Installazione di turbine eoliche. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Le moderne turbine eoliche sono macchine che convertono l'energia eolica in energia meccanica di una ruota eolica rotante e quindi in energia elettrica.

Attualmente vengono utilizzati due modelli principali di turbine eoliche (vedi figura): turbine eoliche ad asse orizzontale e ad assi verticale. Entrambi i tipi di turbine eoliche hanno un'efficienza approssimativamente uguale, ma le turbine eoliche del primo tipo sono quelle più utilizzate. La potenza delle turbine eoliche può variare da centinaia di watt a diversi megawatt.

In precedenza, gli impianti eolici utilizzavano turbine eoliche del cosiddetto tipo "attivo" (tipo carosello, Savonius, ecc.), che sfruttano la forza della pressione del vento (a differenza delle turbine eoliche sopra menzionate che utilizzano la forza di sollevamento). Tuttavia, tali impianti hanno un rendimento molto basso (meno del 20%), quindi sono attualmente destinati alla produzione.

I componenti principali di installazioni di entrambi i tipi:

• una ruota eolica (rotore) che converte l'energia del flusso del vento in arrivo in energia meccanica di rotazione dell'asse della turbina. Il diametro della ruota eolica varia da diversi metri a diverse decine di metri. La velocità di rotazione va da 15 a 100 giri al minuto. Solitamente, per le turbine eoliche collegate alla rete, la velocità di rotazione della ruota eolica è costante. Per sistemi autonomi con raddrizzatore e inverter - solitamente una variabile;
• moltiplicatore - un collegamento intermedio tra la ruota eolica e il generatore elettrico, che aumenta la frequenza di rotazione dell'albero della ruota eolica e garantisce il coordinamento con la velocità del generatore. L'eccezione sono le turbine eoliche di bassa potenza con speciali generatori a magneti permanenti; i moltiplicatori solitamente non vengono utilizzati in tali turbine eoliche;
• una torre (a volte è rinforzata con rinforzi in acciaio) su cui è installata una ruota eolica. Per le turbine eoliche di elevata potenza, l'altezza della torre raggiunge i 75 m, di solito si tratta di alberi cilindrici, sebbene vengano utilizzate anche torri a traliccio;
• base (fondazione), progettata per evitare la caduta dell'installazione in caso di forte vento.

Inoltre, per proteggersi dai guasti durante forti raffiche di vento e uragani, quasi tutte le turbine eoliche ad alta capacità si fermano automaticamente se la velocità del vento supera il valore limite. Ai fini della manutenzione devono essere dotati di un dispositivo di frenatura. Le turbine eoliche ad asse orizzontale incorporano un dispositivo che fornisce l'orientamento automatico della ruota eolica nella direzione del vento.

La dimensione della turbina eolica dipende dalla destinazione d'uso. La caratteristica principale che determina la dimensione di questi impianti è la potenza della turbina eolica. Ad esempio, per lavorare sulla rete, è possibile utilizzare turbine eoliche con una capacità di 50 kW e oltre.

Le turbine eoliche di potenza inferiore vengono solitamente utilizzate come autonome. Ad esempio, una turbina eolica per l'alimentazione elettrica di un edificio residenziale può avere una potenza da diverse centinaia di W a 10 kW, a seconda del carico e del consumo energetico. Tali turbine eoliche di solito includono un AB e in molti casi un generatore diesel come fonte di energia di riserva durante lunghi periodi di calma. Piccole imprese e villaggi remoti possono utilizzare turbine eoliche di potenza significativamente più elevata. Le turbine a bassa potenza (meno di 1 kW) possono essere utilizzate per caricare batterie e alimentare un piccolo carico (comunicazioni, illuminazione, utensili elettrici, TV, ecc.).

Autori: Kargiev V.M., Martirosov S.N. e così via.

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