Szélturbina

Egy modern szélkerék

Szélturbina Franciaországban

Szélkerekek Breitenleeben, (Alsó-Ausztria)

A szélturbina a szél energiáját egy lapátszerkezet segítségével forgó mozgássá alakító és azt hasznosító szerkezet. A szélenergia megújuló energia, melyet a szélmotor (szélturbina) fog be. A szélturbina nem igényel jelentősebb karbantartást, rendkívül megbízható, és nincsenek káros hatásai a környezetre nézve, azonban elég drága a megépítése. Háromfázisú áram termelése történik, melyet kis veszteséggel szállíthatunk igen nagy távolságokra transzformátor segítségével. Ezen szerkezet elődje a szélmalom, mely a mechanikus energiát használta fel például gabona őrlésére. A szélenergiából származó áram mennyisége évszakonként változó, az átmeneti évszakok és a telek szelesebbek, mint a nyarak. Magyarország a mérsékelten szeles kategóriába sorolható, itt legjellemzőbbek a gyenge szelek, így a szélenergia hasznosítása kevésbé hatékony a hagyományos technológia alkalmazásával. Egy turbina lapátjainak fordulatszáma n=15-60/min tartományba esik. A turbinák beindításához nyílt területen a szél átlagsebessége 3 m/s. Abban az esetben, ha gazdaságos energiatermelést szeretnénk, akkor legalább 6 m/s szükséges.

A szél sebessége a magassággal nő (Herrmann-képlet), közelítőleg

{\frac {v_{2}}{v_{1}}}=\left({\frac {h_{2}}{h_{1}}}\right)^{\frac {1}{5}}

ahol

v₁ a szélsebesség a talajközeli h₁ magasságban,
v₂ a h₂ magassághoz tartozó szélsebesség.

Az 1/5-ös hatványkitevő egy átlagérték, valójában egy adott helyen napi és éves ingadozása van.

A szélturbináknak alapvetően három típusa létezik:

1. A vízszintes tengelyű szélturbina a legáltalánosabb típus, a turbinalapátok és a generátor egy torony tetején helyezkednek el. Az ideális teljesítmény érdekében szélirányba kell forgatni a hajtóművet.

2. A függőleges tengelyű szélturbina forgótengelye függőlegesen helyezkedik el, így nem szükséges az irányítólapát.

3. További, különleges kialakítású szélturbina.

Műszaki felépítése[szerkesztés]

A szélkerék felépítése (számozás kifejtése a szövegben)

1. mechanikus alap 2. csatlakozás elektromos hálózathoz 3. torony 4. belső létra 5. szélirányba-fordító 6. borítólemez 7. generátor 8. anemométer 9. tengelykapcsoló (a generátor előtt) 10. fékhajtómű 11. forgólapát 12. lapátszög-elforgató 13. rotortengely

A műszaki színvonal mellett nem elhanyagolható a megbízható működés. Bár ma már minden előállítható házilag, így a szélturbina is. Az interneten több oldal is foglalkozik a témával: alkatrészek, műszaki rajzok, útmutatók a szél irányának, sebességének kiszámolásához minden megtalálható.^[1]

A szélturbina-technika fejlődése 1980 óta[szerkesztés]

Az 1980-as évek óta nagyon sokat fejlődött. Az energiahozam a többszörösére nőtt. Egyre több országban alkalmazzák ezt a megújuló energiát. Jelenleg a világ elektromosenergia-igényének 1%-át fedezik szélerőművekkel, de pl. Dániában a szükséges villamos energia 20%-a szélenergiából származik, Németországban 6% (16 000 telepített szélturbinával).