logo
logo
zbudujmydom.pl
Nowoczesny portal informacyjny

Jak działa pozioma turbina wiatrowa HAWT?

Data utworzenia: 10 listopada 2014
Słowa kluczowe: budowa turbiny wiatrowej, jak działa turbina wiatrowa, wiatraki przydomowe, turbina HAWT, maksymalna moc turbiny wiatrowej, przydomowa elektrownia wiatrowa, turbina wiatrowa, energia wiatrowa, turbina wiatrowa do ogrzewania wody, konstrukcja turbiny wiatrowej, turbina pozioma, turbina z pozioma osią wirnika
Budowa
Instalacje
Źródło: ShutterStock
W większości przypadków na terenie Polski stawiane są turbiny wiatrowe z poziomą osią wirnika, czyli tzw. turbiny HAWT. Mają one lepszą wydajność od wiatraków pionowych, jednakże cechuje je większy hałas pracy. Omawiamy budowę i  zasadę pracy typowej turbiny poziomej.

Są to najczęściej spotykane w Polsce turbiny wiatrakowe, które cechują „śmigła” o tradycyjnym wyglądzie. Przeważnie są to turbiny dwu lub trzypłatowe, rzadziej wielopłatowe. Dostępne na rynku turbiny różnią się między sobą głównie mocą oraz konstrukcją, jednakże praktycznie każda turbina przydomowa posiada pewne stałe elementy konstrukcji.

Podstawowe elementy poziomej turbiny wiatrowej HAWT

Podstawowym i najważniejszym elementem każdej turbiny wiatrowej, zarówno domowej jak i komercyjnego wiatraka dużej mocy, jest wirnik. Służy on do przekształcenia energii wiatru w energię mechaniczną, która następnie przekazywana jest do generatora. Przeważnie wirniki z poziomą osią spotykane są w układzie dwu lub trzypłatowym.

Najczęściej płaty wykonywane są z mocnego włókna węglowego, czasami dodatkowo wzmacnianego dodatkami poliestrowymi. Łopaty składają się z dwóch powłok, które mocowane są bezpośredni do belki nośnej.

Konstrukcja turbiny wiatrowej nie jest bardzo skomplikowana, a jej podstawowy parametr to maksymalna moc turbiny wiatrowej. Jednakże pamiętajmy, że aby przydomowa elektrownia wiatrowa była skuteczna musi być odpowiedni wiatr, gdyż inaczej turbina wiatrowa nie będzie w stanie pracować, a tym samym nie wykorzystana będzie energia wiatrowa.Spotykane są również rozwiązania turbin wiatrowych umożliwiających zmianę kąta ustawienia łopat wirnika w zależności od wiatru, przy zastosowaniu specjalnych siłowników hydraulicznych. Wirnik znajduje się wtedy na wale wolnoobrotowym, którego obroty sterowane są skrzynią przekładniową, a następnie przekazywane do wału szybkoobrotowego.

Turbiny mogą posiadać w pełni skomputeryzowane sterowanie automatyczne, jednakże rozwiązania takie stosowane są raczej głównie w komercyjnych turbinach, przeznaczonych do pozyskiwania energii celem jej sprzedaży.

Konstrukcja typowych przydomowych turbin o mniejszych mocach jest mniej skomplikowana. Przeważnie turbiny takie nie posiadają hydraulicznego mechanizmu zmiany kąta ustawienia łopat. W tym wypadku nastawianie kierunku łopat odbywa się przy wykorzystaniu sił aerodynamicznych, które w czasie zmian kierunku wiatru oddziałują na chorągiewkę kierunkową, bez sterowania elektronicznego.

W przeciętnej przydomowej turbinie wiatrowej zabezpieczenie przez bardzo silnymi i porywistymi wiatrami odbywa się poprzez odpowiednie odchylenie całej gondoli turbiny do pozycji pionowej. W praktyce oznacza to całkowite wyłączenie turbiny, lecz chroni ją przed uszkodzeniem, spowodowanym zbyt silnym wiatrem działającym na płaty wirnika.

Gabaryty całej turbiny zależą głównie od wielkości samego wirnika, który jest odpowiedzialny za pozyskiwanie energii wiatrowej. Parametry pozostałych elementów dobierane są właśnie dla określonego wirnika.

Zasada działania poziomej turbiny wiatrowej HAWT

Podstawowym warunkiem pracy turbiny jest odpowiednio silny wiatr. W Polskich warunkach w większości występują łagodne wiatry, czyli takie, których prędkość wynosi ok 3-5m/s. Podawane przez producentów moce turbin to moce maksymalne, które w praktyce osiągane są przy wietrze ok 10m/s (tzw. silny wiatr). Pamiętajmy o tym dobierając moc naszej turbiny tak, aby zakładana minimalna moc osiągana była przy typowym łagodnym wietrze.Budowa turbiny wiatrowej pozwala zaoszczędzić, gdyż takowa turbina wiatrowa do ogrzewania wody da istotną redukcję kosztów bieżących. Kwestia jak działa turbina wiatrowa i typowe wiatraki przydomowe. Najczęściej stosowana jest turbina HAWT czyli turbina z poziomą osią wirnika lub inaczej określana po prostu jako turbina pozioma.

Łopaty wirnika są odpowiednio ustawione w zależności od kierunku wiatru, który powoduje napływanie na łopaty strumienia powietrza, wprowadzając je w ruch obrotowy, czyli tym samym powodując obracanie się wirnika.

Energia obracającego się wirnika może zostać użyta do bezpośredniego napędzania urządzeń mechanicznych, np. różnego rodzaju pomp, lub poprzez połączenie z odpowiednim generatorem może zostać przekształcona na energię elektryczną.

Specjalny ster, tzw. ster kierunkowy, umożliwia zapewnienie optymalnego położenia całego wirnika względem wiatru, co przekłada się na maksymalne wykorzystanie wiatru do produkcji energii.

Końcowa ilość otrzymywanej energii zależy przede wszystkim od siły wiatru, ale również od sprawności całej turbiny, dlatego warto na ten parametr zwracać szczególną uwagę przy wyborze konkretnego modelu.Konstrukcja turbiny wiatrowej nie jest bardzo skomplikowana, a jej podstawowy parametr to maksymalna moc turbiny wiatrowej. Jednakże pamiętajmy, że aby przydomowa elektrownia wiatrowa była skuteczna musi być odpowiedni wiatr, gdyż inaczej turbina wiatrowa nie będzie w stanie pracować, a tym samym nie wykorzystana będzie energia wiatrowa.

Zespół redakcyjny portalu zbudujmydom.pl

śledź nas na Facebook
Najnowsze
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
śledź nas na Facebook

Najczęściej czytane

article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
article placeholder
zbudujmydom.pl
Nowoczesny portal budowlany
Portal zbudujmydom.pl tworzy zespół inżynierów budownictwa, którzy posiadają zarówno podstawy teoretyczne jak i duże doświadczenie praktyczne, zdobyte na budowach w całej Polsce. Część z naszych ekspertów stanowią czynni kierownicy budów, doświadczeni zarówno przy domach jednorodzinnych jak i przy dużych inwestycjach budowlanych. Staramy się w jasny i przejrzysty sposób omawiać cały proces budowlany od fundamentów aż po dach i ostatecznie wykończenie domu. Przedstawiamy również porady związane z kwestiami formalno-prawnymi, aby ułatwić poruszanie się we właściwych przepisach, co wcześniej czy później spotka każdego inwestora.
Korzystając ze strony, akceptujesz naszą politykę prywatności i wyrażasz zgodę na zapisywanie cookies.