M-ar interesa ceva materiale despre turbine eoliene. (wind turbines)

Turbinele eoliene au doua destinatii majore: includerea intr-o centrala eoliana sau furnizarea de energie locuintelor izolate. In cazul din urma turbinele eoliene sunt folosite impreuna cu panourile solare si baterii pentru a furniza constant electricitate in zilele inorate sau senine fara vant.

La eficienta unei turbine contribuie dimensiunea palelor si tipul convertorului din miscare axiala in electricitate. Turbinele eoliene mai sunt denumite si generatoare de vant, convertor de energie eoliana (wind energy converter – WEC) sau wind power unit (WPU).

Puterea generata de o turbina eoliana este direct proportionala cu densitatea aerului, aria acoperita de o miscarea completa a paletelor rotorului si patratul vitezei vantului. Vantul care trece prin palele elicei este incetinit si imprastiat. In aceste conditii eficienta maxima obtinuta de o turbina eoliana este de 59%, valoare peste care vantul se intoarce in palele turbinei.

Majoritatea turbinelor eoliene moderne sunt de tipul Horizontal-axis wind turbines (HAWT), adica axa de rotatie e rotorului este orizontala, acesta fiind plasat in varful turnului, cu palele elicei pozitionate la un unghi pozitiv, la o distanta sigura de turn, in fata vantului. Exista si turbine eoliene cu palele in spatele vantului, dar din motive de fiabilitate nu sunt folosite decat in cazuri speciale.


Prezentare generala
Energia eoliana este cea mai comuna si in acelasi timp inepuizabila resursa de energie regenerabila.
Generatorul eolian este un dispozitiv electromecanic destinat sa converteasca energia eoliana in energie mecanica si apoi in energie electrica. Productia de energie electrica obtinuta de generatoarele eoliene se poate stoca in baterii si poate fi convertita in 220V/50Hz, curent alternativ. Producerea de electricitate eoliana nu necesita nici un tip de combustibil, nu polueaza si este silentioasa.
Aceasta solutie este ideala pentru regiunile care au o energie eoliana buna si sunt departe de o retea electrica. Energia eoliana poate asigura electricitate pentru frigidere, pompe de apa, masini de spalat, televizoare, sisteme de iluminat, scule electrice, sisteme de comunicatii si...nu numai...

Generatorul de electricitate
Sistemul eolian contine, de regula, un generator electric, un dispozitiv de control al incarcarii bateriilor, un invertor (convertizor), un catarg (turn), un numar variabil de baterii de acumulatoare, precum si alte elemente (accesorii). Generatorul eolian opereaza cu o iesire de curent alternativ, iar prin controler se poate redresa si transforma din curent alternativ in curent continuu pentru incarcarea bateriei/bateriilor si stocarea energiei electrice. Cu ajutorul invertorului (convertizorului) se transforma curentul continuu in curent alternativ pentru alimentarea aparatelor/echipamentelor electrice, iar energia suplimentara („in exces") este stocata in baterii. Dispozitivul de control al incarcarii asigura protectia bateriilor la suprasarcinii, precum si la descarcarea excesiva a acestora, pentru marirea duratei de viata/exploatare.

Turbinele eoliene pot fi:
• cu ax orizontal (seria FD);
• cu ax vertical (seria FDV).

Specificatii tehnice pentru turbinele cu ax orizontal FD300W-20 kWutere 300 W 600 W 1 kW 2 kW 3 kW 5 kW 10 kW 20 kW
Diamentru elice (m) 2, 6 2, 8 3,2 4 5 6 8 11
Numar de pale 3
Material pale FRP
Orientare rotor Sensul acelor de ceasornic
Suprafata acoperita (mp) 3.8 6.2 8 12.6 19.6 28.3 50.2 95
Rotatii pe minut 350 350 350 350 220 220 160 120
Viteza vant (m/s) 7.5 7.5 7.5 8 9 10 11 11
Tip generator Generator sincronizat cu magnet permanent
Control viteza Yaw + electromagnetic
Metoda oprire Manual
Putere (W) 300 600 1000 2000 3000 5000 10000 20000
Putere maxima (W) 450 750 1500 3000 4500 6500 15000 25000
Tensiune iesire (V) 24 24 48 96 192 220 380 380
Viteza vant la pornire (m/s) 2, 5 2, 5 2,5 2,5 3 3 3,5 4
Viteza vant la operare (m/s)
3-25
Viteza siguranta vant (m/s) 40
Tip de cablu catarg (mm) 60 76 76 89 133 159 273 325
Inaltime catarg (m) 6 6 6 6 8 9 12 15
Greutate (kg) 30 45 75 95 215 250 600 800
Control DC 24V DC 24V DC 48V/24V DC 96V/48 DC 192V/96V DC 216V DC 360V DC 360V
Invertor AC220V/110V
Capacit. si cantit. baterii 12V 100Ah 2buc 12V 150Ah 2buc 12V150Ah 4buc 12V100Ah 8buc sau 12V200Ah 4buc 12V100Ah 16buc sau 12V 200Ah 8buc 12V 100Ah 18buc 12V 150Ah 30buc 12V 200Ah 30buc

