Energia eoliana

            

Energia eoliană este energia vântului, o formă de energie regenerabilă. La început energia vântului era transformată înenergie mecanică. Ea a fost folosită de la începuturile umanității ca mijloc de propulsie pe apă pentru diverse ambarcațiuniiar ceva mai târziu ca energie pentru morile de vânt Asociatia Europeana a Energiei Eoliene estimeaza ca energia eoliana va ajunge sa reprezinte în 2020 între 13% si 16% din energia electrica consumata în Uniunea Europeana. În medie pe an se vor consuma aproximativ 100 de terrawati pe ora adica 3,3% din consumul total de energie la nivel european. Germania si Spania sunt cei mai mari furnizori de energie eoliana.

Energia eoliana este o sursa de energie regenerabila generata din puterea vântului. La sfârsitul anului 2006, capacitatea mondiala a generatoarelor eoliene era de 73904 MW, acestea producând ceva mai mult de 1% din necesarul mondial de energie electrica.

Desi înca o sursa relativ minora de energie electrica pentru majoritatea tarilor, productia energiei eoliene a crescut practic de cinci ori între 1999 si 2006, ajungându-se ca, în unele tari, ponderea energiei eoliene în consumul total de energie sa fie semnificativ: Danemarca (23%), Spania (8%),Germania (6%).

Turbine de vânt

Vânturile sunt formate din cauza ca soarele nu încalzeste Pamântul uniform, fapt care creeaza miscari de aer. Energia cinetica din vânt poate fi folosita pentru a roti niste turbine, care sunt capabile de a generaelectricitate. Unele turbine pot produce 5 MW, desi aceasta necesita o viteza a vântului de aproximativ 5,5 m/s, sau 20 de kilometri pe ora. Putine zone pe pamânt au aceste viteze ale vântului, dar vânturi mai puternice se pot gasi la altitudini mai mare si în zone oceanice.

Energia eoliana este folosita extensiv în ziua de astazi, si turbine noi de vânt se construiesc în toata lumea, energia eoliana fiind sursa de energie cu cea mai rapida crestere în ultimii ani. Majoritatea turbinelor produc energie peste 25% din timp, acest procent crescând iarna, când vânturile sunt mai puternice.

Se crede ca potentialul tehnic mondial al energiei eoliene poate sa asigure de cinci ori mai multa energie decât este consumata acum. Acest nivel de exploatare ar necesita 12,7% din suprafata Pamântul (excluzând oceanele) sa fie acoperite de parcuri de turbine, presupunând ca terenul ar fi acoperit cu 6 turbine mari de vânt pe kilometru patrat. Aceste cifre nu iau în considerare îmbunatatirea randamentului turbinelor si a solutiilor tehnice utilizate.

 Harta potentialului eolian din România

Harta potentialului eolian din lume

Puterea eoliana instalata si predictii pe 1997-2010, Sursa: World Wind Energy Association

Diagrama care descrie partile componente a unei turbine eoliene si m 23223g614x odul cum functioneaza.

Diagrama care descrie partile componente a unei turbine. Sistemul este compus din: Pale - Forma si conceptia lor este esentiala pentru a asigura forta de rotatie necesara. Acest design este propriu fiecarui tip de generator electric. Nacela - Contine generatorul electric asigurand si o protectie mecanica  Pilon - Asigura strucura de sustinere si rezistenta a asamblului superior. Fundatie - Asigura rezistenta mecanica a generatorului eolian.
Cum functioneaza o turbina eoliana ?
Sistemul se bazeaza pe un principiu simplu. Vantul pune in miscare palele care la randul lor actioneaza generatorul electric. Sistemul mecanic are in componenta si un multiplicator de viteza care actioneza direct axul central al generatorului electric. Curentul electric obtinut este, fie transmis spre imagazinare in baterii si folosit apoi cu ajutorul unui invertor DC-AC in cazul turbinelor de mica capacitate , fie livrat direct retelei de curent alternativ ( AC) spre distribuitori.

Avantaje

În contextul actual, caracterizat de cresterea alarmanta a poluarii cauzate de producerea energiei din arderea combustibililor fosili, devine din ce în ce mai importanta reducerea dependentei de acesti combustibili.

Energia eoliana s-a dovedit deja a fi o solutie foarte buna la problema energetica globala. Utilizarea resurselor regenerabile se adreseaza nu numai producerii de energie, dar prin modul particular de generare reformuleaza si modelul de dezvoltare, prin descentralizarea surselor. Energia eoliana in special este printre formele de energie regenerabila care se preteaza aplicatiilor la scara redusa.

