http://www.smedia.rs/vesti/detalji.php?id=46822Energija vetra - tipovi vetroturbina Vetroturbine, poznatije kao vetrenja?e koriste se ve? oko 1000 godina. Tokom 19. veka masovno su koriš?ene za pokretanje mlinova, strugara ili pumpi za vodu posebno u Holandji, Danskoj i SAD.
Za njih je karakteristi?no da pretvaraju energiju kretanja vetra u energiju obrtnog kretanja, pa je neposredan ishod njihove funkcije vratilo koje se obr?e i može pokretati neki radni ure?aj.
Koeficijent korisnog dejstva ovih mašina (tj. koli?nik energije proizvedene na obrtnom vratilu i energije koju vetar utroši na to obrtanje) ne može pre?i Betz-ovu teoretsku granicu od 16/27 ili u procentima 59,3%.
Prema uzajamnom položaju obrtne ose rotora i pravca vetra koji ga pokre?e, vetroturbine se dele na aksijalne (osa rotora uglavnom paralelna sa podlogom, tj. pravac vetra duž te ose) i radijalne (osa rotora uglavnom upravna na podlogu, tj. pravac vetra upravan na tu osu).
Aksijalne vetroturbine:Danas dominiraju u eksploataciji i naj?eš?e imaju dva (Sl.1) ili tri krila (Sl.2). Prva trokrilna aksijalna vetroturbina, namenjena pokretanju elektrogeneratora, konstruisana je sredinom prošlog veka u Danskoj, a na osnovu nje je razvijena ve?ina savremenih vetroturbina ove primene. Vremenom su usavršeni aerodinami?ki profili krila, tehnologija materijala rotora i prenosnih mehanizama, te danas nezaobilazni elektrogenerator sa prate?im elektronskim kontrolerima. Elektroprivrede razvijenih zemalja ve? raspolažu skupovima aksijalnih vetroturbina u formi eolskih plantaža. Ovde pojedina?na turbina-?lan, kompromisom izme?u svoje nazivne snage, troškova izrade i životnog veka, ve? postiže cenu kilovat-?asa generisane elektri?ne energije od 0,06 eura.
Ve?oj snazi aksijalnih vetroturbina posebno doprinosi dužina krila rotora, kojoj je srazmeran moment sile na pogonskom vratilu, ali i opasnost od lomljenja istih pri brzinama vetra iznad 15 m/s. Problem se donekle prevazilazi izradom krila od ?vrstog i lakog ali skupog materijala (npr. karbonskih vlakana), ili od jeftinijih ali težih materijala. Dok prvi pristup može u?initi cenu izrade neprihvatljivom, drugi smanjuje radnu efikasnost, jer pove?anje mase rotora usporava prilago?avanje njegovog položaja promeni smera vetra, pri ?emu su najnepovoljniji oni koji menjaju pravac i duvaju u kratkim naletima.
Cena aktivnog prilago?enja i zaštite (zakretanje krila oko sopstvene ose i/ili obaranje rotora u horizontalnu ravan) opravdana je samo kod ovih vetroturbina velike snage. Posebni nedostatci aksijalnih vetroturbina su: obustava eksploatacije pri vetrovima uglavnom iznad 15m/s, veliki prostor kojeg zaprema rotor, visoki toranj za njegovu montažu (srazmeran dužini krila) i mogu?nost nanošenja opasnih (nekad smrtonosnih) telesnih povreda živim bi?ima u slu?aju kontakta sa rotorom u zamahu. Ipak, visok koeficijent iskoriš?enja snage vetra savremenih aksijalnih vetroturbina (vršno 50% i prose?no 45%), daje im prednost u primeni za projektovane snage u opsegu od nekoliko desetina kilovata do nekoliko megavata.
Sl.1 Sl.2
Radijalne vetroturbine:Nasuprot aksijalnim one nemaju potrebu da poziciju rotora prilagodjavaju promeni smera vetra, ali im je koeficijent korisnog dejstva manji. Poznatiji tipovi ovih turbina su autora Sigrida Savoniusa (Finska) (Sl.3), Georges Darrieus-a (Francuska) (Sl.4), H-rotor (Sl.5) i Riviere-ova (Francuski patent nr. 2659391) (Sl.6).
Sl.3 Sl.4 Sl.5
Najve?i koeficijent iskoriš?enja snage vetra ima Darrieus-ova turbina (vršno 40% i prose?no 35%), koja može imati dva ili više tanka, blago upredena, trakasta krila oblika slova „C”. Nedostatci su joj što zbog uravnoteženog momenta ne može samostalno da startuje i zauzima veliki prostor kada je ve?ih dimenzija, jer tada osovinu u?vrš?uju zatezna užad. Ovaj tip se jedini našao u komercijalnoj primeni (poslednja poznata od 4200KW sa dvokrilnim rotorom pre?nika 100m iz Kvebeka u Kanadi više ne radi). H-rotor turbina sli?nih je svojstava Darieus-ovoj, dok je Riviere-ova turbina, sa plo?astim krilima koja se obr?u oko sopstvene ose, uspešno prošla eksperimentalnu fazu na Estonskom univerzitetu za agrikulturu „Kreutzwaldi” iz Tartu-a.
Sl.6
Savoniusova turbina, ?iji rotor sa?injavaju dve cilindri?ne površine, delimi?no preklopljene i su?eljene udubljenim delom, ima najmanji koeficijent iskoriš?enja snage vetra (vršno 15%), ali ima prednost što ne zauzima veliki prostor i ne može povrediti živa bi?a pri neposrednom kontaktu sa rotorom u radnom zamahu. Dok su aksijalne vetroturbine blizu dostizanja tehni?kog maksimuma svojih mogu?nosti, poslednjih godina se uo?ava sve ve?e interesovanje stru?njaka za nedovoljno istražene mogu?nosti njihovih radijalnih ro?aka, pa se u?estalo prijavljuju i patentiraju njihove nove varijante
dipl ing. Srdjan ?eramilac
Login
Register
FAQ
