Energia vantului

Energia vantului

1. Generalitati

Se poate vorbi de utilizarea energiei vantului inca din cele mai vechi timpuri. Incepand cu 1920, sisteme moderne de vant pentru generarea electricitatii au fost cercetate si construite pe baza unor studii aerodinamice noi. In prezent, tehnologia utilizarii energiei vantului a ajuns la standarde inalte.

Convertoarele de energia vantului pot fi utilizate pentru:

- generarea electricitatii pentru un singur consumator;

- integrarea intr-o mica retea impreuna cu alte generatoare (fotovoltaic, generator diesel, etc.);

- conectarea la reteaua nationala de electricitate (frecvent sunt combinate mai multe turbine formand astfel parcuri eoliene). Uzual, viteza de rotatie sau mai bine spus puterea de iesire a convertoarelor generatoare de electricitate trebuie controlata. Daca acestea sunt conectate direct la retea, este necesara limitarea puterii generatorului pentru frecventa de retea. Aceasta este realizata cu sisteme de control electric, aerodinamic si mecanic.

Categorii de convertoare eoliene

Convertoarele eoliene se clasifica in urmatoarele categorii:

1. Convertoare de putere mica: 10 - 50 kW, diametru rotor: 1 - 16 m;
2. Convertoare de putere medie: 50 - 500 kW, diametru rotor: 16 -45 m;
3. Convertoare de putere mare: 500 - 5000 kW, diametru rotor: 45 - 130 m.

In Fig. 2.7 sunt prezentate componentele principale ale unei turbine eoliene:

• rotor;
• sistem de transmisie;
• generator;
• mecanism pentru controlul directiei vantului;
• dispozitiv de fixare pe turn.

Fig.2.7 Corpul (nacela) unei turbine eoliene

Potential si aplicatii

In prezent, mai mult de 20.000 de turbine eoliene sunt in functiune pe glob, cu o putere totala mai mare de 1,4 GW.

Mari parcuri eoliene cu mii de generatoare in functionare sunt in California, favorizate de conditiile naturale ideale, sustinute de stat prin impozitarea beneficiilor.

O mica turbina (20 kW, rotor cu diametrul de 10 m) livreaza anual aproximativ 18.000 kWh energie electrica daca viteza medie a vantului este de 4m/s, cresterea fiind la 48.000 kWh anual pentru o medie a vitezei vantului de 6m/s.

Tarile cu lungi coaste marine cum ar fi Marea Britanie si Danemarca poseda un inalt potential de conservare a energiei eoliene (Fig. 2.8).

Pentru locurile in care conditiile sunt foarte favorabile (perioade de timp indelungate cu viteze mari ale vantului), utilizarea energiei vantului poate fi o solutie viabila economic in prezent, pretul de obtinere al acesteia fiind comparabil cu pretul energiei conventionale.

In conditiile in care costurile de investitie pot fi reduse, costul electricitatii produse poate scadea chiar si mai mult.

Fig.2.8. Ferma eoliana in Danemarca - Horns Reef

4. Aspecte de mediu

Chiar daca are si neajunsuri, totusi energia produsa de vant se face fara emanatie de compusi chimici si deci elimina poluarea atmosferei produsa de combustibilii fosili si nucleari.

5. Cercetare si dezvoltare

Utilizarea energiei eoliene este foarte atractiva pentru generarea de electricitate; aceasta tehnologie nu este sofisticata, nu este poluanta iar potentialul de aplicare este foarte inalt in multe locuri de pe suprafata pamatului.

De asemenea, aceasta tehnologie s-a dovedit a fi viabila si din punct de vedere economic, in cele mai multe cazuri pretul de productie fiind comparabil cu pretul energiei obtinute din surse conventionale sau in anumite cazuri sub acest pret.

Cercetarea si dezvoltarea privind constructia sistemelor a fost focalizata pe turbine pentru toate categoriile de putere.

Realizarea unor noi tipuri de turbine cu ax vertical a fost vazuta ca o alternativa la solutiile standard, fiind posibila utilizarea chiar si in cazul sistemelor mici.

O astfel de turbina nu are trepte de viteza (angrenaj) si opereaza la o viteza de rotatie mica, fiind de asemenea rezistenta la viteze mari ale vantului.

Exemple de utilizare directa a energiei vantului ce pot fi mentionate: alimentarea unei pompe de apa sau a unui compresor pentru instalatiile de desalinizarea a apei.

Fluctuatiile mari in livrarea de energie a convertoarelor de vant sunt caracteristice si totodata inevitabile. Acest inconvenient poate fi compensat in anumite situatii prin combinarea cu alte generatoare (ex.: un sistem hibrid constand din vant / biogaz/ fotovoltaic poate fi o buna solutie)