In functie de tipul de turbina eoliana avem o serie de avantaje si dezavantaje, in functie de care se face alegerea unui model.

Turbine cu axa orizontala (HAWT = Horizontal Axis Wind Turbine)

Sunt turbinele la care palele elicei, axul motorului si generatorul electric sunt montate in varf.

Avantaje

• Elicea se afla aproape de centrul de greutate al turbinei, crescand stabilitatea
• Alinierea elicei cu directia vantului ofera cel mai bun unghi de atac pentru pale, maximizand energia electrica rezultata
• Palele elicei pot fi pliate pentru a preveni distrugerea turbinei in cazul vanturilor puternice
• Turnurile inalte permit accesul la vanturi mai puternice, rezultant o crestere a curentului produs de turbina

Dezavantaje

• Eficienta turbinelor HAWT scade cu inaltimea turnului unde sunt instalate din cauza turbulentelor vantului
• Turnurile inalte si elicele cu pale lungi sunt greu de transportat, uneori costul transportului fiind de 20% din cel al echipamentului in sine
• Turbinele HAWT sunt dificil de instalat si necesita macarale si personal calificat
• Turbinele inalte pot obstructiona radarele de linga bazele aeriene
• Din cauza inaltimii turbinele cu axa orizontala au un impact negativ asupra peisajului rural
• Variantele cu elicea in spate sufera la capitolul fiabilitate din cauza turbulentelor aerului

Turbine cu axa verticala (VAWT = Vertical Axis Wind Turbine)

Avantaje

• Sunt mai usor de intretinut deoarece partile in miscare sunt plasate mai aproape de pamant
• Palele elicei sunt verticale, deci nu mai este nevoie de o “carma” pentru orientarea elicei
• Prin constructie turbinele verticale au o eficienta aerodinamica crescuta la presiuni inalte si joase
• Pentru acelasi diametru al elicei, palele unei turbine cu axa verticala au o sectiune mai mare decat cele ale unei turbine cu axa orizontala
• Turbinele VAWT sunt mai eficiente in zonele cu turbulente ale vantului datorita faptului ca palele elicei sunt plasate mai aproape de pamant
• Inaltimea redusa permit instalarea in zonele unde legislatia nu permite cladiri prea inalte
• Nu au nevoie de un turn in varful caruia sa fie instalate, deci sunt mai ieftine si rezista mai bine la vanturi puternice
• Varful palelor elicei au o viteza unghiulara mai mica, deci rezista la vanturi mai puternice decat turbinele cu axa orizontala
• Nu trebuie orientate in directia vantului, fiind astfel mai eficiente in zone cu turbulente ale vantului
• Pot fi construite la dimensiuni mai mari, cu mecanisme care se rotesc in totalitate, nemai necesitand rulmenti speciali si scumpi

Dezavantaje

• Eficienta turbinelor VAWT se situeaza in medie la 50% din cea a modelelor HAWT
• Trebuie instalate pe o suprafata plana
• Majoritatea turbinelor VAWT au nevoie de un electromotor pentru a fi pornite in conditii de vant slab
• Turbinele VAWT ancorate prin cablu creeaza stress mecanic pe mecanismul de prindere in a elicei de ax in partea de jos
• Majoritatea pieselor unei turbine VAWT sunt plasate in partea de jos, deci schimbarea lor presupune dezmembrarea intregii structuri

Compania multinationala de materiale pentru constructie, CEMEX, a inaugurat in orasul Oaxaca din Mexic cea mai mare ferma eoliana din lume. Acest proiect cuprinde 167 de turbine eoliene, cu o capacitate de 1,5 MW fiecare, in total 250 MW. Aproximativ 6 milioane de tone de emisii de dioxid de carbon vor fi reduse in urmatorii 10 ani, ajutand foarte mult in combaterea schimbarilor climatice.

Totodata, o alta companie din Mexic pe nume Wal-Mart a instalat pe acoperisul unuia dintre magazinele sale un sistem solar de 174 KW. Sunt bucuros ca in fiecare zi citesc stiri despre tot felul de inventii ecologice si din ce in ce mai multe companii instaleaza sisteme solare si eoliene, ajutand foarte mult la reducere emisiilor.Cred ca in curand va veni vremea cand aceste sisteme vor ajunge si tara noastra deoarece este inevitabil.

Sursa: Treehugger