Turbina wiatrowa
Bartek | 04/04/2010 | 0 komentarzy
Jak działa turbina wiatrowa?
Wiatry powstają na skutek nierównomiernego ogrzewania atmosfery przez Słońce, nierówności ukształtowania powierzchni ziemi, a także przez ruch obrotowy planety. Wiatr wykorzystujemy do żeglowania, puszczania latawców lub do wytwarzania energii elektrycznej.
Pojęcie energii wiatrowej opisuje proces, w którym energia kinetyczna wiatru wykorzystywana jest do wytwarzania energii mechanicznej lub elektryczności.
Zatem jak turbiny wiatrowe wytwarzają elektryczność?
Turbina wiatrowa działa w odwrotny sposób do wentylatora. Zamiast wykorzystywać elektryczność do wytwarzania ruchu powietrza (wiatru), turbiny wykorzystują wiatr do produkcji prądu. Wiatr porusza łopaty, które napędzają wałek połączony przez przekładnie z wałkiem generatora (prądnicy). W generatorze cewki znajdujące się na wałku (rotorze) obracają się indukując zmienną siłę elektromotoryczną w uzwojeniu stojana (nieruchomej części związanej z obudową).
Wytwarzany prąd przesyłany jest później przez linie przesyłowe do odbiorników np. do domów.
Typy turbin wiatrowych
Obecnie wykorzystywane turbiny wiatrowe możemy podzielić na dwie grupy:
- turbiny poziome – o osi obrotu wiatraka poziomej do podłoża
- turbiny pionowe – oś obrotu pionowa.
W znacznej większości wykorzystuje się obecnie turbiny poziome z dwoma lub trzema łopatami zamontowanymi na obrotowej (pełne 360 stopni) gondoli, która zapewnia stałe ustawienie łopat pod wiatr.
Rozmiary turbin wiatrowych
Farma wiatraków na lądzie
Turbiny są budowane w różnych rozmiarach od takich generujących 100 kW energii aż po największe produkujące kilka megawatów. Większe turbiny budowane są grupowo tworząc tzw. farmy wiatrowe.
Mniejsze turbiny, poniżej 100 kW, wykorzystywane są do zasilania pojedynczych domów, anten telekomunikacyjnych czy stacji pomp. Natomiast gdy małe turbiny łączone się z akumulatorami czy panelami fotowoltaicznymi mamy do czynienia z tzw. systemem hybrydowych.
Farma wiatraków na morzu
Zalety
Energia wiatrowa jest przede wszystkim czystym źródłem energii. Wiatr nie zanieczyszcza powietrza jak elektrownie konwencjonalne na paliwa kopalne. Jest energią odnawialną ponieważ powstaje podczas ogrzewania atmosfery przez Słońce i przez ruch obrotowy samej planety.
Wiatr jest jednym z najtańszych źródeł energii odnawialnej dostępnej na co dzień. W krajach rozwiniętych gdzie energia wiatrowa jest powszechnie wykorzystywana, cena kilowatogodziny to ok. 4 do 6 centów. Tańsza bywa tylko energia jądrowa.
Turbiny wiatrowe mogą być budowane w zasadzie wszędzie tam gdzie siła wiatru jest wystarczająca by taka inwestycja była opłacalna. Wiatraki często powstają na farmach gdyż zajmują bardzo niewielką przestrzeń i potrafią pokryć zapotrzebowanie na energie średniej wielkości gospodarstwa.
Wady
Energia wiatrowa musi się zmagać z wciąż utrzymującym się popytem na konwencjonalne źródła energii. Farmy wiatrowe mogą być budowane tylko w miejscach wietrznych, a nie wszędzie jest to możliwe.
Ponadto do takich farm należy doprowadzić linie przesyłowe dostarczające prąd do odbiorców.
Szczególnie duże znaczenie ma problem przesyłu elektryczności z farm wiatrowych budowanych na otwartym morzu. Są to dodatkowe inwestycje.
Jednakże elektrownie wiatrowe mają relatywnie niewielki wpływ na środowisko w porównaniu z konwencjonalnymi elektrowniami. W wyniku postępu technologicznego większość wątpliwości i problemów dotyczących turbin wiatrowych jak: hałas, względy wizualne czy problem ptaków uderzających w obracające się łopaty, zostało rozwiązanych całkowicie lub wszystko jest na dobrej drodze by te kwestie wyeliminować.
Słoneczna wieża
Elektrownia atomowa w Polsce
Węgiel
Energia geotermalna