Turbiny wiatrowe lub turbiny wiatrowe to urządzenia przekształcające energię wiatru w mechaniczną energię obrotową. To odróżnia turbinę wiatrową od żagla, który wykorzystuje energię wiatru bezpośrednio, bez konwersji.
Instrukcje
Krok 1
W literaturze często można spotkać słowo „wiatrak” w odniesieniu do wiatraków. Rzeczywiście, wiatraki były pierwszymi turbinami wiatrowymi, w których zastosowano zasadę konwersji energii.
Krok 2
Wiatraki były również i są obecnie wykorzystywane do podnoszenia wody ze studni i studni. Windy do nawadniania mają małe turbiny wiatrowe. Turbiny wiatrowe podnoszące wodę do studni artezyjskich mogą być imponujące pod względem wielkości - ich wielołopatowe koła wiatrowe często osiągają średnicę kilkudziesięciu metrów.
Krok 3
Szczególnie rozpowszechnione są elektrownie wiatrowe. Prawdopodobnie słyszałeś o gigantycznych holenderskich farmach wiatrowych, które zajmują całe pola, a nawet wchodzą w strefę przybrzeżną morza. Składają się z dużej liczby turbin wiatrowych z generatorami elektrycznymi podłączonymi do wspólnej sieci.
Krok 4
Zasada działania farmy wiatrowej jest prosta. Oś turbiny wiatrowej jest połączona bezpośrednio lub poprzez układ przeniesienia napędu z osią generatora elektrycznego (dynamo). Napięcie usunięte z generatora jest przesyłane do sieci odbiorcy lub w celu naładowania akumulatorów.
Krok 5
Farmy wiatrowe mogą być dość małe, przeznaczone do dostarczania energii elektrycznej do domku letniskowego lub prywatnego domu. Istnieją nawet mobilne wersje takich urządzeń wykorzystywane podczas wypraw czy pieszych wędrówek.
Krok 6
Projekty turbin wiatrowych są bardzo zróżnicowane. Opisany powyżej wiatrak o osi poziomej, często stosowany w wiatrakach, ma zwykle dwie lub więcej łopat, ale może też składać się z jednego wyposażonego w przeciwwagę. Łopaty turbin wiatrowych są czasami nazywane skrzydłami lub klapami. Mogą również różnić się wyglądem. Nawet starożytne wiatraki mają klapy zaprojektowane jak skrzydło szczelinowe. Niektóre turbiny wiatrowe mają elastyczne łopaty, wykonane na zasadzie żagla.
Krok 7
Turbina wiatrowa o osi poziomej posiada koło wiatrowe, maszt na którym jest zamontowana oraz ogon. Ten ostatni obraca koło wiatrowe jego osią wzdłuż wiatru. Są takie instalacje bez piór (na przykład z osią pionową).
Krok 8
Wiatraki o osi pionowej są czasami nazywane windrotorami. Ich działanie opiera się na różnicy sił oporu powietrza pomiędzy powierzchniami wklęsłymi i wypukłymi. Ciekawe, że pierwsze tego typu urządzenia były używane na Wschodzie jako podnośniki do wody. Ich wirnik składał się z żagli. Co więcej, tylny wiatr napełniał i pchał łopaty, a przeciwny wiatr składał się, zmniejszając ich opór.
Krok 9
Atrakcyjność turbin wiatrowych polega na tym, że wykorzystują one darmową energię wiatrową. Takie urządzenia nie zanieczyszczają wody i powietrza produktami spalania, nie zużywają tlenu. Dlatego uważane są za alternatywny i przyjazny dla środowiska sposób wytwarzania energii.
Krok 10
Turbiny wiatrowe mają również wady. Duże koła wiatrowe stanowią zagrożenie dla ptaków. Aby pozyskać dużą ilość energii elektrycznej, wymagane jest wykorzystanie dużego terenu pod farmę wiatrową. Wiatry wieją ze zmienną prędkością, co powoduje, że energia otrzymywana z turbiny wiatrowej jest niestabilna. Ten ostatni problem można rozwiązać, jeśli część energii zostanie wykorzystana do naładowania akumulatorów.
