MY.UAНовини
Електрика "з повітря": все, що потрібно знати про будову та роботу вітряних турбін
Електрика "з повітря": все, що потрібно знати про будову та роботу вітряних турбін

Електрика "з повітря": все, що потрібно знати про будову та роботу вітряних турбін

Енергія вітру є важливим поновлюваним джерелом і дуже популярна в Україні та у світі. Про те, як вона видобувається, розповість Фокус.

Вітряні турбіни називають "вітряними млинами третього тисячоліття". Вони використовують повітряні потоки для виробництва цінного ресурсу: електроенергії. Про те, як вони влаштовані і як працюють, пише Фокус.

Сучасну вітряну турбіну винайшов шотландець, піонер електротехніки Джеймс Блайт 1887 року. Він побудував вітряк для освітлення свого будинку відпочинку. Форма і розмір його турбіни сильно відрізнялися від сучасних. Вона була заввишки 10 м і складалася з дерев'яної вежі-триніжника, напівциліндричних вітрил із парусини та вертикального вала головного ротора. Відтоді конструкцію дещо змінили і ускладнили механізми, але принцип дії залишився колишнім, про що і піде мова нижче.

Що таке вітряна турбіна

Вітряна турбіна, або вітрогенератор, — це пристрій, що перетворює кінетичну енергію вітру (природного і поновлюваного джерела) на електрику. У той час як вентилятор використовує електрику для створення вітру, вітряна турбіна функціонує від протилежного: вона використовує вітер для виробництва електроенергії, пише Enel Green Power.

Що вища турбіна, то сильніший вітер, оскільки на його шляху менше перешкод. Лопаті турбіни, які схожі на пропелери літака, використовують аеродинамічну силу вітру для обертання ротора, який, у свою чергу, обертає генератор. Завдяки саме цьому процесу і виробляється електроенергія, яка потім подається в мережу.

Gazelle Wind Power: вітряна електростанція
Фото: Gazelle Wind Power

Вітряні турбіни, що передають електроенергію в мережу, або базуються на суші, або на морі. Конгломерації вітряних турбін відомі як вітрові електростанції. У 2022 році на частку вітряної енергії припадало 7,33% світового виробництва електроенергії, і ця цифра зростає з кожним роком.

Популярність вітряної енергії зумовлена тим, що, на відміну від електроенергії, що виробляється з викопного палива, вона не забруднює довкілля.

Як і більшість видів складної техніки, вітряки необхідно оглядати, очищати від сміття, змащувати, наносячи консистентне мастило або мастило, і ремонтувати.

Типи вітряних турбін

Існує два основних типи вітряних турбін: з горизонтальною віссю і з вертикальною віссю, повідомляє Energy Follower.

Горизонтально-осьові вітряні турбіни

Горизонтально-осьові вітряні турбіни (HAWT) є найпоширенішим і найефективнішим типом турбін. Вони, як правило, мають три лопаті і працюють "проти вітру", що означає, що лопаті звернені до вітру. Це пов'язано з тим, що головка HAWT може повертатися завдяки системі управління нишпоренням (про це ми розповімо нижче — ред.). Основні компоненти (наприклад, генератор) розташовані у верхній частині установки.

Вітряні турбіни з вертикальною віссю обертання

Як випливає з назви, вітрогенератори з вертикальною віссю обертання (VAWT) мають вертикальний вал ротора, і їхній зовнішній вигляд сильно відрізняється від HAWT.

VAWT є всеспрямованими, тому їх не потрібно налаштовувати для того, щоб вони були звернені до вітру: це може бути перевагою в місцях, де напрямок вітру дуже мінливий. Однак вони відносно рідкісні, оскільки менш ефективні з точки зору опору повітря. Основні компоненти розташовані біля їхньої основи.

Схема роботи лопатевої турбіни
Фото: enelgreenpower.com

Основні компоненти вітряної турбіни

Пристрої складаються з кількох компонентів, про які детально розповіло видання Wind Power Plus.

