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
ЄС і Британія уклали історичну угоду щодо Гібралтару
ZN UA
2025-06-12T00:33:22Z
Трамп не веде перемовини з протестувальниками: чому він не застосовує силу проти Росії
24tv
2025-06-12T00:24:18Z
США евакуюють частину дипломатів з кількох країн Близького Сходу через напруженість у регіоні
УкраинФорм
2025-06-12T00:15:29Z
Глава Пентагону ухилився від відповіді на питання, чи зупиниться Путін на Україні
24tv
2025-06-12T00:15:04Z
У Нацрозвідці США заявили, що ШІ прискорив публікацію файлів у справі Кеннеді
InternetUA
2025-06-12T00:04:23Z
"Шахеди" стали ще смертоноснішими: експерт розповів, чи врятують дві стінки
Telegraf
2025-06-12T00:00:12Z
В Естонії російській пропагандистці дали шість років в'язниці за держзраду та порушення санкцій
УкраинФорм
2025-06-11T23:48:49Z
Українська економіка здатна обігнати російську: Бессент спрогнозував, коли це може відбутися
24tv
2025-06-11T23:42:14Z
Російський посол зробив заяву про зустріч Трампа з Путіним
ГЛАВКОМ NET
2025-06-11T23:18:35Z
Полунична повня дарує новий початок: доля яких 2 знаків зміниться назавжди
GlavRed
2025-06-12T00:27:15Z
Моторошне виття та химерні силуети. Що приховує будинок із привидами у Тернополі
Telegraf
2025-06-11T23:36:46Z
Станом на зараз є суттєві зрушення у напрямку бронювання священнослужителів - Шмигаль
УкраинФорм
2025-06-11T23:36:27Z
В Україні зросла кількість випадків вербування російськими спецслужбами літніх людей
УкраинФорм
2025-06-11T23:30:39Z
Сили оборони на Вовчанському напрямку уразили гармату, склад боєкомплекту та укриття ворога
УкраинФорм
2025-06-11T23:03:54Z
Міноборони цьогоріч оштрафувало вже 21 постачальника продуктів для армії
УкраинФорм
2025-06-11T22:00:22Z
В Україні створили дрони для перехоплення ворожих ударів: готуються до масштабного виробництва
Gazeta UA
2025-06-11T21:42:09Z
Операція «Павутина» суттєво посилала репутацію України - австрійський генерал у відставці
УкраинФорм
2025-06-11T21:39:49Z
"Мадяр" прийняв командування безпілотними силами і вже на передовій
Gazeta UA
2025-06-11T21:18:32Z
Забудьте про запах у взутті: натуральні методи, які працюють
Gazeta UA
2025-06-12T00:00:26Z
Коли народжуються справжні генії, які рухають людство вперед: 4 магічні дати
GlavRed
2025-06-11T23:27:51Z
Кращого напою просто не існує: готуємо полуничний лимонад – втамування спраги стане насолодою
24tv
2025-06-11T20:57:30Z
Відпочинок на чорних пляжах Тенерифе: коли вода найтепліша для купання
24tv
2025-06-11T20:24:10Z
Літо чи осінь: коли дешевше відпочивати в Єгипті
24tv
2025-06-11T19:30:54Z
Швидко зробити і смачно ласувати: домашнє медове печиво, без якого ви не зможете уявити чаювання
24tv
2025-06-11T19:18:18Z
Займають місце дарма: речі, яких бажано позбутися на початку літа
24tv
2025-06-11T18:57:44Z
Сезон поїздок на море відкритий: як дешевше дістатися до Одеси з Києва, Харкова та Львова
Telegraf
2025-06-11T18:39:58Z
Тренування 6-6-6 набирає популярність: що в ньому так приваблює людей
24tv
2025-06-11T18:33:41Z
У родині вагітної Ріанни сталося горе
TSN
2025-06-01T16:21:48Z
Пішов з життя Браян Вілсон, лідер легендарних The Beach Boys
УкраинФорм
2025-06-12T00:09:14Z
Тяжкохвора Селін Діон дала жару в Лас-Вегасі
GlavRed
2025-06-11T23:27:29Z
Третій сезон The Last of Us: творці розкажуть історію іншої героїні, хто зіграє головну роль
Фокус
2025-06-11T23:00:47Z
10 найпопулярніших серіалів на Netflix, що підкорили українських глядачів
24tv
2025-06-11T20:39:59Z
