ENERGIE EOLIANA

Vântul este rezultatul activitatii energetice a soarelui si se formeaza datorita încalzirii neuniforme a suprafetei Pamântului. Miscarea maselor de aer se formeaza datorita temperaturilor diferite a doua puncte de pe globul pamântesc, având directia de la punctul cald la punctul rece.

Palele turbinelor eoliene se rotesc datorita miscarii maselor de aer si cu cât este mai mare masa aerului, cu atât mai repede se rotesc palele, producând o cantitate mai mare de energie. Un rol important în cantitatea de energie obtinuta o au si viteza vântului si suprafata palelor.

Turbinele eoliene se pot utiliza singulare sau în grupuri care formeaza sisteme eoliene.

În figura 2.1 este prezentata o imagine cu un sistem energetic format din turbine eoliene.

Figura 2.1

Turbina eoliana, care este prezentata într-o forma simplificata în figura 2.2, este compusa în principal din:

1. Palete ( pale );
2. Generator;
3. Frâna;
4. Angrenaj;
5. Regulatoare electrice;
6. Sistem de orientare;
7. Butuc.
8. Paletele (palele) sunt realizate dintr-un amestec de fibra de sticla si materiale compozite. Ele au rolul de a capta energia vântului si de a o transfera rotorului turbinei. De forma lor depinde randamentul turbinei.
9. Generatorul asigura producerea energiei electrice. Transforma energia mecanica a axului de intrare în energie electrica. Poate fi de curent continuu sau de curent alternativ. Cele mai utilizate sunt cele de curent alternativ.
10. Frâna asigura blocarea turbinei eoliene pe axa vântului. Poate fi situata fie pe axul principal, în fata angrenajului de transmisie, fie pe axul de mare viteza în spatele angrenajului de transmisie.
11. Angrenajul transfera energia mecanica generatorului.
12. Regulatoarele electrice sunt elemente de reglare.

Controlul activ, prin motoare hidraulice, asigura modificarea unghiului de incidenta a palelor pentru a valorifica la maxim vântul instantaneu si de a limita puterea daca vântul depaseste viteza nominala.

La controlul pasiv, palele sunt fixe în raport cu butucul turbinei. Ele sunt concepute pentru a permite deblocarea în cazul unui vânt puternic. Este un sistem utilizat de majoritatea turbinelor eoliene.

Controlul mixt, numit si control activ cu deblocare aerodinamica, îmbina avantajele celor doua sisteme prezentate mai înainte.

Turbina eoliana are ca element auxiliar pilonul. Pilonul sunt fabricat din otel sau beton compactat. El sustine turbina eoliana. La stabilirea înaltimii trebuie sa se tina cont si de pretul de cost. Exista o relatie de directa proportionalitate între înaltimea pilonului, viteza vântului si pretul de cost. Pilonii au în general înaltimi cuprinse între 40 m si 80 m. Prin interiorul pilonului trec cablurile electrice.

Fundatia asigura rezistenta mecanica a structurii formate din pilon si din turbina eoliana.

Turbinele eoliene sunt dotate si cu un sistem electronic de control, care controleaza pornirea, reglajul înclinarii palelor, frânarea si oprirea rotirii palelor.

De asemenea, se mai utilizeaza si dispozitive de masurare a vitezei vântului.

Figure 2.3

În figura 2.3 este prezentata o imagine cu un sistem eolian de-a lungul coastelor Danemarcei.

Succesiunea etapelor în generarea si transmiterea energiei eoliene poate fi rezumata dupa cum urmeaza:

• 1. Pe masura ce vântul interactioneaza cu rotorul se produce un cuplu;
• 2. Frecventa rotationala relativ scazuta a rotorului este intensificata prin intermediul angrenajului de transmisie;
• 3. Axul de iesire al angrenajului de transmisie roteste generatorul;
• 4. Energia electrica produsa de generator trece prin regulatorul turbinei si prin disjunctoare si este ridicata la o tensiune intermediara de transformatorul turbinei;
• 5. Prin sistemul de cabluri se transmite energia electrica transformatorului;
• 6. Transformatorul instalatiei creste tensiunea pâna la valoarea minima a retelei;
• 7. Sistemul de retele interconectate transmite energia electrica pâna la punctul ultim de utilizare;
• 8. Substatiile transformatorului reduc tensiunea la valori de utilizare pe o scara restrânsa sau la valori industriale;

Retelele locale de tensiune scazuta transmit energia electrica utilizatorilor casnici sau industriali. 

Figure 2.4

În figura 2.4 este prezentata o imagine cu un sistem eolian în care turbinele sunt foarte apropiate una de alta si sunt orientate sub unghiuri diferite. În prezent, dezvoltarile tehnologice au permis realizarea unor turbine eoliene care sa produca un zgomot cât mai mic si astfel sa fie cât mai putin deranjante pentru vecinatate. Exista mai multe metode de micsorare a zgomotului, cum ar fi: Antifonarea nacelei; Realizarea unor sisteme de transmisie mecanica cât mai silentioase; Utilizarea unor amortizoare pentru limitarea vibratiilor; Realizarea unor profile cât mai performante pentru pale si care sa fie cât mai putin zgomotoase. O parte din energia electrica obtinuta de la turbinele eoliene poate fi folosita pentru consumul comunitatilor locale, iar o parte poate fi transferata retelei electrice nationale.