Фундамент. Це великий, важкий структурний блок з бетону, який підтримує всю конструкцію і сили, що діють на неї. У морських турбінах фундамент знаходиться під водою.

Вежа виготовляється зі сталі, хоча дерево (яке, як правило, вважається менш шкідливим для навколишнього середовища) також може використовуватися. Вона складається з трьох секцій і збирається на місці. Її висота варіюється, але зазвичай вона збігається з діаметром кола, яке створюють лопаті під час обертання. Вежа також містить силові кабелі, що з'єднують гондолу з трансформатором на землі.

Гондола розташована нагорі вежі і може повертатися на 360° навколо своєї осі залежно від напрямку вітру. Вона названа на честь частини крила літака, в якій розташовані реактивні двигуни. У ній розміщені основні механічні елементи: коробка передач і генератор.

Ротор і маточина. Ротори з двома лопатями дешевші та швидші, ніж трилопатеві, але вони також гучніші та вібрують. Як і у випадку з пропелерами на літаку, маточина — це ніс, лопаті прикріплені до неї, а вона, зі свого боку, з'єднана з механічними частинами в гондолі, розташованій за нею.

Лопаті розташовані зверху турбіни. Середня довжина становить 52 м. Вітер зменшує тиск повітря з одного боку лопаті, а різниця з іншого боку створює як підйомну силу, так і опір: коли підйомна сила сильніша за опір, ротор буде обертатися.

Важливо Тисячі вітряних турбін буде знесено: їм знайшли несподіване застосування (фото)

Як будуються вітрогенератори

Процес будівництва складний і вимагає як координації, так і точності, йдеться в матеріалі Earth Eclipse. Виготовляються різні компоненти, а потім їх привозять на місце встановлення. Спочатку необхідно зібрати вежу, після чого на неї поміщають гондолу та її вміст, а потім лопаті. Нарешті, але не в останню чергу, встановлюються розподільний щит і електрична система.

Процес досить простий. Ротор приводиться в дію вітром. Його обертання передається на вхідний вал, який живить електрогенератор. Ця так звана система управління рисканням дає змогу позиціонувати гондолу залежно від напрямку вітру. Ротор починає працювати тільки за швидкості вітру понад 10 км/год, тоді як вітряна турбіна вимикається за швидкості понад 90 км/год з міркувань безпеки.

Вітряна турбіна у формі стільника
Фото: Katrick Technologies

Як працює вітряк і скільки генерує енергії

Вітряні турбіни спроектовані так, щоб бути зверненими в одному напрямку. Це дає змогу максимізувати їхню ефективність у використанні енергії вітру. Таке розташування, коли лопаті турбіни звернені безпосередньо до вітру, що набігає, оптимізує захоплення кінетичної енергії, забезпечуючи ефективне перетворення на обертальний рух, який приводить у дію генератор для генерування електроенергії.

По суті, кінетична енергія вітру перетворюється ротором на механічну енергію. Редуктор прискорює повільне обертання лопатей, від 18 до 25 обертів на хвилину до 1800 обертів на хвилину, яке може живити електрогенератор. Електрогенератор перетворює механічну енергію на електрику. Трансформатор передає електрику з одного ланцюга в інший, змінюючи його характеристики.

Середня електрична потужність вітряної турбіни становить 2-3 МВт, що дає їй змогу виробляти понад 6 млн кВт*год електроенергії на рік, резюмує Enel Green Power.

