Facebook

Jak działa przydomowa elektrownia wiatrowa?

 

Działanie przydomowej elektrowni wiatrowej opiszemy na podstawie najpopularniejszych elektrowni typu HAWT, czyli o poziomej osi obrotu.

 Turbina - najważniejszy element elektrowni wiatrowej. Dzięki niej pozyskiwana jest energia mechaniczna ze strugi powietrza. Jej parametry konstrukcyjne decydują o właściwościach całej elektrowni, a w szczególności o mocy i prędkości obrotowej.

 Wirnik - posiada zazwyczaj trzy płaty (najpopularniejsze rozwiązanie, ale występują także wirniki jedno-, dwu- oraz wielopłatowe). Osadzony jest na wale wolnoobrotowym, którego obroty poprzez skrzynię przekładniową przekazywane są do wału szybkoobrotowego. Wał szybkoobrotowy połączony jest z wałem generatora, który wraz z transformatorem, przekładnią i urządzeniami sterującymi umieszczony jest w gondoli. Ponadto gondola zawiera układy smarowania, chłodzenia, hamulec tarczowy i inne niezbędne do działania elementy. Gondola i wirnik obracane są w kierunku wiatru przez silniki i przekładnię zębatą znajdującą się na szczycie wieży, na której umieszczona jest gondola.

 Generator - urządzenie, które energię kinetyczną ruchu obrotowego wirnika zamienia na energię elektryczną. Optymalnie dobrany do turbiny wiatrowej generator  będzie umożliwiał łagodny rozruch przy słabym wietrze, natomiast zbyt duży generator o dużej masie nie pozwoli przy słabym wietrze na rozkręcenie wirnika. Przy optymalnej prędkości obrotowej turbiny, generator powinien wytwarzać znamionowe napięcie. Występują generatory synchroniczne (prądnice) i asynchroniczne (alternatory).

Źródło: „Poradnik małej energetyki wiatrowej”, Krzysztof Nalepa

 

Rzadziej stosowanym rozwiązaniem są elektrownie z pionową osią obrotu, czyli elektrownie typu VAWT. Większość konstrukcji wiatrowych VAWT bazuje na trzech podstawowych rozwiązaniach konstrukcyjnych, czyli silnikach Savonius’a, Darrieus’a oraz rotor typu H. Są one bardzo proste w budowie, a ich najważniejszą cechą jest wolnobieżność. Pracują przy stosunkowo niewielkich obrotach, mogą być montowane niemal w każdym miejscu, niezależnie od warunków środowiskowych - nie wymagają stosowania wysokich masztów i można je montować nawet bezpośrednio na budynkach. Najczęściej można spotkać przydomowe turbiny wiatrowe zainstalowane na dedykowanych masztach linkowych lub konstrukcjach wolnostojących. W skład podstawowego zestawu pionowej elektrowni wiatrowej wchodzi wolnoobrotowy trójfazowy generator elektryczny, wirnik z łopatkami oraz zaawansowany kontroler cyfrowy z funkcją podbijania napięcia ładowania przy słabym wietrze.

Zdolność wytwórcza elektrowni wiatrowych to około 20- 25% więc na 100 dni taka elektrownia przepracowuje mniej więcej 20- 25 dni (przy optymalnej prędkości wiatru).