Un větrná turbína Je to zařízení určené pro přeměňují kinetickou energii větru na elektrickou energii pomocí rotoru a generátoru. Tyto větrné turbíny jsou rozděleny do dvou hlavních typů: vertikální osy větrných turbín a horizontální osy větrných turbín. Oba mají jedinečné vlastnosti a používají se v různých situacích v závislosti na prostředí a potřebách instalace.
Druhy větrných turbín
Existují dvě hlavní kategorie větrných turbín:
- Větrná turbína s vertikální osou (VAWT): Dokáže zachytit vítr z jakéhokoli směru a má nízkou úroveň produkce energie, díky čemuž je ideální pro místa s nízkou intenzitou větru nebo městské oblasti, kde předpisy brání instalaci velkých konstrukcí.
- Větrná turbína s horizontální osou (HAWT): Nejpoužívanější je ve velkých větrných elektrárnách. Jeho účinnost je větší a lépe se používá v oblastech, kde je větší a stálejší vítr.
Vertikální osa větrná turbína
Větrné turbíny s vertikální osou, známé jako VAWT, jsou takové, ve kterých je osa rotoru svislá vzhledem k zemi. Jednou z jejich hlavních výhod je, že nepotřebují orientační mechanismy k zachycení větru, protože mohou fungovat nezávisle na směru větru. Elektrický generátor může být navíc umístěn na zemi, což usnadňuje údržbu.
Tyto větrné turbíny mají a nižší energetická účinnost ve srovnání s těmi s horizontální osou, ale jsou stále účinné v oblastech, kde je rychlost větru nízká nebo se mění. Navíc vyžadují motorizované spouštění, protože ve většině případů nemohou nastartovat samy.
Typy větrných turbín s vertikální osou
V rámci VAWT existuje několik podtypů:
1. Savoniova větrná turbína
El Savonius Je to jeden z nejjednodušších a nejrobustnějších modelů. Vyznačuje se tím, že má dva vodorovně posunuté půlkruhy, kterými prochází vítr a vytváří rotační pohyb. I když je jeho účinnost nízká, je to dobrá volba tam, kde jsou vyžadovány systémy s nízkou údržbou.
2. Větrná turbína Giromill
Tento typ větrné turbíny má a sada vertikálních lopatek spojeny do dvou tyčí, které tvoří svislou osu. Jeho energetická kapacita se pohybuje mezi 10 a 20 kW, což z něj činí účinnější volbu než Savonius pro malé obytné nebo komerční instalace.
3. Větrná turbína Darrieus
El Darrieusi Jde o pokročilejší typ, který je tvořen dvě nebo tři bikonvexní čepele. Jeho konstrukce umožňuje větrné turbíně lépe využívat vítr v širokém rozsahu rychlostí. Jeho nevýhodou je však nutnost použití rotoru Savonius nebo jiného systému pro jeho spuštění.
Provoz větrné turbíny s vertikální osou
Provoz VAWT Je to poměrně jednoduché. Lopatky se otáčejí poháněné silou větru pohybujícího se v různých směrech. Tyto větrné turbíny jsou vždy v souladu s větrem, což jim umožňuje pokračovat v provozu i při nízké rychlosti větru.
Protože jsou kompaktnější, větrné turbíny s vertikální osou generují méně energie ve srovnání s jejich protějšky s horizontální osou. Jsou však dostatečně účinné pro aplikace jako např vytápět dům, mějte rozsvícená světla nebo dokonce dobíjet elektromobil.
Větrné turbíny s horizontální osou
Větrné turbíny s horizontální osou jsou nejčastější, zejména ve velkých větrné farmy. Tyto větrné turbíny mají lepší energetický výkon díky své schopnosti vyrábět energii efektivněji z vysokých rychlostí větru.
Komponenty těchto větrných turbín jsou umístěny v gondole umístěné v horní části věže. Rotor, který se skládá ze tří lopatek, zachycuje vítr a generuje rotační pohyb, který je znásoben přes převodovku k výrobě elektřiny. Tento pohyb, generovaný větrem, je přenášen do generátoru, který vytváří energii, která je transportována do sítě.
Která větrná turbína je účinnější?
L horizontální osy větrných turbín Obvykle jsou účinnější. To proto, že mohou dosáhnout vyšší rychlosti otáčení a lépe využít vítr ve vyšších nadmořských výškách, kde je rychlost větru stálejší a silnější. Navíc vyžadují méně převodů pro zvýšení rychlosti otáčení, což umožňuje lépe využít kinetickou energii větru.
Inovace ve větrných turbínách
V posledních letech jsme svědky velkých inovací ve větrné technice. Jedním z nejslibnějších byl Vortexové bezlopatkové mlýny, vyvinutý španělskou společností. Tento typ větrné turbíny bez pohyblivých částí má za cíl snížit náklady na údržbu a eliminovat vizuální dopad, který velké tradiční větrné turbíny vytvářejí na krajinu.
Dalším ambiciózním projektem je Větrný strom. Tento design využívá 72 turbín ve tvaru lopatky, uspořádaných na mechanickém stromě, který generuje energii s velmi slabým větrem. Tento typ struktury by byl ideální pro umístění ve městech, které poskytují obnovitelný a esteticky příjemný zdroj energie.
Historické a moderní využití větrných turbín
Využití větrné energie není žádnou novinkou. První větrné mlýny sloužily k čerpání vody nebo mletí obilí ve venkovských oblastech. Bylo to však v 70. letech, kdy Dánsko se skutečně zavázala k rozsáhlé větrné energii, což této zemi umožnilo stát se hlavním výrobcem větrné techniky.
Dnes větrné turbíny, které začínaly jako malá zařízení ve venkovských oblastech, ustoupily obřím větrným elektrárnám, které generují stovky megawattů čisté energie pro spotřebu po celém světě. Velké společnosti jako Siemens y Vestas Vedou výrobu těchto technologií.
Budoucnost větrných turbín zahrnuje zásadní vývoj z hlediska účinnosti a nákladů. Očekává se, že s instalací plovoucí turbíny Pobřežní větrná energie bude hrát ještě důležitější roli při přechodu na obnovitelné zdroje energie.
Díky rozvoji tohoto typu inovací přestala být větrná energie experimentálním řešením a stala se celosvětově jedním z hlavních zdrojů obnovitelné energie.