Теги за темою
электроэнергия
Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
Отец Илона Маска приехал в Москву и сделал заявление о Путине
Comments UA
2025-06-09T13:12:21Z
«Срочно покидать города»: что известно о предполагаемой мести России за «Паутину»
Comments UA
2025-06-04T12:09:24Z
Часики тикают: почему у Украины осталось времени всего до конца июня
Comments UA
2025-06-04T12:42:14Z
Илон Маск отреагировал на удары по аэродромам в РФ
Корреспондент
2025-06-01T20:27:08Z
Переговорщик Путина из США заявил, что президент Еврокомиссии плохо разбирается в математике
Comments UA
2025-06-10T23:36:47Z
Мерц обвинил Россию в "серьезных военных преступлениях" на фоне последних атак
Европейская правда
2025-06-10T23:27:40Z
Полный разворот от Украины, какое решение приняли у Трампа, помимо пропуска Рамштайна
Comments UA
2025-06-04T12:30:15Z
Появилась реакция НАТО на удары Украины по аэродромам РФ и Крымскому мосту
Comments UA
2025-06-04T12:33:35Z
Кремль впервые отреагировал на операцию Паутина
Корреспондент
2025-06-03T11:18:55Z
Что нельзя делать на Троицу 2025: полный список запретов
Факти ICTV
2025-06-08T04:42:04Z
4 категории мужчин исключат из воинского учета: их не мобилизуют
UAToday
2025-06-04T13:03:41Z
Теперь не до шуток: Буданов рассказал, почему угроза от ракет KN-23 выросла в разы
Comments UA
2025-06-10T12:04:13Z
RMF 24: в Польше на границе с Украиной нашли брошенные системы ЗРК, предназначенные Киеву
Лига
2025-06-04T12:21:34Z
Что категорически нельзя делать 11 июня, чтобы навсегда не остаться без денег
Telegraf
2025-06-10T21:21:30Z
11 июня 2025 года: апостола Варнавы — что сегодня нельзя делать
Фокус
2025-06-10T21:00:37Z
8 июня - сегодня День святой Троицы, что нельзя делать, все об этом дне
Комсомольская правда
2025-06-08T02:34:32Z
Бесплатные продукты для ВПЛ: украинцам раздают пищу, что важно знать о такой помощи
Политека
2025-06-05T13:31:59Z
Владельцы земельных участков хватаются за голову: придется выложить до 30 тысяч
Знай
2025-06-04T12:30:36Z
54-летняя Наоми Кэмпбелл снялась для глянца в откровенных образах
Gazeta UA
2025-06-04T12:03:15Z
Лилия Ребрик восхитила романтикой с мужем на вокзале и показалась сразу с тремя дочерьми
TSN
2025-06-04T12:36:19Z
Рада стать бабушкой: Волочкова заговорила о пополнении
GlavRed
2025-06-04T11:51:55Z
Киркоров вызверился на Малахова и оскорбил его
GlavRed
2025-06-04T19:42:05Z
Автомобильный замес под песню Роба Зомби в отрывке второго сезона сериала Twisted Metal от Sony
GameMag
2025-06-10T20:52:57Z
Премьеру фильма по The Legend of Zelda отложили на полтора месяца
GameMag
2025-06-10T20:15:39Z
Победительницей конкурса Мисс Мира стала 21-летняя представительница Таилан
Корреспондент
2025-06-02T09:18:21Z
Олена Тополя рассказала о пластической операции
Корреспондент
2025-06-03T08:57:59Z
Утреннее шоу возвращается: Apple TV объявил дату премьеры четвертого сезона
Корреспондент
2025-05-29T14:48:15Z
Как прогнать всех насекомых из дома без "химии": один запах заставит их сбежать навсегда
UAToday
2025-06-03T14:15:46Z
Салат "Летний Оливье": хрустящий, свежий и очень вкусный
TSN
2025-06-04T12:36:31Z
Россия уничтожает уникальное "розовое" озеро в Украине: его называют аналогом Мертвого моря
Telegraf
2025-06-07T15:33:19Z
Оккупанты превратили его в грязную лужу: в Украине исчезает уникальное Чистое озеро
Telegraf
2025-06-04T13:03:16Z
Ты все это время мыл посуду неправильно: вот, о чем забывают 90% людей
