Ветрогенератор

Ветрогенератор с хоризонтален ротор

Ветрогенераторът е устройство, което преобразува кинетичната енергия на въздушните маси над земната повърхност в електрическа енергия, т.е. използва вятърна енергия за производството на електричество.

Въздушни винтове с много добри аеродинамични качества се произвеждат като силови агрегати във ветрогенераторите, превръщайки кинетичната енергия на въздушните маси в механична енергия за производство на електрическа енергия.

Движението на въздушните маси - вятър, е предизвикано от топлината на Слънцето и движението на Земята. Въздухът задвижва въздушния винт като силов агрегат на ветро-енергийното съоръжение в резултат на разликата в налягането върху повърхностите на витлата. Въртенето им води до директно производство на механична енергия, която може да се превърне в електрическа с помощта на електрогенератор. Етапи при изграждане на автономните системи:

• -етап на предварително оразмеряване според специфичните изисквания на клиента за захранваща мощност, работна площ и др;
• - определяне на оптималната топология (схема) на автономната система;
• - определяне на оптимален ценови вариант;
• - изграждане на поддържаща конструкция, включващо стриктно спазване на монтажните изисквания;
• - монтиране на генератори - присъединяване на проводници и апаратура, спазвайки мерките за безопасност при монтаж и експлоатация;
• - обучение за работа със системата;
• - поддръжка.

Класификация

Според оста на въртене

Трите основни вида ветрогенератори:
VAWT Savonius (Савониева турбина с вертикален ротор);
HAWT с въздушен винт и хоризонтален ротор;
VAWT Darrieus вертикален ротор

Савониова турбина с вертикален ротор

• С вертикална ос на въртене.  Вятърните турбини с вертикална ос (VAWT) са тихи, икономични, перфектни и ефикасни за жилищно производство на енергия. Те имат ниска ефективност, работят при по-ниски ветроскорости, по-лесни са за обслужване и не изискват устройства за насочване към посоката на въздушния поток. Използват се където посоката на вятъра е силно променлива. Електрическите генератори са разположени в основата на ветрогенератора, което значително поевтинява конструкцията и монтажа ѝ.
• с хоризонтална ос на въртене. Вятърните турбини с хоризонтална ос (HAWT) са често използвани за производство на по-голяма електрическа мощност. Те са далеч по-ефективни в сравнение с вятърните турбини с вертикална ос. Характерни особености:

 - монтират се върху кула, която позволява във височина поставянето на голямо и мощно витломоторно задвижване;

- вятърната турбина е насочена по посоката на вятъра;

 - витлата имат високо-ефективен аерординамичен профил, подобен на самолетно крило; 

Малките турбини се насочват по посока на вятъра чрез работния режим на ветропоказател. 

Големите турбини имат относително бавна скорост на въртене. Витлата са корави, което ги прави устойчиви от поривите на силни ветрове. Размерите на въздушния винт и формата на кулата се конструират така, че да се увеличава ефективността и да се избягва турбуленцията създадена от кулата. 

Според принципа им на действие

• Въздушен винт, превръщащ енергията на въздушния поток в механична енергия, като се използва неговата аеродинамичната форма чрез оказване съпротивление на тласкащата сила на въздушния поток.  

 - Те се делят на: 

 -каруселни: неработната част на лопатките се закрепва преграда или се 

ориентират с ребро срещу вятъра 

-роторни 

-барабанни – те са с хоризонтална ос на въртене, 

перпендикулярна на посоката на вятъра  

Турбина на Дариус, работеща на принципа на подемната сила

• Въздушен винт, превръщащ енергията на въздушния поток в механична енергия, като се използва неговата аеродинамичната форма. Характерни особености:

- аеродинамичната форма на профила на въздушния винт (най-често плоско-изпъкнал), създава подемната сила и неговото въртеливото движение от обтичащият въздушнен поток в резултат на разликата в налягането от двете страни на плоскостите на винта;

- плоскостта на въртене е перпендикулярна на посоката на вятъра;

- по броя на лопатките се делят на:

- бавноходови- Z ≤ 2

- бързоходни Z ≥ 2 (от1 до 3)

б) ветроколела, работещи с подемната сила на вятъра:  

  ----> Ветроколела с комбинирано действие:  

 - тук се отнасят турбините със Савониевия ротор 

 - роторът им е съставен от две или три 

полукръгли или бъбрековидни лопатки 

 - вътрешните краища на лопатките достигат до 

средата на ротора 

 - оста на въртене е перпендикулярна на посоката на вятъра   

Вижте също

• Вятърна турбина