina se samodejno usmeri, da kar najbolje izkoristi energijo vetra. To je mogoče zaradi podatkov, ki jih beležita lopatica in anemometer, ki omogočata, da se gondola vrti v pravo smer.
- Vrtenje rezila: Ko veter doseže hitrost približno 3,5 m/s, začne vrteti lopatice. Za optimizacijo proizvodnje energije je idealna hitrost vetra 11 m/s. Če ta hitrost preseže 25 m/s, se rezila postavijo v položaj zastavice, da se prepreči prekomerna napetost in zaviranje sistema.
- Množenje: Vrtenje rotorja poganja počasno gred, ki s pomočjo multiplikatorja poveča svojo hitrost s 13 vrt/min na približno 1.500 vrt/min.
- Generacija: Vrtilna energija se prenaša v generator, kjer se pretvori v električno energijo.
- Evakuacija: Proizvedena električna energija se prenaša skozi stolp do transformatorske postaje, kjer se njena napetost dvigne, preden se vbrizga v električno omrežje za distribucijo do odjemnih mest.
- Spremljanje: Ta postopek zagotavlja pravilno delovanje vetrne turbine. Kritični sistemi so stalno nadzorovani iz transformatorske postaje in nadzornega centra, kar omogoča hitro odkrivanje in reševanje morebitnih incidentov.
Vrste vetrnih turbin
Obstajata dve glavni kategoriji vetrnih turbin, ki sta razvrščeni glede na os rotorja ali moč, ki jo lahko zagotovijo.
Glede na os rotorja
Navpična os
Ta vrsta vetrne turbine je nesmernost in ne potrebuje orientacijskih sistemov, kar olajša namestitev in vzdrževanje. Poleg tega so njegovi sestavni deli, kot sta generator in množilnik, poravnani s tlemi, kar poenostavlja njegovo konstrukcijo in zmanjšuje stroške. Vendar pa je njegova glavna pomanjkljivost ta Imajo nižjo učinkovitost kot tisti z vodoravno osjo in zahtevajo zunanje sisteme za zagon vrtenja rezil.
Vodoravna os
Vetrne turbine vodoravna os So najpogostejši in učinkoviti. Njegova zasnova omogoča doseganje višjih hitrosti vrtenja in zato zahteva manj množitve vrtljajev. Poleg tega, ker so višji, lahko bolje izkoristijo vetrno energijo na velikih nadmorskih višinah.
Glede na dobavljeno moč
V funkciji dobavljeno moč, so vetrne turbine razdeljene v tri razrede:
- Nizka moč: Ponujajo moči do 50 kW in se uporabljajo v aplikacijah, kot je črpanje vode ali oskrba z električno energijo na izoliranih območjih.
- Polovična moč: So v razponu od 150 kW in se uporabljajo za dobavo energije v omrežje na podeželju ali izoliranih krajih.
- Velika moč: Zagotavljajo energijo v komercialnem obsegu, njihova proizvodnja pa lahko doseže do nekaj gigavatov.
Danes se v vetrnih elektrarnah za učinkovito in ekonomično proizvodnjo električne energije največ uporablja oprema z veliko močjo, ki prispeva k boju proti podnebnim spremembam.
Sektor obnovljivih virov energije se še naprej razvija, ki ga vodi potreba po zmanjšanju emisij toplogrednih plinov in ublažitvi vpliva podnebnih sprememb. Zlasti vetrne turbine so doživele pomemben tehnološki napredek, ki jim omogoča, da proizvedejo več električne energije in imajo daljšo življenjsko dobo. S temi informacijami boste bolje razumeli delovanje vetrnih turbin in njihovo ključno vlogo v prihodnosti čiste energije.