Turbiny wiatrowe są rosnącym źródłem energii odnawialnej. Większość nowoczesnych turbin przekształca energię kinetyczną z ruchu wiatru w energię elektryczną. Ilość energii elektrycznej, którą mogą wyprodukować, zależy jednak od tego, jak dużo wiatru jest w danym obszarze.
Turbiny wiatrowe występują w wielu różnych kształtach i rozmiarach. Mogą wytwarzać energię elektryczną dla sieci publicznych lub indywidualnych domów, gospodarstw i firm.
Czym są turbiny wiatrowe?
Turbiny wiatrowe to narzędzia, które służą do generowania czystej, odnawialnej energii. Źródła czystej energii odnawialnej nie generują szkodliwych odpadów ani nie są uzależnione od ograniczonych zasobów. Oznacza to, że mamy je jako źródło energii tak długo, jak długo możemy utrzymywać urządzenia, które je wykorzystują - w tym przypadku turbiny.
Istnieje wiele różnych turbin wiatrowych, ale dzielą się one na cztery ogólne kategorie:
-
Mikro. Mają one ograniczone zastosowanie, np. do ładowania akumulatorów w pojazdach rekreacyjnych i łodziach żaglowych. Ich moc elektryczna wynosi od 200 do 500 watów.
-
Rozproszone. Są to małe turbiny przeznaczone do zasilania posesji jednej osoby. Mogą być podłączone do sieci publicznej za zgodą i przy współpracy z lokalnym dostawcą energii. Mogą one generować od 20 do 100 kilowatów.
-
Lądowe. Są one często grupowane w duże elektrownie wiatrowe lub farmy wiatrowe. Mogą one wytwarzać znaczne ilości energii elektrycznej na potrzeby sieci publicznej. Ich moc waha się od 100 kilowatów do wielu megawatów.
-
Morskie. Są to zazwyczaj potężne konstrukcje. Wiele z nich jest wyższych niż Statua Wolności. Generują one ogromne ilości energii z silnych wiatrów oceanicznych.
Co to jest wiatr?
Wiatr jest formą energii słonecznej. Powstaje w wyniku nierównomiernej dystrybucji ciepła wśród wszystkich cząsteczek tworzących powietrze.
Do warunków, które generują wiatr należą:
-
Słońce nierównomiernie ogrzewa atmosferę Ziemi
-
Wyboista i nieregularna powierzchnia Ziemi
-
Obrót Ziemi
Tak długo jak te warunki będą spełnione, będziemy mieli wiatr na świecie. Oznacza to, że możemy zamienić tyle wiatru w energię, ile chcemy i zawsze będzie go więcej.
Czy turbiny wiatrowe są wydajne?
To, że turbiny wiatrowe wytwarzają zrównoważoną energię nie oznacza, że robią to efektywnie. Zrównoważony rozwój turbin wiatrowych nie jest miarą ich wydajności.
Wydajność turbiny wiatrowej zależy od jej konstrukcji oraz od tego, z jakim wiatrem się spotyka. Na szczęście bardzo małe zmiany prędkości wiatru przekładają się na duży wzrost mocy, więc maszyny te mogą być bardzo wydajne.
Istnieją dwa główne rodzaje łopat turbiny wiatrowej - o osi pionowej oraz o osi poziomej. Turbiny o osi pionowej są najbardziej znane. Wyglądają jak gigantyczne, minimalistyczne wiatraki o średnio trzech łopatkach. Działają one tylko wtedy, gdy są skierowane w stronę wiatru.
Turbiny o osi poziomej występują w wielu różnych stylach i konstrukcjach. Mogą one wykorzystywać energię wiatru pod wieloma kątami, więc nie muszą być regulowane, gdy wiatr zmienia kierunek.
Najważniejszym czynnikiem decydującym o wydajności turbiny wiatrowej jest ilość wiatru na danym obszarze. Ilość wiatru na danym obszarze zależy od wielu warunków - na przykład od otaczającej go geografii. Ogólnie rzecz biorąc, im wyżej w atmosferze, tym więcej wiatru.
Istnieje wiele różnych marek turbin wiatrowych. Niektóre z nich posiadają ratingi wydajności, aby pomóc Ci ocenić produkt. Jednym z przykładów jest znamionowa roczna wartość energii. Wartość ta to całkowita ilość energii, którą turbina wygeneruje w ciągu jednego roku, gdy średnia prędkość wiatru wynosi 11,2 mil na godzinę.
