Tehnologija energije vetra

 

            Kretanje vetra prouzrokuje okretanje propelera kojim se preko generatora proizvodi struja. Lopatice propelera koje mogu da budu i dužine oko 120m, se prave od staklenih vlakana i poliestera ili od staklenih vlakana i epoksi polimera. Ranije se smatralo da velike razlike u brzini vetra i samim tim proizvodnji struje mogu dovesti do nestabilnosti cele mreže. Međutim, čak i vetroparkovi velikih kapaciteta su izazivali manje problema nego što se očekivalo.

Vetroturbina          slika preuzeta sa  www.ecoist.rs

Konstrukcija vetrenjače:

1.  Toranj- sada se pravi kao zatvoreni stub, a ranije se toranj pravio od čelične rešetke gde su se ptice gnezdile

2.  Lopatica- velike vetrenjače uglavnom imaju tri lopatice sa promenljivim uglom

3.     Rotor- zajedno sa lopaticama čini rotor

4.     Kočnica- za hitne slučajeve

5. Osovina niske brzine- zajedno sa osovinom visoke brzine pokreće generator

6.     Osovina visoke brzine

7.     Usmerivač- usmerava nagib propelera

8.     Motor usmerivača- pokreće usmerivač

9.   Menjač brzine- menja brzinu od oko 30 do 1800 obrtaja u minuti. Ovo je težak i skup deo vetrenjače, pa se istražuju alternative koje izbacuju menjače iz upotrebe

10.     Generator- proizvodi električnu energiju

11.       Anemometar- meri brzinu vetra

12.       Diopter vetrenjače- prati smer vetra i omogućava usmerivaču da orjentiše rotor ka vetru.

Nastanak vetra i princip njegovog iskorišćavanja

 

            Energija vetra je transformisani oblik sunčeve energije. Sunce ravnomerno zagreva različite delove Zemlje. To kao rezultat daje različite pritiske vazduha, a vetar nastaje zbog težnje za izjednačenjem vazdušnog pritiska. Postoje delovi Zemlje na kojima duvju takozvani stalni (planetarni) vetrovi i na tim područjima je iskorišćenje energije vetra najisplativije. Dobre pozicije su obale okeana i pučine mora. Pučina se ističe kao najbolja pozicija zbog stalnosti vetrova, ali cena instalacije i transporta energije koče takvu eksploataciju. Kod pretvaranja kinetičke energije vetra u mehaničku (okretanje turbina), teorijski se može pretvoriti samo 59% energije vetra u mehaničku, a praktično je moguće između 35% i 45% energije vetra. To je iz razloga jer se kod pretvaranja kinetičke energije vetra u mehaničku energiju (okretanje osovine generatora) iskorištava samo razlika brzine vetra na ulazu i na izlazu.   

            Dobre strane iskorišćenja energije vetra je visoka pouzdanost postrojenja, nema troškova za gorivo, nema zagađivanja okoline. Loše strane su visoki troškovi izgradnje i promenljivost brzine vetra (ne može se garantovati isporučenje energije).

Vetrenjače za domaćinstvo

Ove vetrenjače su kapaciteta manjeg od 30kW sa prečnikom rotora od 1 do 13 metara.

Na slici je prikazana mala vetrenjača od 2kW sa prečnikom rotora od 3,2m i visinom tornja od 6m. Ova vetrenjača se aktivira na vetru od 2,5m/s i gasi na većoj brzini vetra od 12m/s.

 

slika preuzeta sa sajta www.ecoist.rs

 

 

Vetrenjače srednjeg kapaciteta

Ove vetrenjače su kapaciteta od 300 do 500kW, sa rotorom prečnika od 12m do 30m.

Na slici je prikazana vetrenjača od 400kW sa prečnikom rotora od 34m i visinom tornja oko 100m. Ova vetrenjača se aktivira na vetru od 3m/s i gasi na većoj brzini vetra od 25m/s. Idealna brzina vetra je 14m/s.

 

slika preuzeta sa sajta www.ecoist.rs

 

 

 

Komercijalne vetrenjače

Ove vetrenjače su kapaciteta od 500kW do nekoliko MW, sa rotorom prečnika od 30 do 120 i više metara. Razvoj vetrenjača je najviše usmeren na razvoj komercijalnih vetrenjača zbog isplativosti investicije.

Na slici je prikazana vetrenjača od 7MW sa prečnikom rotora od 126m. Ova vetrenjača treba da proizvodi energiju za oko 2800 evropskih domaćinstava.

 

slika preuzeta sa sajta www.ecoist.rs

 

 

Tendencija razvoja vetrenjača

 

            Velike komercijalne vetrenjače od par MW uglavnom imaju 3 kraka propelera, ali se dizajniraju novi oblici da bi se izbegli svi negativni uticaji na životnu sredinu, ptice i slepe miševe, da bi se smanjili materijali, kao i naravno da bi se postigla veća efikasnost.

Helix vetrenjača

Vetrenjača sa vertikalnom osom, dizajnirana po principu 2 jedra na brodu. Ovakav oblik je otporan na promenljiv smer vetra, kao i na jake vetrove i do 142km/h.

 

 

 

 

 

 

slika preuzeta sa sajta www.ecoist.rs

 

Vetrenjača na autoputu

Dizajnirana od strane studenata na Arizona univerzitetu. Ovakve vetrenjače postavljene iznad autoputa mogu da hvataju vetar koji automobili stvaraju, koji se kreću većom brzinom nego obično. Izračunata snaga koja može da se proizvede je oko 9,6MWh u jednoj godini

slika preuzeta sa sajta www.ecoist.rs

 

 

Maglev vetrenjača

Vertikalne vetrenjače su znatno efikasnije od standardnih, horizontalnih vetrenjača i zaista koriste jačinu vetra. Pored toga tehnologija magnetne levitacije eliminiše većinu trenja postavljanjem cele strukture da lebdi na jakom magnetnom polu.

slika preuzeta sa sajta www.ecoist.rs

 

 

Pogledajte video u kome je objašnjen princip rada magnetne levitacije i superprovodnika: