Budowa wiatraka

Budowa wiatraka

Menu

Menu



1. Budowa

1. Budowa



2.Działanie

2.Działanie



3.Rozmieszczenie wiatraków w Polsce

3.Rozmieszczenie wiatraków w Polsce



4.Wady i zalety elektrowni wiatrowych

4.Wady i zalety elektrowni wiatrowych

Budowa

Budowa

Budowa

Budowa



Menu

Menu



1. Wirnik

1. Wirnik



2. Gondola

2. Gondola



3. Rodzaje turbin

3. Rodzaje turbin

Budowa

Budowa

wirnik

wirnik



Główny element siłowni wiatrowej to wirnik

Główny element siłowni wiatrowej to wirnik

przekształcający energię wiatru w energię

przekształcający energię wiatru w energię

mechaniczną, z której z kolei generator

mechaniczną, z której z kolei generator

produkuje energię elektryczną. Osadzony na

produkuje energię elektryczną. Osadzony na

wale wolnoobrotowym wirnik posiada zwykle

wale wolnoobrotowym wirnik posiada zwykle

trzy łopaty, wykonane ze wzmocnionego

trzy łopaty, wykonane ze wzmocnionego

poliestrem włókna szklanego. Wirnik obraca

poliestrem włókna szklanego. Wirnik obraca

się najczęściej z prędkością od 15 do 30

się najczęściej z prędkością od 15 do 30

obrotów na minutę. Prędkość ta zostaje

obrotów na minutę. Prędkość ta zostaje

następnie zwiększona przez przekładnię do

następnie zwiększona przez przekładnię do

1500 obrotów na minutę. Przekładania

1500 obrotów na minutę. Przekładania

połączona jest z wałem szybkoobrotowym, a

połączona jest z wałem szybkoobrotowym, a

ten z kolei z generatorem.

ten z kolei z generatorem.

Budowa

Budowa

Gondola

Gondola



Generator, przekładnia, a także monitorujący

Generator, przekładnia, a także monitorujący

siłownię system sterowania oraz układy

siłownię system sterowania oraz układy

smarowania, chłodzenia i hamulec umieszczone są

smarowania, chłodzenia i hamulec umieszczone są

w gondoli, zamocowanej wraz z wirnikiem na

w gondoli, zamocowanej wraz z wirnikiem na

stalowej wieży o wysokości od 30 do 100 m. Na

stalowej wieży o wysokości od 30 do 100 m. Na

szczycie wieży znajduje się silnik i przekładnia

szczycie wieży znajduje się silnik i przekładnia

zębata, których zadaniem jest obracanie wirnika i

zębata, których zadaniem jest obracanie wirnika i

gondoli w kierunku wiatru. Budowa siłowni

gondoli w kierunku wiatru. Budowa siłowni

wiatrowych o niewielkich mocach jest znacznie

wiatrowych o niewielkich mocach jest znacznie

prostsza. Nie posiadają one na przykład

prostsza. Nie posiadają one na przykład

mechanizmów ustawienia łopat, a ich konstrukcja

mechanizmów ustawienia łopat, a ich konstrukcja

umożliwia wyłączenie elektrowni poprzez pionowe

umożliwia wyłączenie elektrowni poprzez pionowe

ustawienie wirnika.

ustawienie wirnika.

