Что такое ветротурбина?

Ветровая турбина - это большое вращающееся устройство, которое преобразует энергию ветра в механическую энергию. Эта механическая энергия может затем использоваться для простых механических задач, таких как вращение больших колес для измельчения зерна, и в этом случае ветряная турбина называется ветряной мельницей. Он также может быть использован в качестве источника электрической энергии либо для ближайшего применения, либо после передачи по линиям высокого напряжения на центральную коммутационную станцию, и в этом случае его называют ветрогенератором.

Ветровая турбина использовалась на протяжении веков в форме ветряной мельницы. Во многих частях мира до сих пор широко используются турбины для измельчения зерна и перекачивания воды. Ветряные мельницы позволяют людям, не имеющим доступа к электрическим насосам, получать воду из глубин подземных вод, что помогает обеспечить доступ к чистой воде и защищать от болезней, передающихся через воду.

В последние годы ветровая турбина в качестве электрического генератора стала использоваться в качестве важного источника выработки электроэнергии во всем мире. В глобальном переходе от энергии ископаемого топлива к более устойчивым видам энергии энергия ветра стала важным игроком. Он относительно доступен, может использоваться во многих регионах мира и может быть достаточно эффективным. Хотя существуют некоторые экологические проблемы с ветрогенераторами, они, как правило, незначительны, и более 120 гигаватт (ГВт) электроэнергии производится во всем мире благодаря использованию энергии ветра.

Сами турбины можно разделить на две отдельные группы: ветряные турбины с горизонтальной осью (HAWT) и ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT). Большинство турбин, которые люди привыкли видеть, - это HAWT, основанные на знакомой конструкции ветряной мельницы. Современные HAWT, как правило, трехлопастные, на вершине огромных башен, чтобы поднять их на высоту, где сдвиг ветра намного выше.

Большинство HAWT управляются компьютерами, чтобы автоматически превращаться в ветер, чтобы максимально использовать любой присутствующий ветер. HAWT не требуют какого-либо возврата, так как их лопасти всегда движутся перпендикулярно ветру. В результате, все время, в течение которого они вращаются, они вырабатывают электроэнергию, в отличие от VAWT. Однако HAWT невероятно дороги в транспортировке, так как они огромны, и обычно 20% общих затрат приходится тратить только на перевозку. Кроме того, их высота может сделать их эстетически неприятными, а установка является сложным, дорогостоящим и длительным процессом.

С другой стороны, ветрогенератор с вертикальной осью (VAWT) имеет вращающийся вал, торчащий прямо в воздух, с фольгами, которые улавливают ветер и вращают весь вал. Самый распространенный вид - это ветряная турбина Дарриус, которая выглядит примерно как большой яйцо. VAWT требуют гораздо меньшей высоты, и они намного дешевле в транспортировке и установке, и способны производить электричество с гораздо более низкой скоростью ветра, чем HAWT. Однако их общая эффективность примерно на 50% выше, чем у HAWT, и поскольку они находятся ниже уровня земли, они, как правило, испытывают гораздо более низкие скорости ветра.

В дополнение к двум основным типам ветряных турбин, которые составляют подавляющее большинство турбин в мире, существует также ряд нестандартных конструкций. Это, как правило, вариации HAWT или VAWT, такие как аэрогенератор или канальная роторная турбина. Даже более странные варианты, такие как ветряная турбина с магнитной левитацией и воздушная ветряная турбина, также были предложены и в некоторых случаях проводились эксперименты. Однако большинство альтернативных проектов еще не получили широкого коммерческого признания.