Skąd bierze się energia wiatru?
Aby odpowiedzieć na to pytanie warto zacząć od tego skąd bierze się sam wiatr? Jak powszechnie wiadomo wiatr występuje z różnicy ciśnień. Powietrze przepływa z obszaru o większym ciśnieniu do obszaru o mniejszym aby zachować stan równowagi. Jednak skąd występuje różnica ciśnień? Wszystkiemu winna jest energia promieniowania słonecznego ponieważ powietrze nad lądem ogrzewa się inaczej niż powietrze nad zbiornikami wodnymi przez co występuje różnica temperatur i w rezultacie różnica ciśnień, którą wyrównuje wiatr. Dlatego można zaryzykować stwierdzenie, że wiatr jest formą energii słonecznej.
Energia wiatrowa jest wykorzystywana do pozyskiwania energii elektrycznej. Dzięki wykorzystywaniu turbin energia kinetyczna wiatru jest konwertowana w energię mechaniczną, która następnie za pomocą generatora przekształcana jest w energię elektryczną.
Jak działa turbina wiatrowa?
Zasadniczo można stwierdzić, że turbina wiatrowa składa się z trzech głównych elementów:
- Wieży – dzięki niej możliwe jest umieszczenie turbiny na dużej wysokości, gdzie podmuchy wiatru są znacznie silniejsze.
- Gondoli z generatorem i układami sterującymi.
- Wirnika – najczęściej trzy łopatki (trójpłatowe) które umożliwiają zmianę energii kinetycznej na energię mechaniczną. Najczęściej wspiera się na łożyskach.
Wiatr powoduje różnicę ciśnień przed i za łopatkami (wiatr trafia na opór) co powoduje ruch obrotowy łopatek wirnika i efekcie powstanie energii mechanicznej. Energia ta jest przesyłana za pomocą wału i przekładni do generatora, gdzie zamieniana jest w energię elektryczną, która trafia do sieci.
Podział turbin wiatrowych
Ze względu na położenie osi obrotu turbiny dzielą się na poziome (HAWT) i pionowe(VAWT). Turbiny poziom możemy podzielić na zawietrzne i nawietrzne. Ponadto możemy rozróżnić turbiny ze względu na ilość łopatek: jednopłatowe, dwupłatowe, trójpłatowe, wielopłatowe.
Najczęściej spotykane turbiny trójpłatowe o poziomej osi obrotu, wirnik i piasta umieszczone w przedniej części gondoli, nawietrzne.
Elektrownie wodne na morzu
Coraz popularniejszym rozwiązaniem na świecie staje się budowa elektrowni wiatrowych na morzu (offshore).
Dzieje się tak dlatego, że prędkość wiatru na morzu jest znacznie większa od tej na lądzie co przekształca się na wyższą energię elektryczną. Ponadto prędkość wiatru jest znacznie bardziej stabilna, a elektrownie nie wpływają na krajobraz lądowy. Największa elektrownia wiatrowa na morzu produkuje tyle energii elektrycznej, że jest w stanie zasilić ponad milion domów. Przy budowie farmy wiatrowej na morzu niezwykle ważny jest przesył energii pomiędzy woda a lądem, który odbywa się za pomocą szeregu systemów kablowych zakopanych na dnie morskim. Wykorzystuje się kable szeregowe, które łączą poszczególne turbiny z podstacją transformatorową oraz kable eksportowe, których zadaniem jest transport energii na ląd.
Napisz do nas i zrealizuj swoją własną turbinę wiatrową: biuro@wpenergy.pl