Energia eoliană - Centrale eoliene

Din cauza consumului si a costului tot mai crescut al carbunelui si al petrolului pentru producerea energiei electrice, dar si a gradului de poluare in continua crestere produsa de folosirea acestor metode clasice de obtinere a energiei electrice, piata producatorilor de energie si-a indreptat atentia, in special in ultimii 10-15 ani, spre metode alternative de generare a electricitatii. Sursele clasice de producere a energiei electrice (termocentrale, centrale nucleare, hidrocentrale) pot fi reduse semnificativ prin inlocuirea cu surse neconventionale de conversie a energiei, cum ar fi turbinele de vant (generatoare eoliene), panourile solare, sisteme de conversie a curentilor marini etc., rezultand astfel o scadere a gradului de poluare, o reinnoire a resurselor indigene si, intr-un final, crearea unei industrii energetice moderne, cu implicatii majore in sustinerea economiei.

Energia regenerabila se refera la forme de energie produse prin transferul energetic al energiei rezultate din procese naturale regenerabile. Astfel, energia luminii solare, a vanturilor, a apelor curgatoare, a proceselor biologice si a caldurii geotermale pot fi captate de catre oameni utilizand diferite procedee.

In Fig.1.1 este afisata distributia de energie electrica din anul 2007 utilizand diferite surse de energie.

Fig. 1. Statistici referitoare la tipurile de energii regenerabile

Tipuri de energii regenerabile

Dintre sursele regenerabile de energie fac parte :

- Energia eoliana

- Energia solara

- Energia apei

?energia hidraulica

?energia mareelor

- Energia geotermica

- Energia derivata din biomasa: biodiesel,bioetanol,biogas.

Toate aceste forme de energie sunt valorificate pentru a servi la generarea curentului electric, apei calde,etc.

Conform unei directive a Uniunii Europene, statele membre trebuie sa amestece treptat combustibilul traditional utilizat in transport cu biocombustibil, astfel incat, pana in 2010, biodieselul sa reprezinte 5.75% din motorina de pe piata, urmand ca, in 2020 ponderea sa creasca la 20%.

Energia eoliana (a vantului)

Fig. 2. Principiul energiei eoliene

Fig. 2. descrie pe scurt principiul energiei eoliene iar in continuare este prezentat acest principiu mai in detaliu,pe larg. Energia de origine eoliana face parte din energiile regenerabile. Aerogeneratorul utilizeaza energia cinetica a vantului pentru a antrena arborele rotorului sau- aceasta este transformata in energie mecanica, care la randul ei este transformata in energie electrica de catre generatorul cuplat mecanic la turbina eoliana. Acest cuplaj mecanic se poate face fie direct, daca turbina si generatorul au viteze de acelasi ordin de mrime, fie se poate realiza prin intermediul unui multiplicator de viteza. In sfarsit, exista mai multe posibilitati de a utiliza energia electrica produsa: fie este stocata in acumulatori, fie este distribuita prin intermediul unei retele electrice, fie sunt alimentate sarcini izolate. Sistemele eoliene de conversie au si pierderi. Astfel, se poate mentiona un randament de ordinul a 59 % pentru rotorul eolienei, 96% al multiplicatorului. Trebuie luate in considerare, de asemenea, pierderile generatorului si ale eventualelor sisteme de conversie.

Fig. 3. Exemplu de o instalatie eoliana din Danemarca

In Fig.3. este data exemplu o instalatie din Danemarca iar in Fig.1.5. sunt prezentate configuratii ale unei turbine de vant atat cu ax orizontal cat si cu ax vertical dar si cateva informatii referitoare la componentele acesteia: rotor-despre diametru si inaltime, generator, nacela, turn si reductor de turatie.

Fig. 4. Configuratii de baza ale turbinelor de vant

Dupa cum reiese din Fig 4, elementele principale ale unui sistem de conversie a energiei eoliene sunt : masina electrica (functioneaza ca generator), rotorul turbinei cu paletele componente (doua sau trei), arborele rotorului si generatorului, cutia de viteze, care poate lipsi in cazul utilizarii generatoarelor sincrone, nacela, in care sunt plasate toate elementele componente, si turnul de sustinere, care poate avea o inaltime de peste 20 m, in functie de locul in care este plasata (o turbina de vant de 4,5 MW, plasata in mare, poate avea un turn de 80-100 m inaltime).

Turbinele de vant pot fi construite atat cu generatoare sincrone, cu infasurare de excitatie sau magneti permanenti, cat si cu generatoare asincrone (de inductie), atat cu rotor bobinat cat si cu rotorul in colivie, care pot fi conectate la retea direct sau indirect. Conectarea directa presupune conectarea rigida la curentul alternativ (de obicei trifazat) al retelei la puteri de maxim 500 kW. Conectarea indirecta la retea presupune trecerea curentului provenit de la masina electrica printr-o serie de dispozitive electronice care au rolul de-a ajusta curentul pentru a se ,,potrivi" cu cel al retelei. In cazul generatoarelor asincrone, acest lucru se realizeaza automat.

Paletele rotorului turbinelor eoliene (cel mai frecvent in numar de trei) extrag energia cinetica de la vant, pe care o convertesc in energie de rotatie