ENERGIA EOLIANA

1. ENERGIA EOLIANA Munteanu Andreea Cls a X-a G

2. Egiptenii au fost poate primii care au folosit energia generata de vant atunci cand au navigat pe Nil in amonte, in jurul secolului IV i.Hr. Peste secole vasele cu panze aveau sa domine marile si oceanele lumii, servind in principal transportului comercial, dar si in scopuri militare si stiintifice. Marile imperii ale erei noastre foloseau vasele cu panze pentru a controla si domina marile. Aceste vase cu panze sunt si astazi prezente pe apa, insa sunt construite cu echipamente moderne. Utilizarea lor este, insa, cu totul alta - fie ca vase sportive, fie ca ambarcatiuni de agrement. Energia eoliana a fost exploatata pe uscat de cand prima moara de vant a fost construita in vechea Persie in secolul VII. De atunci morile de vant sunt folosite pentru macinarea graului, pomparea apei, taierea lemnului sau pentru furnizarea altor forme de energie mecanica. Insa exploatarea pe scara larga a aparut abea in secolul XX, odata cu aparitia “morilor de vant” moderne – turbinele de vant ce pot genera o energie de 250 pana la 300 de kilovati. Energia eoliana este energia continuta de forta vantului ce batepe suprafata pamantului. Exploatata, ea poate fi transformata in energie mecanica pentru pomparea apei, de exemplu, sau macinarea graului, la mori ce functioneaza cu ajutorul vantului. Prin conectarea unui rotor la un generator electric, turbinele de vant moderne transforma energia eoliana, ce invarte rotorul, in energie electrica.

3. O turbina eoliana este un dispozitiv ce transforma miscarea kinetica 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. Termenul care s-a improprietarit insa este “turbina eoliana” .Impropriu denumite, centralele eoliene sunt, ferme de turbine eoliene, ce sunt conectate la reteaua de distributie a curentului. 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 eoliene se tine cont de valoarea vantului in zona, pretul terenului, impactul vizual si asupra structurilor din vecinatate si apropierea de reteaua de distribuie a curentului. Cum functioneaza : Sistemul se bazeaza pe un principiu simplu. Vantul pune in miscare palele care la randul lor actioneaza generatorul electric. Sistemul mecanic are in componenta si un multiplicator de viteza care actioneza direct axul central al generatorului electric. Curentul electric obtinut este, fie transmis spre imagazinare in baterii si folosit apoi cu ajutorul unui invertor DC-AC in cazul turbinelor de mica capacitate , fie livrat direct retelei de curent alternativ ( AC) spre distribuitori. Turbina eoliana

4. 1. Pale Forma si conceptia lor este esentiala pentru a asigura forta de rotatie necesara. Acest design este propriu fiecarui tip de generator electric.2. Nacela Contine generatorul electric asigurand si o protectie mecanica 3. Pilon Asigura strucura de sustinere si rezistenta a ansamblului superior. 4. Fundatie Asigura rezistenta mecanica a generatorului eolian. Compunerea sistemului

5. Tipuri de turbine eoliene Turbine cu axa orizontala – rotorul si generatorul de curent sunt pozitionate in varful turnului si trebuie aliniate pe directia vantului. Turbinele mici sunt orientate cu ajutorul unei aripioare, iar cele mari folosesc senzori si servomotoare pentru a se alinia pe directia vantului. Majoritatea turbinelor cu axa orizontala au si o cutie de viteze care transforma miscarea de rotatie lenta a palelor intr-una mai rapida, necesara pentru a creste eficienta generatorului de curent. Deoarece turnul produce turbulente aerodinamice in urma sa rotorul turbinei este pozitionat in fata. Palele turbinei sunt rezistente pentru a nu fi indoite si impinse in turnul pe care sunt instalate de vanturile puternice. In plus palele sunt departate de turn si usor inclinate. Exista si turbine cu axa orizontale cu rotorul plasat in spatele turnului. Astfel de turbine au avantajul ca palele elicei se pot indoi, reducand suprafata care se opune vantului la viteze mari si nici nu trebuie orientate in directia vantului, acest lucru facandu-se automat datorita constructiei. Din cauza turbulentelor insa majoritatea turbinelor cu axa orizontala au rotorul plasat in fata turnului. Turbine cu axa verticala – generatorul si toate componentele mai sofisticate sunt plasate la baza turnului, usurand astfel instalarea si mentenanta. Principalele tipuri sunt: Darrieus, Gorlov, Giromill si Savonius. In functie de locatia turbinelor ele poti fi categorisite in turbine de tarm si turbine plasate in largul marilor si oceanelor.

6. Avantaje si Dezavantaje Turbine cu axa orizontala (HAWT = Horizontal Axis Wind Turbine) Avantaje • Elicea se afla aproape de centrul de greutate al turbinei, crescand stabilitatea • Alinierea elicei cu directia vantului ofera cel mai bun unghi de atac pentru pale, maximizand energia electrica rezultata • Palele elicei pot fi pliate pentru a preveni distrugerea turbinei in cazul vanturilor puternice • Turnurile inalte permit accesul la vanturi mai puternice, rezultant o crestere a curentului produs de turbina Dezavantaje • Eficienta turbinelor HAWT scade cu inaltimea turnului unde sunt instalate din cauza turbulentelor vantului • Turnurile inalte si elicele cu pale lungi sunt greu de transportat, uneori costul transportului fiind de 20% din cel al echipamentului in sine • Turbinele HAWT sunt dificil de instalat si necesita macarale si personal calificat • Turbinele inalte pot obstructiona radarele de linga bazele aeriene • Din cauza inaltimii turbinele cu axa orizontala au un impact negativ asupra peisajului rural

7. Avantaje si Dezavanjate Turbine cu axa verticala (VAWT = Vertical Axis Wind Turbine) Avantaje • Sunt mai usor de intretinut deoarece partile in miscare sunt plasate mai aproape de pamant • Turbinele VAWT sunt mai eficiente in zonele cu turbulente ale vantului datorita faptului ca palele elicei sunt plasate mai aproape de pamant • Inaltimea redusa permit instalarea in zonele unde legislatia nu permite cladiri prea inalte • Varful palelor elicei au o viteza unghiulara mai mica, deci rezista la vanturi mai puternice decat turbinele cu axa orizontala Dezavantaje • Eficienta turbinelor VAWT se situeaza in medie la 50% din cea a modelelor HAWT • Trebuie instalate pe o suprafata plana • Majoritatea turbinelor VAWT au nevoie de un electromotor pentru a fi pornite in conditii de vant slab • Turbinele VAWT ancorate prin cablu creeaza stress mecanic pe mecanismul de prindere in a elicei de ax in partea de jos • Majoritatea pieselor unei turbine VAWT sunt plasate in partea de jos, deci schimbarea lor presupune dezmembrarea intregii structuri