Jak działają turbiny wiatrowe?
Przepływ energii przez turbinę wiatrową jest dokładnym przeciwieństwem działania wentylatora. Dla przykładu, weźmy pod uwagę podstawowy wentylator okienny. Pobiera on energię z gniazdka elektrycznego i przekształca ją w ruch cząsteczek powietrza - formę energii kinetycznej.
Turbina wiatrowa pobiera energię kinetyczną z cząsteczek powietrza w wietrze i przekształca ją w energię użytkową. Turbina wiatrowa może być skonfigurowana w celu generowania energii mechanicznej lub elektrycznej. Energia mechaniczna jest wykorzystywana do wykonywania konkretnych i natychmiastowych zadań, takich jak pompowanie wody lub mielenie ziarna. Energia elektryczna, z drugiej strony, może być przechowywana i ma szeroki zakres zastosowań.
Turbiny elektryczne są znacznie bardziej wydajne niż mechaniczne. W dzisiejszych czasach coraz więcej osób używa małych turbin elektrycznych nawet do stałych zadań, takich jak pompowanie wody.
Głównym sposobem, w jaki turbina wiatrowa generuje energię, jest ruch jej aerodynamicznie zaprojektowanych łopat. Działają one podobnie jak skrzydła samolotu. Kiedy wiatr porusza się względem łopat, ciśnienie powietrza zmienia się i powstają zarówno siły unoszące, jak i ciągnące. Siły nośne są silniejsze i powodują obracanie się łopat.
Obracające się łopatki są przymocowane do wirnika, który obraca generator. Generator jest w stanie przekształcić ruch w energię elektryczną.
Gdzie należy umieścić turbinę wiatrową?
Dokładne umiejscowienie turbiny wiatrowej zależy od wielu czynników, w tym:
-
Co trzeba z nią zrobić
-
Jakiego modelu używasz
-
Twoje środowisko
Ogólnie rzecz biorąc, małe turbiny osobiste powinny być umieszczone tak, aby dolna łopata znajdowała się co najmniej 30 stóp nad ziemią i 300 stóp od wszelkich przeszkód. Większe turbiny używane w farmach wiatrowych powinny być umieszczone co najmniej 100 stóp lub więcej nad ziemią.
Z czego wykonane są turbiny wiatrowe?
Turbiny wiatrowe mogą być wykonane z wielu materiałów w zależności od typu i producenta. Wymagają one solidnych fundamentów, które zazwyczaj są betonowe. Rury, rurki i przewody są częścią wielu konstrukcji.
Chociaż różne materiały mogą pracować dla ram, należy unikać wszystkich turbin aluminiowych. Mogą one pękać i stać się niestabilne.
Czy turbiny wiatrowe są głośne?
Turbiny wiatrowe generują hałas. Dokładna ilość zależy od wielkości i modelu turbiny wiatrowej.
Małe turbiny, które generują dwa kilowaty energii, wytwarzają dźwięk o natężeniu 50 decybeli. Jeśli słuchasz, ten dźwięk może być słyszalny z odległości 50 stóp. Większe turbiny będą prawdopodobnie generować więcej dźwięków.
Czy turbina wiatrowa to właściwy wybór dla mojego domu?
Coraz więcej osób zastanawia się nad turbinami wiatrowymi, aby pomóc w utrzymaniu ich potrzeb energetycznych poza siecią i zrównoważyć rosnące koszty energii. Turbiny wiatrowe nie są odpowiednie dla każdej nieruchomości, ale można je wykorzystać na wiele sposobów, takich jak:
-
Część hybrydowego systemu energetycznego, który wykorzystuje również takie źródła jak energia słoneczna
-
Połączenie z lokalną siecią energetyczną - należy skontaktować się z obecnym dostawcą energii, aby uzyskać specyfikacje dotyczące podłączenia turbiny do jego systemu
-
Jako źródło 100% energii - pod warunkiem dobrej lokalizacji
Przed podjęciem decyzji, że turbina wiatrowa jest dla Ciebie odpowiednia, określ swoje roczne zużycie energii i ilość rocznego wiatru. Firmy przedstawią Ci konkretne szacunki i zalecenia dla Twojej nieruchomości. Pamiętaj, aby rozejrzeć się, aby znaleźć najlepszy model i zakres cenowy.
