Centrala Eoliana

0
574

Mai intai, hai sa stabilim ce e centrala eoliana…

Turbinele eoliene din ziua de azi functioneaza pe acelasi principiu ca si morile de vant din antichitate: palele unei elice aduna energia cinetica a vantului pe care o transforma in electricitate prin intermediul unui generator.

Cum se obtine energia eoliana?

Energia eoliana se obtine in urma transferului energiei vantului unei turbine eoliene. Energia cinetica a vantului este folosita la antrenarea elicelor turbinelor, care sunt capabile de a genera electricitate. Unele turbine eoliene sunt capabile de a produce pana la 5 MW energie electrica, insa necesita o viteza constanta a vantului de aproximativ 20 Km/h.

Elementele lantului de conversie:

  • o turbina eoliana;
  • un generator trifazat;
  • un dispozitiv de interconectare;

In componenta unei centrale eoliene nu intra doar turbinele ci si redresoare de curent, transformatoarele si corectoare ale factorului de putere al curentului. In amplasarea centralelor eolienese tine cont de valoarea vantului in zona, pretul terenului, impactul vizual si asupra structurilor din vecinatate si apropierea de reteaua de distribuie a curentului.

centrala eoliana

Centrale eoliene si turbine eoliene

O turbina eoliana este un dispozitiv ce transforma miscarea cinetica a palelor unei elice in energie mecanica. Daca aceasta energie mecanica este apoi transformata in electricitate avem de-a face cu un generator alimentat cu vant/convertor de energie eoliana.

Turbinele eoliene sunt utilizate, in principal, in doua scopuri:

  • furnizarea de energie locuintelor izolate;
  • furnizarea de energie in retea (parcuri eoliene).

In cazul alimentarii cu energie a locuintelor izolate, turbinele eoliene sunt folosite impreuna cu alte surse de energie, ca de exemplu panouri solare si baterii de acumulare.

Avantaje:

  • Principalul avantaj al energiei eoliene este emisia zero de substante poluante si gaze cu efect de sera, datorita faptului ca nu se ard combustibili.
  • Nu se produc deseuri. Producerea de energie eoliana nu implica producerea nici unui fel de deseuri.
  • Costuri reduse la scoaterea din functiune (toate materialele sunt reciclabile).

Dezavantaj:

  • nu se obtine electricitate cand vantul nu bate sau bate prea slab;
  • pretul destul de ridicat pentru producerea energiei;
  • fiabilitatea redusa a turbinelor;
  • servicii frecvente de intretinere datorita uzurii care apare pe parcursul perioadei de exploatare;
  • impactul asupra pasarilor;
  • impactul vizual asupra mediului;
  • zgomotul de loc neglijabil;
  • interferenta electromagnetica.

Costul unui sistem eolian

Atunci cand se doreste estimarea costurilor aferente producerii energiei electrice din sursa eoliana trebuie avut in vedere ca investitia este dominata de costul turbinei eoliene.

Costul total al unui proiect eolian include:

  • costul fundatiei,
  • costurile de inchiriere al pamantului,
  • costul lucrarilor civile,
  • costul instalatiei electrice si de conectare la retea,
  • alte costuri auxiliare.

Investitia necesara implementarii unei turbine eoliene depinde, in principal, de puterea furnizata de catre aceasta.

Pretul de cost difera de la o tara la alta, in Europa costul variaza intre 900 ÷ 1200 /kW.

Puterea turbinelor eoliene este proportionala cu cubul vitezei vantului. Orice modificare a vitezei se reflecta in puterea produsa.

Tipuri de turbine eoliene

Turbinele eoliene pot fi clasificate dupa mai multe criterii.

1. Dupa pozitia axului turbinei

Turbinele se impart in turbine cu ax orizontal (HAWT – horizontal axis wind turbines) si turbine cu ax vertical (VAWT – vertical axis wind turbine).

tipuri de turbine eoliene

Turbine cu ax orizontal

Majoritatea turbinelor eoliene sunt de tipul cu ax orizontal (HAWT). Axa de rotatie a turbinei este paralela cu directia vantului. Palele elicei, axul motorului si generatorul electric sunt montate in varf, intr-o nacela.

HAWT au randamente mai mari, insa au nevoie de sisteme mecanice suplimentare pentru alinierea elicei pe directia vantului.

Turbine cu ax vertical

Turbinele eoliene cu ax vertical au axa turbinei perpendiculara pe directia vantului. Au o constructie mai simpla, sunt mai fiabile, mai ieftine si mai usor de intretinut deoarece partile in miscare sunt plasate mai aproape de pamant.

Dezavantaje: eficienta mult mai redusa decat a modelelor cu ax orizontal, au nevoie de un electromotor pentru a fi pornite in conditii de vant slab. Sunt ideale in conditii de vant slab.

2. Dupa principiul de functionare

Dupa modul de interactiune dintre paletele turbinei si curentul de aer, turbinele eoliene se bazeaza in principal pe forta de rezistenta la inaintare sau pe forta de portanta.

3. Dupa putere

  • turbine eoliene de puteri foarte mici (P < 1KW);
  • turbine eoliene mici (1 KW < P < 25 KW);
  • turbine eoliene de puteri medii (25 KW < P < 100 KW);
  • turbine eoliene de puteri mari (100 KW < P < 300 KW);
  • turbine eoliene de puteri foarte mari (P > 300 KW);
  • turbine eoliene gigant (P > 1 MW);

4. Dupa rapiditate

  • turbine eoliene lente;
  • turbine eoliene rapide;

5. Dupa numarul de pale

  • turbine cu o pala;
  • cu doua pale;
  • cu trei pale;
  • turbine multiple;

6. Dupa destinatie

  • turbine izolate (insulare);
  • turbine cuplate la sistemul de distributie a energiei electrice.

Turbinele izolate au puteri mici si sunt destinate asigurarii energiei electrice a unei gospodarii sau a comunitatii restranse. Aceste turbine nu sunt cuplate la reteaua nationala, de aceea trebuie asigurata o sursa alternativa de energie.

Turbinele eoliene pot fi utilizate si pentru asigurarea partiala a energiei electrice necesare unei locuinte, caz in care locuinta este racordata si la reteaua de distributie a energiei electrice.

In cazul in care viteza vantului este mai mica decat viteza de la care turbina produce curent, locuinta este alimentata de la retea. Atunci cand energia produsa de turbina depaseste necesarul de consum al locuintei, surplusul este fie introdus in reteaua electrica si vandut furnizorului, fie este inmagazinat in baterii.

Daca eoliana este conectata la retea, viteza de rotatie a masinii asincrone trebuie sa ramana practic constanta, apropiata de viteza de sincronism, pentru a asigura functionarea stabila a generatorului. Frecventa retelei impune viteza de rotatie a masinii.

Generatorul cu viteza fixa, conectat direct la retea, trebuie neaparat prevazut cu un multiplicator de viteza.

centrale eoliene

Elemente componente

Indiferent de pozitia axului turbinei eoliene, aceasta este alcatuita din:

  • rotorul turbinei
  • multiplicatorul de turatie (cutie de viteze)
  • sistemul de franare
  • generatorul electric
  • sistemul de orientare (de aliniere a elicei pe directia vantului)
  • sistemul de protectie si control
  • turnul de sustinere
  • fundatie

Aceste elemente constructive sunt specifice fiecarui tip de turbina eoliana.

Paletele turbinelor eoliene pot avea diferite profile aerodinamice.

Formarea curentilor de aer

Vantul se formeaza deorece soarele nu incalzeste Pamantul uniform, fapt care creeaza miscari de aer. Energia cinetica din vant poate fi folosita pentru a roti niste turbine, care sunt capabile de a genera electricitate.

Vantul este miscarea aerului datorata maselor de aer cu temperaturi diferite. Temperaturile diferite sunt cauzate de masele de apa si pamant care absorb diferit caldura soarelui. La scara globala miscarile masive de aer sunt cauzate de diferenta de temperatura intre pamantul de la ecuator si cel apropiat de poli.

Deoarece vantul va bata cat timp soarele va incalzi. Pamantul este o sursa de energie regenerabila, ce este exploatata in prezent pentru a produce electricitate.

Voteaza si tu

LĂSAȚI UN MESAJ

Please enter your comment!
Please enter your name here

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.