Розставання Кеті Перрі та Орландо Блума - інсайдери розкрили нові деталі
GlavRed
2025-06-11T20:27:50Z
Від комедій до трилерів: 10 фільмів, що стали найпопулярнішими на Netflix серед українців
24tv
2025-06-11T19:30:39Z
Після нещодавньої госпіталізації: Надя Дорофєєва розповіла про свій стан
GlavRed
2025-06-11T19:27:58Z
Помер засновник легендарного гурту The Beach Boys Браян Вілсон
Комсомольская правда
2025-06-11T19:27:14Z
Росіяни продовжують атаку дронами Харкова, у трьох районах пролунали вибухи, є постраждалі
УкраинФорм
2025-06-12T00:33:35Z
Чи потрібно відновлювати Донбас: економіст спрогнозував долю регіону
GlavRed
2025-06-12T00:27:50Z
Росія атакувала Харків дронами: є влучання на території школи
ГЛАВКОМ NET
2025-06-11T23:33:33Z
У Харкові пролунали вибухи, один із дронів влучив по шкільному подвірʼю
ZN UA
2025-06-11T23:18:52Z
Під час обстрілу Києва окупанти могли використати Shahed російського виробництва
Gazeta UA
2025-06-11T23:16:45Z
Лінія фронту станом на 11 червня. Зведення Генштабу
ГЛАВКОМ NET
2025-06-11T22:15:04Z
Солдати РФ відмовляються йти на бойове завдання через влучні удари української артилерії - перехоплення ГУР
УкраинФорм
2025-06-11T22:06:29Z
Війна, день 1204. Сербія готова відбудувати одне-два українських міста або регіони – Вучич
Football.ua
2025-06-11T22:01:48Z
На Краматорському напрямку ЗСУ знищили гармату і мінометну установку росіян
УкраинФорм
2025-06-11T21:48:32Z
У російському Енгельсі пролунали вибухи: палає авторемонтний завод, який виготовляє військову техніку
ZN UA
2025-06-11T21:39:59Z
26-річний шахрай ошукав покупців в Інтернеті майже на 120 тисяч гривень
InternetUA
2025-06-11T20:48:05Z
В Огайо на заводі з виробництва вибухівки стався витік азотної кислоти
ГЛАВКОМ NET
2025-06-11T20:48:04Z
Рятувальники ліквідували наслідки російської атаки в Оболонському районі Києва
УкраинФорм
2025-06-11T20:42:13Z
У Вінниці поліція затримала чоловіка, який побив жінку та стріляв у перехожого
ГЛАВКОМ NET
2025-06-11T20:27:11Z
На Чернігівщині двох підлітків уразило струмом на даху вагона
ГЛАВКОМ NET
2025-06-11T19:57:14Z
У будівлі районного ТЦК у Харкові сталася пожежа, причину з'ясовують – відео
Лига
2025-06-11T19:21:05Z
У Харкові через удар блискавки спалахнув будинок ТЦК
Комсомольская правда
2025-06-11T19:00:24Z
У Харкові спалахнула пожежа в ТЦК - вогонь локалізували, проводять розслідування
УкраинФорм
2025-06-11T19:00:07Z
Наступна модель Quadrifoglio від Alfa Romeo може вас здивувати
Топ Жир
2025-06-12T00:00:18Z
Цей прототип Renault може запускати дрони та рятувати життя
Топ Жир
2025-06-11T23:45:05Z
Chrysler, можливо, поступово відмовляється від планів повністю перейти на електромобілі
Топ Жир
2025-06-11T23:00:52Z
BMW відмовляється від базової версії XM та робить ставку на потужніші моделі
Топ Жир
2025-06-11T22:15:22Z
Ця модель Toyota SUV вже не продається в США, але продовжує розвиватися на інших ринках
Топ Жир
2025-06-11T21:45:38Z
Новий BMW iX3 подолає 400 миль і передбачає ваші дії заздалегідь
Топ Жир
2025-06-11T20:45:14Z
Десять змовників готували пограбування, але жоден не перевірив стан авто
Топ Жир
2025-06-11T20:00:37Z
Водії Tesla подають до суду через те, що Маск асоціює їх із фашистами
Топ Жир
2025-06-11T19:15:39Z
Цей Fox Body Mustang був проданий за ціну суперкара
Топ Жир
2025-06-11T19:00:02Z
Нове дослідження показало, як соцмережі руйнують психіку підлітків
ГЛАВКОМ NET
2025-06-12T00:27:03Z
Як потрібно доглядати за шкірою влітку
24tv
2025-06-11T19:36:17Z