Alte precizari:
1. Generatoarele cu viteze mici folosesc materiale magnetice permanente rare. Aceasta asigura protectie mare la suprasarcinii si fiabilitate sporita.
2. Sunt folositi rulmenti, magneti si alte componente de calitate superioara, cu caldura radianta puternica si rata de demagnetizare foarte mica.
3. Corpul catargului este fabricat din tevi de otel sau fier ductil de calitate superioara, cu o tratare anticoroziva foarte buna; aceasta previne corodarea de la vant, sare si orice alt factor extern; Materialele rezista si la temperaturi de -40 pana la -60 grade celsius.
4. Circuitul magnetic profesional, de inalta tehnologie, lucreaza si la viteze mici ale vantului (ex. 2, 5 m/s). Vanturile slabe pot genera electricitate.
5. Carma unica cu unghi pre-stabilit, asigura alinierea de precizie cu directia vantului, pentru a imbunatatii generarea curentului electric.
6. Protectia la suprasarcina si/sau la supradescarare, ori la scurt circuit, determina o mantenanta simpla (ieftina).
7. Generatoarele opereaza stabil, fiabil, rezistand mai mult de 15 ani; aceasta reprezinta o investitie cu beneficii pe termen lung.

Specificatii tehnice pentru turbinele cu ax vertical FDV300W-10 kWutere 300 W 600 W 1 kW 2 kW 3 kW 5 kW 10 kW
Diametru elice (m) 1, 0 1, 0 1,5 1,5 1,7 3,0 3,0
Latime pale (cm) 140 160 160 180 240 200 250
Numar pale 5 5 5 5 7 7 7
Material pale FRP
Viteza rotatii (r/min) 220 220 200 200 160 80 80
Viteza vant (m/s) 7-8 7-8 7-8 7-8 8-9 9-10 10-11
Putere (W) 300 600 1000 2000 3000 5000 10000
Putere maxima (W) 450 750 1200 2200 3200 5200 11000
Viteza vant de start (m/s) 2 2 2 2 3 3 3
Viteza de lucru (m/s) 2-24 2-24 2-24 2-24 3-24 3-24 3-24
Tensiune Iesire (V) 220/110
Inaltime catarg (m) 6 6 6 6 8 10 12
Greutate (kg) 30 45 58 74 98 120 230
Tip catarg Otel (q235B)
Sistem control iesire Controler, invertor
Baterii recomandate 12V 100Ah 2buc 12V 150Ah 2buc 12V 150Ah 4buc 12V 100Ah 8Buc 12V 100Ah 16Buc 12V 100Ah 18buc 12V 150Ah 30buc
Durata de serviciu (ani) 20-25

Alte precizari:
1. Tubinele cu Ax Vertical (TAV) folosesc pale verticale si au un design triangular, cu dublu pivot si cu punct principal de intensitate pe roata centrala; aceasta rezolva problema rezistentei palelor la rupere, la zbor sau cadere.
2. TAV asigura reducerea zgomotului si posibilitatea instalarii in zone populate/aglomerate (urbane).
3. TAV rezista la vanturi foarte puternice si sunt operabile la viteze mici ale vantului; valorifica eficient resursele eoliene.
4. TAV au raza mica de rotatie si eficienta marita.
5. TAV pot fi configurate in doua moduri, manual-mecanic si automat-electronic.
6. TAV folosesc generatoare cu magneti permanenti, nu necesita cutii de viteze, si nici operatiuni de intretinere laborioase; periodic (ex. semestrial) se face o inspectie a componentelor operationale.