Elektrownie wiatrowe, powszechnie znane jako farmy wiatrowe, to infrastruktura, która zamienia energię kinetyczną wiatru na energię elektryczną. Jest to zrównoważone podejście do wytwarzania energii elektrycznej, ponieważ wykorzystuje się energię odnawialną i ostatecznie pomaga w redukcji śladu węglowego poprzez zmniejszenie zużycia węgla, takiego jak paliwa kopalne i węgiel, w celu wytwarzania energii elektrycznej.
Elektrownie składa się ze zbioru turbin wiatrowych które są albo poziome albo pionowe. Wiatr wiejący z określoną prędkością i w określonym kierunku obraca łopatki wirnika na dużych obszarach farmy wiatrowe i wytwarza energię elektryczną poprzez zamianę energii kinetycznej na energię mechaniczną lub elektryczną.
Działanie turbiny wiatrowej jest podobne do działania normalnej turbiny w zakresie konwersji energii. Różnią się one konstrukcją, ponieważ turbiny wiatrowe są zaprojektowane w taki sposób, że wysokość i długość łopat wirnika są w tym samym stosunku. Mogą być umieszczane zarówno na lądzie, jak i na morzu, a nawet inne źródła wytwarzania energii odnawialnej, takie jak energia słoneczna, mogą być włączane w celu uzyskania lepszych wyników przy efektywnych i wydajnych kosztach.
Stwierdzono, że żywotność turbin wiatrowych wynosi ponad 20 lat w porównaniu z innymi alternatywnymi elektrowniami. efektywność takich elektrowni waha się od ok. 20-40%, ale wymaga konserwacji w regularnych odstępach czasu, co najmniej sześciu miesięcy.
Działanie elektrowni wiatrowej
Działanie turbin wiatrowych opiera się na zasadzie konwersji energii kinetycznej na mechaniczną lub elektryczną. Rozmiary wiatraków dostępnych specjalnie dla obszarów morskich wahają się od 100 KW do 36 MW, a inżynierowie nieustannie starają się zaprojektować turbinę wiatrową o mocy 10 MW, aby uzyskać lepszą wydajność.
Niezależnie od rozmiaru turbiny wiatrowe spełniają następujące funkcje:
- Wykorzystując moc naturalnej energii wiatru, turbiny wiatrowe mogą skutecznie obracać łopatą wirnika za pomocą maksymalna siła wiatru 55 mil na godzinę.
- W wyniku zmian ciśnienia powietrza łopatki uderzają z różną siłą, co powoduje obrót wału połączonego z łopatką.
- Wał ten połączony jest z przekładnią wyposażoną w koła zębate, które nie tylko przenoszą energię mechaniczną, ale także zwiększają prędkość obrotową ostrza ze skromnych 30–60 obr./min do imponujących 1000–1800 obr./min.
- generator jest napędzany siłą mechaniczną łopatek wirnika i ostatecznie wytwarza energię elektryczną.
- Wytworzony prąd elektryczny jest przetwarzany z prądu stałego na prąd przemienny za pomocą przetwornicy napięcia, a napięcie jest zwiększane za pomocą transformatora podwyższającego napięcie.
- Następnie energia elektryczna wytworzona przez turbinę wiatrową jest gromadzona w punkcie zbiorczym farmy wiatrowej i dostarczana do odbiorców z różnych sektorów gospodarki.
Zobacz także: Czym jest Wirtualna Elektrownia (VPP)?
Rodzaje elektrowni wiatrowych (turbin wiatrowych)
Biorąc pod uwagę oś obrotu, turbiny wiatrowe klasyfikuje się na:
- Turbiny wiatrowe o osi poziomej (HAWT):Końcówka wału jest skierowana w tym samym kierunku co wiatr i przypomina wiatraki, są one powszechniej używane. Do obracania większych turbin, czujniki wiatru i serwomechanizmy są używane. Łopatki wirnika są zamontowane prostopadle na poziomym wale do ziemi.
- Turbina wiatrowa o pionowej osi obrotu (VAWT): Jest rzadziej używany, ponieważ jest droższy i wymaga więcej miejsca. Tutaj łopaty wirnika są zamontowane na pionowym wale równolegle do podłoża. Jest również trudniejszy w instalacji.
Polecamy: Czym jest turbina wodna?