Знай
2025-06-10T18:51:43Z
Всемирный тренд: что такое игрушки Лабубу и почему они так популярны
Фокус
2025-06-10T18:06:34Z
"Клубніка, суниця чи полуниця": как правильно называть первую ягоду летнего сезона
Gazeta UA
2025-06-08T12:24:34Z
Пять самых грязных вещей в спальне
Gazeta UA
2025-06-08T17:54:02Z
Пять фруктов, которые созревают после того, как их сорвали
Gazeta UA
2025-06-08T13:36:56Z
Российский военный расстрелял жилой дом из гранатомета в Курской области
Comments UA
2025-06-10T07:51:59Z
Эвакуация из города Сумы: что известно
Comments UA
2025-06-08T20:39:14Z
Срыв обмена пленными и телами погибших: что заявили в РФ
Comments UA
2025-06-07T18:15:21Z
Синоптики обновили прогноз на понедельник
Gazeta UA
2025-06-09T03:18:57Z
Число раненых в Харькове возросло
Корреспондент
2025-06-10T23:18:41Z
В Харькове раздались взрывы
Корреспондент
2025-06-10T21:57:43Z
Буданов: Обмен телами погибших запланирован на следующую неделю
Лига
2025-06-08T12:30:52Z
С продвижением россиян появилась новая опасность для Сум
Telegraf
2025-06-07T11:15:23Z
В Украине станет прохладнее: синоптик порадовала прогнозом на понедельник
Gazeta UA
2025-06-08T13:21:49Z
Škoda Favorit 1987 года переосмыслили как электрокар для нового поколения
Корреспондент
2025-05-29T18:15:23Z
Триумфатор Индикара отказывается от Формулы-1 ради побед в США
Корреспондент
2025-06-10T15:06:31Z
Автомобиль постоянно "жрет" горючее: автомеханики назвали причину перерасходов
Comments UA
2025-06-10T13:42:32Z
Путь в Формулу-1: суперлицензию досрочно получил юниор Ред Булл
Корреспондент
2025-06-10T13:33:04Z
Премиального собрата VW Tiguan от Audi показали до презентации
Фокус
2025-06-10T12:57:58Z
Старый 65-летний FIAT без окон и дверей продают по цене нового Porsche Cayenne
Фокус
2025-06-10T10:45:43Z
Полной компенсации не ждите. Можно ли возместить стоимость авто, пострадавшего в результате войны
Telegraf
2025-06-10T08:48:34Z
Автопроизводители в панике из-за дефицита редкоземельных магнитов
Корреспондент
2025-06-09T18:30:54Z
Стремительный дизайн и больше мощности: появились подробности кроссовера Nissan Leaf
Фокус
2025-06-09T18:12:08Z
Последствия сильных взрывов в Киеве: куда попали россияне
Comments UA
2025-06-06T03:45:35Z
В Польше голый украинец бегал по улице и прыгал на авто
TSN
2025-05-28T15:21:21Z
В Киеве 14-летний мальчик упал с канатного аттракциона, его госпитализировали
Комсомольская правда
2025-06-08T14:24:19Z
Трагический инцидент на отдыхе: девушка погибла во время полета на парасейлинге
Comments UA
2025-06-04T12:27:23Z
В Харькове в результате удара РФ горит многоквартирный дом
Корреспондент
2025-06-10T22:54:51Z
Россияне ударили по Харькову: в городе пожары в двух местах
Telegraf
2025-06-10T22:24:57Z
В России группа врачей продавала детей за границу
Корреспондент
2025-05-31T18:33:20Z
В российской Казани вспыхнул сильный пожар
Корреспондент
2025-06-09T09:03:06Z
В Киеве на американца упал балкон у подъезда многоэтажки
VGorode
2025-05-29T12:57:14Z
Делает пищу смертельно опасной: врачи назвали частую ошибку при употреблении популярного продукта
Знай
2025-06-07T10:51:21Z
Шесть продуктов, которые уберегут от обезвоживания летом
Gazeta UA
2025-06-08T16:00:43Z
Что происходит с давлением, когда вы пьете чай с шоколадом
UAToday
2025-06-07T09:03:19Z
Влияет на щитовидку и вызывает аллергию: врачи назвали самый вредный для здоровья чай
