Turbiny wiatrowe – rodzaje, informacje, wydajność 

Energia odnawialna, która jest pozyskiwana z wiatru to jedna z coraz częściej wykorzystywanych nie tylko w skali komercyjnej, lecz także do zaspokojenia swoich potrzeb dla własnego gospodarstwa domowego. Kluczowy element każdej elektrowni wiatrowej to turbiny wiatrowe. Sprawdzamy, jakie są turbiny wiatrowe, a także jak wygląda budowa turbiny wiatrowej. Zapraszamy do lektury.

Jak wygląda budowa turbiny wiatrowej?

Wiatrak to potoczna nazwą turbiny wiatrowej – urządzenia, które jest odpowiedzialne za przekształcanie energii kinetycznej w energię elektryczną. Konstrukcja turbiny wiatrowej obejmuje m.in. podstawowy element, jakim jest wirnik. Ten element umieszcza się na wale wolnoobrotowym. Jeśli chodzi o średnicę, można wyróżnić np. przydomowe turbiny, czy też elektrownie wiatrowe o dużych mocach. Zwykle wirnik zbudowany jest z trzech łopat, a te poruszają się z prędkością do 30 obrotów na minutę.

Poza wirnikiem na budowę turbiny składają się też przekładnia, generator i cały system sterowania. Gondola, która znajduje się na wysokości około 30 – 100 m, zawiera w sobie też system do chłodzenia, a także hamulec oraz układy smarowania. Obracanie wirnika umożliwia silnik z przekładnią. Te znajdują się na samym szczycie całej konstrukcji. Tak wygląda konstrukcja turbiny wiatrowej, jaką stosuje się w dużych, profesjonalnych farmach wiatrowych.

Generatory wiatrowe – jakie są ich rodzaje ze względu na moc turbiny?

Siłownie wiatrowe przeznaczone są zazwyczaj do produkcji prądu. Generatory wiatrowe można podzielić na kilka różnych konstrukcji, różniących się pomiędzy sobą parametrami. Ze względu na moc turbiny wiatrowe dzieli się na:

• mikroturbiny – tego rodzaju wiatraki wyróżniają się mocą mniejszą niż 100 W, wykorzystuje się je zazwyczaj do zasilania świetlnych znaków drogowych, bram wjazdowych, oświetlenia LEDowego, czy też do ładowania baterii akumulatorowych. mają zastosowanie np. w takich miejscach, gdzie brak jest dostępu do innych źródeł energii;
• małe generatory wiatrowe – to zwykle domowe elektrownie wiatrowe o mocach od około 100 W do około 50 kW, takie małe turbiny wiatrowe mogą zaspokoić zapotrzebowanie na prąd w średniej wielkości gospodarstwie domowym, elektrownia wiatrowa o mocy większej niż 0 kW może wygenerować np. dodatkowy dochód pochodzący ze sprzedaży prądu do zewnętrznej sieci energetycznej, jako że wiatrak tego rodzaju wytwarza nadwyżkę prądu poza konieczną ilością do zasilania sprzętów w domu;
• duże generatory wiatrowe – to turbiny wiatrowe, wyróżniające się mocą większą od 100 kW, jeżeli domowa elektrownia wiatrowa nie będzie wymagać żadnego pozwolenia, to już wiatrak o tak dużej mocy można zainstalować jedynie za zgodą gminy.

Generatory wiatrowe – rodzaje ze względu na położenie osi obrotu

Kolejnym podziałem elektrowni wiatrowych wiąże się z położeniem osi obrotu wirnika. W tym przypadku wyróżnia się:

• pionowe elektrownie wiatrowe – czyli tzw. VAWT (od ang. Vertical Axis Wind Turbines), to rozwiązanie mało popularne i obejmują one jedynie około 5% wszystkich turbin wiatrowych, najczęściej mają one do 30 m wysokości, zaś ich średnica zwykle nie przekraczaj 15 m;
• poziome turbiny wiatrowe – czyli tzw. turbiny z poziomą osią obrotu HAWT (od ang. Horizontal Axis Wind Turbines), one obejmują aż około 95% wszystkich rozwiązań stosowanych, wznosić się mogą na wysokości do około 40 m, średnica ich wirnika osiąga około 20 – 40 m, wirnik zwykle zbudowany jest z trzech łopat, choć spotkać można też wirniki jednopłatowe, dwupłatowe, czteropłatowe, a nawet wielopłatowe, poziome wiatraki dzieli się na dwa rodzaje jeśli chodzi o ustawienie wirnika względem kierunku wiatru, są to: elektrownie dowietrzne (od ang. up-wind) i odwietrzne (od ang. down-wind).

Inne rodzaje turbin wiatrowych

Lecz to nie jedyne funkcjonujące podziały turbin wiatrowych. Wiatraki można bowiem podzielić też ze względu na ich przeznaczenie, czy też celu wykorzystywania wyprodukowanej przez nie energii elektrycznej. Mogą to być:

• elektrownie wiatrowe mechaniczne;
• elektrownie wiatrowe energetyczne.

Kolejny podział wiąże się s takim parametrem, jaki szybkobieżność. Pod tym względem wiatrak może być:

• wolnobieżny;
• średniobieżny;
• szybkobieżny.