Ці помилки зіпсують врожай: найпоширеніші причини, чому гниють помідори на кущі
24tv
2025-06-11T17:54:01Z
Де найбільше вітаміну С: названо суперкорисний овоч
GlavRed
2025-06-11T16:27:50Z
Чи можна "успадкувати" депресію: вчені довели роль ДНК у психічному здоров'ї
24tv
2025-06-11T16:24:04Z
Стигматизація ваги: чому ми не можемо схуднути, попри дієти і спорт
Фокус
2025-06-11T16:12:36Z
Небезпечні тренди TikTok: біда прийшла, звідки не чекали
Фокус
2025-06-11T15:21:25Z
Без свердління і пломб: знайшли новий і доступний спосіб боротьби з карієсом
24tv
2025-06-11T14:24:26Z
Чи можна відмовитись від мʼяса без шкоди для здоровʼя
24tv
2025-06-11T14:15:48Z
Гвинтівки Bren 2 Sich: Україна та Чехія розширюють виробництво
Хвиля
2025-06-11T23:24:48Z
Біткоїн готовий пробити позначку $130 тис. до кінця червня
ITC
2025-06-11T22:49:07Z
Україна розробляє нові типи дронів для захисту енергетики, – Зеленський
24tv
2025-06-11T21:42:48Z
Бензин, дизель та автогаз: як заощадити на заправці авто в Київській області
Хвиля
2025-06-11T20:36:13Z
Перу шукає нові ринки збуту для лохини через мита США - ключовим напрямком стає Китай
ZN UA
2025-06-11T20:03:59Z
Підвищення тарифів на комунальні послуги у Миколаївській області: чого чекати від платіжок
Политека
2025-06-11T19:30:11Z
Зачепить усіх, хто має картки з грошима: на українців чекає важливе нововведення вже з 1 серпня
Хвиля
2025-06-11T19:27:34Z
Очільник Міненерго та гендиректор МАГАТЕ обговорили проєкти з розвитку атомної енергетики в Україні
УкраинФорм
2025-06-11T19:24:38Z
Нацбанк пояснив, чому інфляція у травні значно пришвидшилася
ГЛАВКОМ NET
2025-06-11T19:18:47Z
А так можна було? Bitcoin Lightning Network сервіс Alby забрав у користувачів кошти
ITC
2025-06-11T21:21:39Z
Маск анонсував запуск роботаксі
Gazeta UA
2025-06-11T19:30:37Z
Google інвестує в українські стартапи в галузях штучного інтелекту, медицини і логістики
360ua.news
2025-06-11T18:21:08Z
Новітній дрон Matrice 400 від DJI: несе 6 кг ваги і літає майже годину
InternetUA
2025-06-11T18:13:37Z
Відеокарта GeeFarce RTX 5072 має вбудований ПК, який можна помістити у великий ПК
ITC
2025-06-11T18:09:54Z
Розробники Dying Light обіцяють виправити помилки другої частини у грі The Beast
24tv
2025-06-11T18:03:41Z
Головна проблема OLED-телевізорів уже не страшна: що показало нове випробування
InternetUA
2025-06-11T17:43:41Z
Скриншоти й деталі Resident Evil Requiem передчасно потрапили в мережу
24tv
2025-06-11T17:24:52Z
Космічний апарат Solar Orbiter вперше в історії зняв південний полюс Сонця
УкраинФорм
2025-06-11T17:18:25Z
Україна – Данія: онлайн-трансляція матчу на молодіжному Євро-2025
24tv
2025-06-11T22:03:06Z
Футбольне Євро-2025 . Стартові успіхи Іспанії, Грузії та Італії
УкраинФорм
2025-06-11T21:57:16Z
ПСЖ представив нову домашню форму на сезон-2025/26
Football.ua
2025-06-11T21:45:17Z
Американець прилетів у Краків інвестувати у футбол і помер від вареника: деталі трешу в Польщі
24tv
2025-06-11T21:24:16Z
Рафа Бенітес може очолити збірну Італії
Football.ua
2025-06-11T21:12:24Z
Гол Касорли зі штрафного вибив Альмерію з півфіналу плей-оф за місце в Ла Лізі
Football.ua
2025-06-11T21:06:41Z
Український Голанд, який відмовлявся грати за збірну, ухвалив остаточне рішення
24tv
2025-06-11T21:03:55Z
Португалія та Франція U-21 почали виступи на Євро-2025 з нічиєї
Football.ua
2025-06-11T21:01:59Z
Судаков – про збірну України: Ми продовжуємо вчитися, боротися, рости
Football.ua
2025-06-11T20:54:08Z