Co to jest śmigło wiatru?
Śmigło wiatrowe jest urządzeniem mechanicznym, które przekształca energię wiatru w ruch obrotowy w celu wykonania pracy. Urządzenia te były używane na całym świecie od wieków do wykonywania różnych zadań, w tym pompowania wody i mielenia ziarna. Śmigła wiatrowe zazwyczaj składają się z głowicy wirnika, która napędza maszynę lub generator przez skrzynię biegów. Głowica wirnika może być nieruchoma lub obracana w celu podążania za wiatrem za pomocą zespołu steru lub zautomatyzowanego mechanizmu napędowego. Nowoczesne śmigła napędzane wiatrem są szeroko stosowane do wytwarzania energii elektrycznej, pompowania wody i napędzania instrumentów stacji pogodowych.
Energia wiatru jest wykorzystywana na różne sposoby do tworzenia pracy przez setki lat. Wystarczy pomyśleć o holowaniu żagli minionych lat lub typowym holenderskim wiatraku, aby znaleźć przykłady trwałej natury energii wiatrowej. Chociaż śmigło wiatrowe w żadnym wypadku nie jest nowym wynalazkiem, nadal znajduje szerokie zastosowanie w dzisiejszym coraz większym globalnym ukierunkowaniu na wytwarzanie czystej, odnawialnej energii elektrycznej napędzającej technologię energetyki wiatrowej w zdrowym tempie. Śmigła wiatrowe są proste, wydajne i wykorzystują jedno z najbardziej obfitych i odnawialnych źródeł energii w naturze, dzięki czemu są idealnymi „zielonymi maszynami”.
Śmigło wiatrowe lub turbina wiatrowa, jak jest to bardziej powszechnie znane, wykorzystuje prosty, swobodnie wirujący mechanizm wirnika, aby wykorzystać energię wiatru do wykonania pracy. Wirniki napędzające maszyny napędzane wiatrem podążają za wieloma różnymi trendami projektowymi, od konwencjonalnych typów śmigieł samolotów po warianty skrzynek z listwami. Istnieją dwie podstawowe orientacje konstrukcyjne stosowane w śmigłach wiatrowych: pozioma i pionowa. Wszystkie działają na podobnej zasadzie, jednak zestaw wirników obraca wał przez skrzynię biegów, aby napędzać różne mechanizmy.
Turbiny wiatrowe z napędem poziomym są najczęstszymi typami i mechanizmami napędowymi, takimi jak pompy wodne, generatory i przyrządy meteorologiczne. Konstrukcja wirnika w poziomych śmigłach z napędem wiatrowym skłania się raczej w kierunku konwencjonalnych typów samolotów. Przyrządy stacji meteorologicznej często wykorzystują szeregowe lub promieniowe miseczki w kształcie misy jako wirniki, podczas gdy turbiny wiatrowe wytwarzające energię wykorzystują konstrukcje o długim, wąskim ostrzu. Jedną z cech tego typu śmigła wiatrowego jest to, że musi on zostać obrócony w wiatr, aby prawidłowo funkcjonować. Zwykle osiąga się to poprzez przymocowanie steru do głowicy śmigła lub przez obrócenie głowicy elektrycznie za pomocą oddzielnego mechanizmu napędowego.
W konstrukcjach pionowych wirników z napędem wiatrowym zwykle stosuje się listwowe, cylindryczne wirniki wentylatorowe do napędzania wału o orientacji pionowej. Projekty te są zwykle używane do wytwarzania energii i napędów instrumentów meteorologicznych. Są one szczególnie skuteczne, ponieważ całkowita powierzchnia wiatrowa wirników jest zwykle większa niż konwencjonalne konstrukcje śmigieł. Główną zaletą korzystania z tego projektu jest jednak to, że jest jednokierunkowy i nie musi być stale zmieniany w wiatr.