Budowa

Budowa

Turbiny o poziomej osi

Turbiny o poziomej osi

obrotu

obrotu

Najbardziej rozpowszechnione są turbiny o poziomej osi

Najbardziej rozpowszechnione są turbiny o poziomej osi

obrotu, składające się z wysokiej wieży, zakończonej

obrotu, składające się z wysokiej wieży, zakończonej

przypominającym śmigło wirnikiem. Wirnik posiada zwykle trzy

przypominającym śmigło wirnikiem. Wirnik posiada zwykle trzy

łopaty, choć istnieją także konstrukcje, w których łopat jest

łopaty, choć istnieją także konstrukcje, w których łopat jest

mniej – dwie lub nawet jedna – bądź więcej – przykładem mogą

mniej – dwie lub nawet jedna – bądź więcej – przykładem mogą

być kilkunastołopatowe wiatraki amerykańskie, używane do

być kilkunastołopatowe wiatraki amerykańskie, używane do

napędzania pomp wodnych. By osiągnąć maksymalną

napędzania pomp wodnych. By osiągnąć maksymalną

efektywność, turbiny o poziomej osi obrotu muszą być

efektywność, turbiny o poziomej osi obrotu muszą być

zwrócone dokładnie w kierunku wiatru, umiejscowienie wirnika

zwrócone dokładnie w kierunku wiatru, umiejscowienie wirnika

w stosunku do wiejącego wiatru może być jednak różne. Wśród

w stosunku do wiejącego wiatru może być jednak różne. Wśród

turbin o poziomej osi obrotu wyróżnia się:

turbin o poziomej osi obrotu wyróżnia się:



turbiny, w których wirnik znajduje się przed masztem

turbiny, w których wirnik znajduje się przed masztem



i turbiny, o wirniku zamocowanym za masztem (to rozwiązanie

i turbiny, o wirniku zamocowanym za masztem (to rozwiązanie

nie jest zbyt popularne z uwagi na straty powodowane

nie jest zbyt popularne z uwagi na straty powodowane

częściowym zacienianiem wirnika przez maszt).

częściowym zacienianiem wirnika przez maszt).

Budowa

Budowa

Turbiny o pionowej osi

Turbiny o pionowej osi

obrotu

obrotu



Niewielki procent wszystkich turbin wiatrowych stanowią

Niewielki procent wszystkich turbin wiatrowych stanowią

turbiny o pionowej osi obrotu. Ich przykłady to:

turbiny o pionowej osi obrotu. Ich przykłady to:



przypominająca z wyglądu trzepaczkę do ubijania piany

przypominająca z wyglądu trzepaczkę do ubijania piany

turbina Darrieusa, wynaleziona we Francji w latach 20.

turbina Darrieusa, wynaleziona we Francji w latach 20.

minionego wieku oraz

minionego wieku oraz



wynaleziona w Finlandii turbina Savoniusa, która widziana z

wynaleziona w Finlandii turbina Savoniusa, która widziana z

góry kształtem przypomina literę „s”.

góry kształtem przypomina literę „s”.



Turbina ta nie powinna być stosowana w rejonach o nie

Turbina ta nie powinna być stosowana w rejonach o nie

najlepszych warunkach wiatrowych, ponieważ nie może

najlepszych warunkach wiatrowych, ponieważ nie może

osiągać prędkości większej, niż prędkość wiejącego w danej

osiągać prędkości większej, niż prędkość wiejącego w danej

chwili wiatru. Mniej wydajna niż turbina o poziomej osi obrotu,

chwili wiatru. Mniej wydajna niż turbina o poziomej osi obrotu,

osiągająca małe prędkości turbina Savoniusa nie nadaje się do

osiągająca małe prędkości turbina Savoniusa nie nadaje się do

produkcji energii elektrycznej, może być za to

produkcji energii elektrycznej, może być za to

wykorzystywana do mielenia ziarna, pompowania wody i wielu

wykorzystywana do mielenia ziarna, pompowania wody i wielu

innych zadań.

innych zadań.

Działanie wiatraka

Działanie wiatraka



Napływający na łopaty strumień powietrza

wywołuje jego ruch obrotowy wirnika. Obracający

się wirnik, przekazuje energię do przekładni w ktorej

następuje wzrost wartości prędkości obrotowej

przekazywanej przez generator. Generator, często

nazywamy prądnicą, przetwarza energię

mechaniczną na energię elektryczną, która

przewodami zostaje odprowadzona do odbiornikow.

Ster kierunkowy pozwala na utrzymanie całego

wirnika w odpowiednim położeniu względem wiatru.

cała konstrukcja spoczywa na stalowej wieży

zakotwionej przez fundament w gruncie.

