Jak działają turbiny wiatrowe?

Turbiny wiatrowe przekształcają energię wiatru w energię elektryczną. Turbina wiatrowa składa się z dwóch podstawowych elementów: łopatek poruszanych przez wiatr oraz mechanizmów mechanicznych i generatora prądu. Gdy wiatr porusza łopatkami turbiny, wał wirnika porusza koła zębate wewnątrz skrzyni biegów. Ten ruch wytwarza energię, która jest przechwytywana przez generator prądu i dodawana do sieci energetycznej. Istnieją dwa rodzaje turbin wiatrowych: oś pozioma i oś pionowa.

Turbina wiatrowa z poziomą osią (HAWT) jest bardzo podobna do wiatraka. Generator elektryczny i wał wirnika głównego znajdują się na szczycie wieży. Czujniki wiatru i serwomotory są często używane do automatycznego wyrównywania turbin wiatrowych z kierunkiem dominującego wiatru. Przekładnia przekształca duży, wolny obrót w prędkość obrotową niezbędną do wytworzenia elektryczności.

Łopaty turbin wiatrowych są bardzo sztywne i wykonane z połączenia twardego plastiku i lekkich metali. Ostrza są instalowane przed wieżą i zwykle są skierowane pod wiatr. Odbywa się to w celu zapobieżenia zepchnięciu ostrzy z powrotem do wieży i dostosowania sił turbulencji

Zazwyczaj turbina wiatrowa ma trzy łopaty. Mają od 20 do 40 metrów długości i są lekko kolorowe. W przypadku dużych prędkości wiatru wszystkie turbiny wiatrowe mają funkcję wyłączania. Ta funkcja służy do uniknięcia uszkodzenia urządzeń turbiny wiatrowej.

Turbina wiatrowa o pionowej osi (VAWT) różni się nieznacznie od HAWT. W tym modelu generator i skrzynia biegów znajdują się na ziemi, u podstawy turbiny. Ta zmiana pozwala na większą elastyczność i eliminuje potrzebę kierowania turbiny bezpośrednio na wiatr. Lokalizacja urządzeń mechanicznych na dole turbiny sprawia, że ​​są one bardziej dostępne do napraw i konserwacji.

VAWT są zwykle instalowane na ziemi lub na dachu budynku. Prędkość wiatru na tej wysokości jest zwykle mniejsza, a zatem generuje mniej energii. Jednym z możliwych obejść jest stworzenie bardzo długiej osi, która wymaga znacznych zasobów i materiałów.

Jednostki montowane na dachu wychwytują wiatr, który został przekierowany ponad dach przez kształt budynku. Ta funkcja może znacznie zwiększyć prędkość wiatru. Turbinę na dachu należy zainstalować tak, aby łopaty znajdowały się co najmniej w połowie wysokości budynku nad dachem. Jest to idealna odległość do przechwytywania największej energii wiatru.