Gli impianti eolici, comunemente noti come parchi eolici, sono le infrastrutture che convertono l'energia cinetica del vento in energia elettrica . Si tratta di un approccio sostenibile alla produzione di elettricità, poiché utilizza energie rinnovabili e contribuisce a ridurre l'impronta di carbonio, diminuendo il consumo di combustibili fossili e carbone per la produzione di energia elettrica.
Le centrali elettriche sono costituite da un insieme di turbine eoliche, di tipo orizzontale o verticale. Il vento, soffiando a una determinata velocità e in una specifica direzione, fa ruotare le pale del rotore sulle ampie superfici dei parchi eolici , generando elettricità tramite la conversione dell'energia cinetica in energia meccanica o elettrica.
Il funzionamento di una turbina eolica è come quello di una turbina normale nella conversione dell'energia. Differiscono nella struttura poiché le turbine eoliche sono progettate in modo tale che l'altezza e la lunghezza delle pale del rotore siano nello stesso rapporto. Queste possono essere posizionate su aree terrestri così come al largo della costa e anche altre fonti di generazione di energia rinnovabile come l'energia solare possono essere incorporate per risultati migliori a costi efficaci ed efficienti.
Rispetto ad altre fonti di energia alternative, la durata di vita delle turbine eoliche supera i 20 anni. L' efficienza di questi impianti si aggira tra il 20% e il 40% , ma richiedono interventi di manutenzione a intervalli regolari di almeno sei mesi.
Funzionamento di un impianto eolico
Il funzionamento delle turbine eoliche si basa sul principio della conversione dell'energia da cinetica a meccanica o elettrica. Le dimensioni disponibili di mulini a vento specificamente per le aree offshore vanno da 100 KW a 36 MW e gli ingegneri si impegnano costantemente per progettare una turbina eolica da 10 MW per una migliore efficienza.
Indipendentemente dalle loro dimensioni, le turbine eoliche hanno le seguenti funzioni:
- Sfruttando la potenza dell'energia eolica naturale, le turbine eoliche possono far ruotare efficacemente la pala del rotore utilizzando un forza massima del vento di 55 km/h.
- Le pale vengono colpite con forza variabile a causa delle variazioni della pressione dell'aria, facendo girare l'albero collegato alla pala.
- Questo albero è ulteriormente collegato a un riduttore dotato di ingranaggi che non solo trasmettono energia meccanica, ma aumentano anche la velocità di rotazione della lama da un modesto 30-60 giri/min a un impressionante 1000-1800 giri/min.
- Migliori il generatore è azionato dalla forza meccanica delle pale del rotore e alla fine produce energia elettrica.
- L'elettricità generata viene convertita da CC a CA mediante un convertitore di potenza e la tensione viene aumentata mediante un trasformatore elevatore.
- Infine, l'elettricità generata dalla turbina eolica viene raccolta nel punto di raccolta del parco eolico e fornita ai consumatori di vari campi.
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Tipi di impianti eolici (turbine eoliche)
In base all'asse di rotazione le turbine eoliche vengono classificate come:
- Turbine eoliche ad asse orizzontale (HAWT): La punta dell'albero è nella stessa direzione del vento e assomiglia ai mulini a vento, che sono più comunemente usati. Per far girare turbine più grandi, sensori del vento e vengono utilizzati i servocomandi. Le pale del rotore sono montate perpendicolarmente su un albero orizzontale al suolo.
- Turbina eolica ad asse verticale (VAWT): È meno comunemente utilizzato perché è più costoso e richiede più spazio. Qui le pale del rotore sono montate su un albero verticale parallelo al terreno. È anche più difficile da installare.
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