Ako fungujú veterné turbíny?

Odkedy poľnohospodári v celej krajine začali v 18. rokoch 20. storočia využívať na čerpanie vody veterné turbíny, Američania pochopili výhody veternej energie. Energetické krízy v 70. rokoch zdôraznili význam veternej energie ako lacného, ​​čistého a obnoviteľného zdroja energie a zákon o energetickej politike z roku 1992 prijal opatrenia na podporu jej rozvoja. Veterné turbíny nie je ťažké pochopiť a sú čoraz efektívnejšie, výkonnejšie a všadeprítomné.

Princíp výroby energie vo veternej turbíne je v zásade rovnaký ako princíp výroby vodnej energie, fosílnych palív a dokonca aj jadrovej energie. Srdcom turbíny je magnetická indukčná cievka, ktorá generuje striedavý prúd, keď sa magnetizovaný rotor točí okolo alebo vo vnútri stacionárneho statora. V prípade veternej turbíny je to vietor, ktorý dodáva energiu na roztočenie rotora. Elektrická energia, ktorú generátor vyrába, putuje po prenosových vedeniach, aby ju mohol buď priamo použiť vlastník turbíny, alebo vstúpiť do rozvodnej siete na distribúciu zákazníkom elektrickej energie.

Hlavné teleso veternej turbíny je gondola, v ktorom sídli generátor rovnako ako séria hnacie prevody. The čepele sú pripojené k šachta, a gondola sedí na vrchole a veža ktorá je čo najvyššia, aby čepele umožnili zachytiť maximum vetra. V gondole sa tiež nachádza a kontrolór ktorý prijíma údaje z anemometer, ktorá meria rýchlosť vetra, a a lopatka, ktorá meria smer vetra. Regulátor môže spúšťať a zastavovať turbínu a vykonávať úpravy na vyrovnanie rýchlosti vetra. V gondole sa nachádza aj mechanická časť brzda ktorá blokuje čepele a a pohon tónu ktorý upravuje uhol čepele tak, aby sa minimalizoval zdvih pri silnom vetre.

Keď fúka vietor, ovládač orientuje gondolu tak, aby smerovala k nej, a špeciálne tvarované čepele sa pomaly začnú otáčať. Je ťažké uveriť pri pozorovaní zo zeme, že také pomalé otáčanie - približne 20 ot./min na priemyselných jednotkách - môže vyrábať elektrinu, ale prevodové stupne vo vnútri gondoly zvyšujú rotáciu rýchlosť hriadeľa rotora generátora na 1 200 až 1 800 ot./min, čo je dostatočné na vygenerovanie elektrina. Nie je dôležité, aby sa čepele rýchlo otáčali - v skutočnosti znamenajú nebezpečenstvo pre vtáky a ľudí na zemi, ak sa otáčajú príliš rýchlo. Lamely sú jemne vyvážené tak, aby generovali energiu aj pri slabom vetre, a náporový pohon a ovládač ich pri silnom vetre spomalia.

Menšie obytné veterné turbíny sú často zabudované vertikálna os lopatkové systémy - tieto premieňajú veternú energiu na elektrinu rovnakým princípom ako turbíny s horizontálnou osou a môžu byť také malé, že sa dajú namontovať na strechu domu. Zdokonalenie konštrukcie lopatiek tak, aby lepšie zachytávali vietor, je dôležitým pokračujúcim vývojom pre priemyselné aj obytné turbíny s horizontálnou osou. Výrobcovia navyše vyrábajú dlhšie lopatky a vyššie veže, takže turbíny môžu využívať rýchlejší vietor vo vyšších nadmorských výškach. Väčšina turbín teraz obsahuje tlmiče vibrácií na zníženie hluku a aktívne riadenie výšky tónu, aby sa zabezpečilo, že turbíny môžu naďalej bezpečne rotovať a vyrábať elektrinu aj pri silnom vetre.