Rozmieszczenie wiatraków w

Rozmieszczenie wiatraków w

Polsce

Polsce

Rozmieszczenie wiatraków w

Rozmieszczenie wiatraków w

Polsce

Polsce



Lokalizacja elektrowni wiatrowych zależna jest od

wielu czynnikow przyrodniczych. Od niej zależy dużej

mierze wydajność takich farm. Dogodnym terenem dla

takiej elektrowni są np. pojedynce wzgorza i gory,

skarpy, zagłębia oraz przełęcze. Duży wpływ ma także

wysokość. Im wyżej nad poziomem morza tym większa

jest prędkość wiatru. Ważna jest też klasa szorstkości

terenu, o ktorej decydują ukształtowanie powierzchni

oraz przeszkody terenowe, tj. domy, drzewa. Im mniej

przeszkod terenowych na danym obszarze, tym

większe są tam zasoby energii wiatru i tym lepsze

warunki do budowy elektrowni. Najlepszymi obszarami

pod względem warunkow wiatrowych są obszary

nadmorskie, gdyż klasa szorstkości tafli wody jest

rowna 0.

Rozmieszczenie wiatraków w

Rozmieszczenie wiatraków w

Polsce

Polsce



Budowa farm wiatrowych wymaga dużej

otwartej przestrzeni. Jest to jednak problem,

gdyż faktyczny obszar zajmowany przez

wiatraki jest niewielki, gdyż muszą być

zachowane odpowiednie odległości między nimi

(powinno to być 400-640m). Większość terenow

zajmowanych przez siłownie jest też zdana dla

rolnictwa, dlatego znane są przypadki

wykorzystywania terenu korzystnego dla siłowni

wiatrowych pod uprawę roli lub wypas zwierząt.

Tabela przedstawia warunki uwzględniające

Rozmieszczenie wiatraków w

Rozmieszczenie wiatraków w

Polsce

Polsce

W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię wiatru

W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię wiatru

uznaje się miejsca, w których średnia roczna prędkość wiatru

uznaje się miejsca, w których średnia roczna prędkość wiatru

na wysokości 70 m n. p. g. (nad poziomem gleby) wynosi co

na wysokości 70 m n. p. g. (nad poziomem gleby) wynosi co

najmniej 6 m/s. Do tych obszarów zaliczamy:

najmniej 6 m/s. Do tych obszarów zaliczamy:



•

•

Pomorze

Pomorze



•

•

górzyste i pagórkowate tereny Sudetów

górzyste i pagórkowate tereny Sudetów



•

•

Beskid Śląski

Beskid Śląski



•

•

Beskid Żywiecki

Beskid Żywiecki



•

•

Bieszczady

Bieszczady



•

•

Pogórze Dynowskie

Pogórze Dynowskie



•

•

Garb Lubawski

Garb Lubawski



•

•

Kielecczyzna.

Kielecczyzna.

Wady i zalety elektrowni

Wady i zalety elektrowni

wiatrowych

wiatrowych



Zalety elektrowni wiatrowych :



zaspokojenie rosnących potrzeb energetycznych

ludności poprzez rozwój ekologicznie czystej energii,



możliwość zasilania miejsc trudno dostępnych,



wzrost udziału energii uzyskiwanej ze źrodeł

odnawialnych w bilansie energetycznym,



możliwość aktywizacji terenow słabo zaludnionych

lub o ubogich glebach,



stały koszt jednostkowy uzyskiwanej energii oraz

wzrastająca konkurencyjność ekonomiczna w

stosunku do konwencjonalnych źrodeł energii,



prosta obsługa, krotki czas montażu, niskie koszty

obsługi i eksploatacji

Wady i zalety elektrowni

Wady i zalety elektrowni

wiatrowych

wiatrowych



Wady elektrowni wiatrowych :



wysokie koszty inwestycji,



hałas,



zmiany w krajobrazie,



negatywny wpływ na populacje ptakow na

danym terenie



zmienność mocy w czasie - wytwarzana

moc zależna jest, od siły wiatru, na ktorą



człowiek nie ma wpływu