In de wereld van hernieuwbare energie vallen twee belangrijke vormen van opwekking op: Energía Solar en windenergie. Terwijl zonne-energie zonnestraling via zonnepanelen omzet in elektrische energie, richt windenergie zich op het benutten van de kracht van de wind via windturbines. Deze apparaten zijn essentieel voor het omzetten van de kinetische energie van de wind in bruikbare elektrische energie.
De windturbines Ze zijn complex van opzet en vereisen voorafgaande studies om ervoor te zorgen dat de installatie ervan winstgevend en efficiënt is. Er zijn verschillende typen en technologieën verbonden aan windturbines, die variëren afhankelijk van hun gebruik en de capaciteit voor het opwekken van elektriciteit. In dit artikel leert u in detail alles wat met windturbines te maken heeft.
Kenmerken van een windturbine
Windturbines ombouwen kinetische energie van de wind omgezet in elektrische energie via de wieken die draaien dankzij de kracht van de wind. Deze messen kunnen ertussen draaien 13 en 20 toeren per minuut (rpm), altijd afhankelijk van de windturbinetechnologie en de windsnelheid. De materialen van de messen hebben ook invloed op de rotatiesnelheid; Lichtere messen hebben de neiging sneller te draaien.
Hoe meer snelheid de bladen krijgen, hoe groter de hoeveelheid energie die door de windturbine wordt gegenereerd, waardoor deze toeneemt rendement. Om het apparaat überhaupt te kunnen starten, is echter hulpstroom vereist. Zodra het in werking is gesteld, wordt de wind de enige drijvende kracht achter de rotatie van de wieken.
Een van de meest opvallende aspecten van windturbines is hun Lange levensduur, die overschrijdt Tot 25 jaar. Hoewel de installatiekosten en initiële uitgaven hoog kunnen zijn, zorgt de lange bedrijfstijd ervoor dat de investering kan worden afgeschreven en economische voordelen kan worden gegenereerd. Omdat het schone energie is, draagt het bovendien bij aan de vermindering van vervuilende emissies en aan de vermindering van het gebruik van fossiele brandstoffen.
Technologische vooruitgang heeft niet alleen de levensduur van windturbines vergroot, maar ze ook efficiënter gemaakt, waardoor de installatie ervan op optimalere locaties is vergemakkelijkt om de opvang van windenergie te maximaliseren.
operatie
Het energietransformatieproces in een windturbine wordt uitgevoerd in verschillende fasen, die elk van cruciaal belang zijn voor het omzetten van windenergie in elektriciteit:
- Automatische oriëntatie: De windturbine oriënteert zichzelf automatisch om het maximale uit de windenergie te halen. Dit is mogelijk dankzij de gegevens die door de vaan en de anemometer worden geregistreerd, waardoor de gondel in de juiste richting kan draaien.
- Rotatie van het mes: Wanneer de wind een snelheid van ongeveer 3,5 m/s bereikt, begint hij de wieken te laten draaien. Om de energieopwekking te optimaliseren is de ideale windsnelheid 11 m/s. Als deze snelheid boven de 25 m/s komt, worden de wieken in de vlagpositie geplaatst om overmatige spanningen te voorkomen en het systeem af te remmen.
- Vermenigvuldiging: De rotatie van de rotor drijft een langzame as aan die met behulp van een vermenigvuldiger de snelheid verhoogt van 13 tpm tot ongeveer 1.500 tpm.
- Generatie: De rotatie-energie wordt overgebracht naar de generator, waar deze wordt omgezet in elektriciteit.
- Evacuatie: De opgewekte elektriciteit wordt door de toren naar het onderstation getransporteerd, waar de spanning wordt verhoogd voordat deze in het elektriciteitsnet wordt geïnjecteerd voor distributie naar verbruikspunten.
- Toezicht houden: Dit proces zorgt ervoor dat de windturbine correct functioneert. Vanuit het onderstation en het controlecentrum worden kritische systemen permanent gemonitord, waardoor mogelijke incidenten snel kunnen worden opgespoord en opgelost.
Soorten windturbines
Er zijn twee hoofdcategorieën windturbines, die worden geclassificeerd op basis van de rotoras of het vermogen dat ze kunnen leveren.
Volgens de rotoras
Verticale as
Dit type windturbine is omnidirectioneel en vereist geen oriëntatiesystemen, wat installatie en onderhoud eenvoudiger maakt. Bovendien liggen de componenten, zoals de generator en de vermenigvuldiger, gelijk met de grond, wat de constructie vereenvoudigt en de kosten verlaagt. Het grootste nadeel is echter dat Ze hebben een lagere efficiëntie dan die met een horizontale as en vereisen externe systemen om de rotatie van de bladen te starten.
Horizontale as
De windturbines van horizontale as Ze zijn de meest voorkomende en efficiënte. Het ontwerp maakt het mogelijk hogere rotatiesnelheden te bereiken en vereist daarom minder toerentalvermenigvuldiging. Bovendien kunnen ze, omdat ze groter zijn, beter profiteren van windenergie op grote hoogte.
Volgens het geleverde vermogen
In functie van de geleverde stroomworden windturbines onderverdeeld in drie klassen:
- Laag vermogen: Ze bieden bevoegdheden tot 50 kW en worden gebruikt in toepassingen zoals waterpompen of stroomvoorziening in geïsoleerde gebieden.
- Halve kracht: Ze liggen in het bereik van 150 kW en worden gebruikt om energie te leveren aan het elektriciteitsnet op landelijke of afgelegen plaatsen.
- Hoge spanning: Ze leveren energie op commerciële schaal en hun productie kan oplopen tot meerdere gigawatt.
Tegenwoordig wordt hoogvermogenapparatuur het meest gebruikt in windmolenparken om op een efficiënte en economische manier elektriciteit te produceren, wat bijdraagt aan de strijd tegen de klimaatverandering.
De duurzame energiesector blijft zich ontwikkelen, gedreven door de noodzaak om de uitstoot van broeikasgassen terug te dringen en de gevolgen van de klimaatverandering te verzachten. Vooral windturbines hebben aanzienlijke technologische vooruitgang geboekt, waardoor ze meer elektriciteit kunnen opwekken en een langere levensduur hebben. Met deze informatie zult u beter begrijpen hoe windturbines werken en hun sleutelrol in de toekomst van schone energie.