Знай
2025-06-07T16:51:36Z
Почему внезапно возникает холодный пот и когда стоит волноваться
Comments UA
2025-06-10T17:06:39Z
Осталось меньше месяца, чтобы спастись от борщевика: как убрать с участка растение-монстра навсегда
Telegraf
2025-06-10T16:06:05Z
То, что ты ешь, может сделать тебя несчастным: учёные бьют тревогу
Знай
2025-06-04T12:51:48Z
Игнорирование этих симптомов приводит к инвалидности и смерти: что указывает на развитие инсульта
Comments UA
2025-06-10T15:39:27Z
Эти методы эффективно устраняют боль в шее: что нужно делать немедленно
Comments UA
2025-06-10T14:12:36Z
Российские акции обвалились после ударов СБУ по аэродромам
Корреспондент
2025-06-01T17:42:33Z
Тарифы выросли на 50% за выходные: Попенко объяснил, кто завышает цены на свет для украинцев
Хвиля
2025-06-08T12:15:11Z
Из-за 10-секундного опоздания самолет не пустили на посадку в Мюнхене - пассажиры провели в пути еще 12 часов
Апостроф
2025-06-04T11:57:13Z
Курс валют на выходные, 31 мая и 1 июня: сколько стоят доллар, евро и злотый
TSN
2025-05-31T06:51:29Z
Пришла на поезд, а твоего вагона нет. "Укрзализныця" снова попала в курьезную ситуацию
Telegraf
2025-06-10T22:33:14Z
ВБ прогнозирует рекордно медленный рост экономики
Корреспондент
2025-06-10T22:30:54Z
В Украине появится линия по выпуску 155-мм снарядов при участии чешской CSG, — Милитарный
Фокус
2025-06-04T12:36:13Z
Курс валют на 5 июня: сколько будут стоить доллар, евро и злотый
TSN
2025-06-04T12:48:57Z
Швеция ослабляет 100-летнюю жесткую монополию на продажу алкоголя
Европейская правда
2025-05-31T21:00:54Z
ГУР "выключил" сервисы российской железной дороги
Корреспондент
2025-06-08T15:36:08Z
Связь будет даже при блэкаутах: как продлить заряд батареи на смартфоне
Знай
2025-06-04T18:51:04Z
Pornhub остановил показ порно в одной из стран Европы: какая причина
Comments UA
2025-06-04T12:57:24Z
В Украине могут начаться отключение мобильной связи: причины и продолжительность
Знай
2025-06-06T04:36:53Z
Україна перемогою над Новою Зеландією завершила виступи на Canadian Shield
Football.ua
2025-06-10T23:04:16Z
Украинская команда B8 прервала свой путь на Austin Major
Корреспондент
2025-06-10T21:00:55Z
Nintendo Switch 2 показала рекордные стартовые продажи в Испании — все остальные консоли остались далеко позади
GameMag
2025-06-10T20:15:57Z
Resident Evil Requiem: новая героиня, ядерный пустырь Ракун-Сити и перезагрузка ужаса
Знай
2025-06-10T19:51:54Z
Кислотность океана достигла критических уровней
Корреспондент
2025-06-10T18:18:25Z
Впервые за 28 лет: украинка стала чемпионкой Европы по художественной гимнастике
Апостроф
2025-06-08T13:43:28Z
Главный тренер львовского Руха уходит с должности досрочно
Корреспондент
2025-06-04T14:03:40Z
Гарсия перед провальным боем травмировался: Была операция
Корреспондент
2025-05-28T21:30:01Z
Составлена символическая сборная команда Лиги чемпионов
Корреспондент
2025-06-01T17:24:06Z
Австралия обеспечила себе место на ЧМ-2026, обыграв Саудовскую Аравию
Корреспондент
2025-06-10T21:09:09Z
Назван самый дорогой футболист украинской Премьер-лиги
ZN UA
2025-06-10T20:15:38Z
Паркер или Уордли: Уоррен обсудил соперника для победителя боя Усик - Дюбуа
Корреспондент
2025-06-10T19:54:52Z
Гренландию отказались принять в футбольную конфедерацию
Корреспондент
2025-06-10T19:30:50Z
Россия атаковала Киев и повредила стадион "Спартак"
Gazeta UA
2025-06-10T19:18:06Z