Turbiny wiatrowe

Najczęściej obecnie spotykaną turbiną wiatrową jest turbina śmigłowa trójpłatowa (rzadziej dwu- lub jednopłatowa, ewentualnie o większej liczbie łopat), o poziomej osi obrotu, zamocowanym w gondoli. Całość umieszczona jest na wieży. Turbiny tego typu są najczęściej wielkich rozmiarów i mocy rzędu kilku MWh.

Coraz bardziej jednak popularność i nieporównywalną wydajność zyskują turbiny wiatrowe o pionowej osi obrotu. W naszej ofercie znajdą Państwo turbiny AEROCOPTER 2kW i AEROCOPTER 6kW. To są małe wiatraki, dedykowane do gospodarstw domowych, rolnych, firm, szkół, jst oraz wielu innym odbiorcom. Są bardzo sprawne. Zaletą ich jest niewielki ciężar, dlatego zaczynają się obracać już przy prędkości wiatru 0,5m/s. Aby jednak napięcie elektryczne miało odpowiednie parametry użytkowe wystarczy już wiatr o prędkości 3m/s. To naprawdę nie wiele. Ich specjalna konstrukcja sprawia że nie ważne jest z której strony wieje wiatr, obracają się od razu. Są bardzo ciche, praktycznie niesłyszalne. Są doskonałą alternatywą dla rejonów, gdzie wiatry bywają prawie codziennym zjawiskiem. Doskonale uzupełniają się z instalacją fotowoltaiczną. Mogą pracować w układzie off gride – ładować akumulatory lub bezpośrednio poprzez grzałki zmagazynować energię w postaci cieplnej w większym zasobniku na wodę. Mogą również pracować w systemie on-gride – poprzez dodany falownik, wytworzona i niewykorzystana energia elektryczna zostanie oddana do sieci energetycznej a w innym czasie można będzie ją sobie odebrać. Dokładnie na takiej samej zasadzie jak w przypadku fotowoltaiki.

Wiatr jako nośnik energii wykorzystywano już w starożytności. Około 1800 lat temu w krajach śródziemnomorskich i w Chinach pojawiły się pierwsze silniki wiatrowe. W Babilonii wykorzystywano je do osuszania mokradeł, a w innych krajach do nawadniania pól (napęd pomp wodnych w systemach irygacyjnych). W VIII wieku w Europie pojawiły się duże wiatraki 4-skrzydłowe, w których budowie wyspecjalizowali się Holendrzy. We wczesnym średniowieczu silnik wiatrowy znalazł zastosowanie w młynach prochowych. Jednocześnie w niektórych krajach na terenach polderowych stosowano wiatraki przepompowujące wodę w celu osuszenia terenu uprawy. Największą rolę energia wiatru odgrywała w XVI wieku, a w 1850 roku, ogólna moc młynów napędzanych wiatrem wynosiła 1 TW. Turbiny wiatrowe najbardziej rozwinęły się na terenach Danii i Holandii.
1950 – Johannes Juul, duński konstruktor i uczeń Poula la Cour’a zbudował siłownię wiatrową z generatorem prądu przemiennego.
1957 – Johannes Jull projektuje i buduje na wybrzeżu Gedser w Danii elektrownię wiatrową, której założenia techniczne do dziś są uważane za nowoczesne – siłownia o mocy 200 kW posiadała trójpłatowy wirnik zwrócony przodem do wiatru (up-wind), generator asynchroniczny, mechanizm ustawiania kierunku, hamulce aerodynamiczne oraz regulację mocy poprzez zmianę kąta natarcia łopat. Turbina Gedsera pracowała podłączona do sieci przez ponad 11 lat. W 1960 roku uległa awarii, zakupiona została przez amerykańską agencję NASA, gdzie używana była w programie badawczym nad przygotowaniem nowych technologii.
Po raz pierwszy moc wiatru do produkcji prądu wykorzystano pod koniec XIX wieku, czyli w tym samym okresie, w którym powstawały wielkie wynalazki takie jak telefon, radio, czy samochód z silnikiem benzynowym. Pierwsze turbiny wiatrowe nie były jeszcze dobrze dopracowane i szybko ulegały uszkodzeniom. Ich konstruowaniem zajmowali się wyłącznie pasjonaci i nie miało to większego znaczenia dla przemysłu energetycznego. Pierwszą turbinę wiatrową, która produkowała prąd stworzył amerykański biznesmen i naukowiec Charles Brush. Turbina ta była zbudowana z około 140 drewnianych łopat, a ich rozpiętość (średnica) wynosiła 17m. Moc tego urządzenia wynosiła tylko 12 kW, to mniej więcej tyle ile potrzebują 3-4 domy jednorodzinne na cele oświetlenia i urządzeń elektrycznych.
Turbiny wiatrowe były dla mieszkańców wsi w ówczesnych czasach jedynym dostępnym źródłem elektryczności. W 1960 roku na świecie wykorzystywano ponad 1 milion siłowni wiatrowych. Ponowny wzrost zainteresowania szerszym wykorzystaniem energii wiatru (do celów energetycznych) nastąpił po kryzysie energetycznym w 1973 roku.
Współczesne turbiny wiatrowe osiągają moc nawet 200 razy większą. Pierwsze turbiny wiatrowe nie dostarczały prądu do sieci elektroenergetycznej, tak jak jest to obecnie. Ich praca polegała na ładowaniu akumulatorów. Dzięki takim generatorom, gospodarstwa domowe zwłaszcza na wsi, miały prąd.
Turbiny powinno umieszczać się w takich miejscach ,gdzie warunki dotyczące wietrzności będą spełnione oraz być odpowiednio wysokie. Nie wszędzie więc takie rozwiązanie się sprawdzi. Przed podjęciem decyzji temat powinien być poprzedzony wykonaniem pomiarów i badaniem wietrzności na danym terenie. W gospodarstwach najlepiej stosować połączenie instalacji fotowoltaicznej z turbiną o mniejszej mocy (instalacje tzw. hybrydowe), która uzupełni cały bilans energetyczny.
Na przestrzeni lat energetyka wiatrowa zyskała ogromną popularność. Obecnie 80 państw na świecie wykorzystuje wiatr do produkcji prądu. W niektórych jest to najpopularniejszy sposób wytwarzania prądu. Obecnie buduje się farmy wiatrowe skupiające kilkadziesiąt pojedynczych turbin. Są to elektrownie wiatrowe, które podobnie do tradycyjnych elektrowni węglowych oddają wytworzony prąd do sieci elektroenergetycznej. Moc takiej elektrowni wiatrowej jest niewiele mniejsza niż niektórych elektrowni węglowych.

Czytaj mniej …