Energia eoliană

Vântul este o formă reală a energiei solare, deoarece el este creat de acțiunea soarelui. Radiația solară nu încălzește uniform suprafața Pământului. Nisipul, apa, piatra, pământul absorb energia termică a soarelui, o stochează și o reflectă în mod diferit la diferite intervale de timp.

Pământul se încălzește în timpul zilei și devine mai rece pe timp de noapte. Ca urmare, aerul de deasupra suprafeței Pământului se încălzește și se răcește cu viteze diferite. Aerul cald se ridică în sus, reducând astfel presiunea atmosferică pe suprafața Pământului, iar aerul rece intră în zonele evacuate. Această mișcare a aerului este ceea ce noi o numim vântul.

Când aerul se mișcă, producând energia eoliană, se formează energia cinetică a vântului, care ca oricare alta poate fi transformată în alte forme de energie, în special, în energia electrică sau mecanică. De exemplu, cele mai vechi mori de vânt din Persia, China și Europa au folosit puterea vântului pentru a pompa apa sau a măcina cereale.

În cartea sa „Mașini: utilizarea forțelor naturii și a științei” , Marx a descris așa-numitele "mori pe capre" răspândite pe o scară largă în Germania, cunoscute până la mijlocul secolului al XVI-lea. Furtunile puternice ar putea răsturna o astfel de moară împreună cu baza ei. La mijlocul secolului al XVI-lea un flamand a găsit o cale prin care moara nu se răstoarnă - la moară, el a lăsat doar acoperișul deplasabil, iar pentru a întoarce aripile în direcţia vântului, a fost doar suficient de a mişca carcasa morii, în timp ce structura ei a fost fixată pe pământ.

În secolul al XVI-lea în orașele din Europa au început să se construiască stații de pompare a apei cu folosirea motorului hidraulic și morii de vânt. Toledo - 1526, Gloucester - 1542, Londra - 1582, Paris - 1608, etc. În Țările de Jos numeroasele mori de vânt au pompat apa de pe terenurile îngrădite cu diguri. În regiunile aride din Europa morile de vânt au fost folosite pentru irigare.

În Rusia, anii 50 au fost o nouă etapă în dezvoltarea utilizării energiei eoliene. În august 1954, Consiliul de Miniștri al URSS a adoptat o hotărâre detaliată cu privire la dezvoltarea ulterioară a energiei eoliene și utilizarea crescută a resurselor eoliene, au fost definite sarcinile cu privire la organizarea cercetărilor, dezvoltarea noilor structuri de turbine eoliene, fabricarea și punerea lor în aplicare în economia națională, precum şi îmbunătățirea funcționării acestora.

Turbinele eoliene electrice actuale utilizează energia eoliană pentru a genera energia electrică curată regenerabilă. Energia eoliană ar trebui să fie considerată o componentă importantă a strategii energetice pe termen lung, pentru că ea foloseşte resursele naturale și practic inepuizabile, fără a se baza pe combustibilii fosili și fără a polua aerul, solul și apa cu orice emisii sau deșeuri.

Utilizarea generatoarelor eoliene

Gama de aplicare a turbinelor eoliene este destul de largă. Desigur, puteți utiliza un generator eolian în scopuri pur decorative. Pe moară s-au instalat elice şi s-au atașat un mecanism cu clichet – este interesant şi distractiv. S-a menționat că cu ajutorul morilor de vânt s-au măcinat cereale. Este puțin probabil că există o nevoie acum, dar acest aparat este capabil să pompeze apa. O turbină eoliană mică la o viteză mică a vântului poate ridica din fântână sau sondă 30-50 de litri de apă pe oră.

În ultimii 100 de ani turbinele eoliene sunt folosite pentru a genera energia electrică. Este cea mai bună utilizare alternativă a generatoarelor eoliene.

Tipuri de turbine eoliene

Acum, înainte de a alege un generator eolian, să vedem care sunt acestea.

Carusel - axa de rotație verticală.
Palete - axa de rotație orizontală.
Generatoare eoliene carusel, desigur, au avantajele lor proprii. Ele câștigă rapid tracțiunea cu creșterea forței de vânt, iar apoi viteza de rotație rămâne aproape neschimbată. Instalaţia singură ține evidență "de unde bate vântul", prin urmare, aceasta nu are nevoie de nici un fel de echipament suplimentar. Turbinele eoliene carusel sunt de mișcare lentă, ceea ce permite de a utiliza schemele electrice simple pentru a capta energia, în special, generatoarele asincrone.

În același timp viteza lentă limitează utilizarea turbinelor eoliene verticale (carusel), de aceea constructorii sunt nevoiţi să folosească reductoare cu o viteză în creştere – multiplicatori care au o eficiență foarte scăzută. Fără multiplicator utilizarea unei astfel de instalaţii este problematică; generatoarele cu multipoli de o viteză redusă nu sunt atât de răspândite, cel puțin ele nu sunt în vânzare.

Generatoarele de vânt cu aripi au o viteză mai mare. Datorită acestui fapt, ele pot fi conectate direct la un generator, fără multiplicatori.

Paletele la un generator eolian cu aripi ar trebui să fie plasate vertical - perpendicular la fluxul de aer. Pentru a realiza acest lucru se foloseşte un dispozitiv special - un stabilizator. Noile turbine eoliene cu palete au un coeficient de utilizare a energiei eoliene mult mai mare. În același timp viteza lor de rotaţie este invers proporțională la numărul de aripi. În consecință, instalaţiile cu un număr mai mare de trei a paletelor practic nu sunt folosite.

Viteza de rotație și ușurința de fabricație au provocat utilizarea pe scară largă a turbinelor eoliene cu palete.

Pentru a selecta unitatea, este necesar de a determina cu exactitate direcția preferată și viteza medie a vântului în punctul în care se presupune de a instala un generator eolian. Trebuie să ţinem minte că viteza inițială a paletelor turbinelor eoliene este egală cu 2 m / s, iar viteza la care generatorul funcționează cu o eficiență maximă - 9-12 m / s.. Puterea turbinei eoliene depinde de viteza vântului și de diametrul elicei.

În literatura de specialitate există mai multe formule de calcul pentru puterea turbinei eoliene. Dacă puterea nu ne convine, atunci trebuie să găsim o altă sursă de energie sau să instalăm mai multe turbine eoliene.