Sistemi Grejanja i Hlađenja

Vetrogeneratori

By 23/03/2022 No Comments

Vetrogeneratori su vrsta elektrana koja koristi energiju vetra kao obnovljivog izvora energije za proizvodnju električne energije.

  1. Istorija upotrebe vetra kao izvora energije
  2. Delovi vetrogeneratora
  3. Podela vetrogeneratora prema osi rotacije
  4. Ekonomska isplativost upotrebe vetrogeneratora
  5. Ekološka isplativost upotrebe vetrogeneratora
  6. Vetrogeneratori u Srbiji

Istorija upotrebe vetra kao izvora energije

Vetrogeneratori se koriste od praistorije, u najosnovnijm formama kao vetrenjače da bi pretvorili strujanje vazduha ili vetra u mehaničku energiju. Tehnologija vetrenjača se menjala kroz istoriju sa ciljem povećanja efikasnosti i izdržljivosti. U početku su bile napravljene od kožnih lopatica ili od lakših platnenih, sve do modernih karbonskih, lakih i neuporedivo snažnih lopatica velikih prečnika kakvi su danas. 

Prvi moderan vetrogenerator je nastao u Škotskoj 1887. godine. Napravio ga je James Blyth za napajanje akumulatora koji su obezbeđivali električnu energiju za osvetljenje u njegovoj vikendici.

Vetrogeneratori za masovnu proizvodnju električne energije zaživeli su u Holandiji tek par godina kasnije.

Delovi vetrogeneratora

Iza velikih turbina i kućišta nalazi se generator koji se po principu rada, svrsi i funkciji ne razlikuje od klasičnog generatora. Koristi kinetičku energiju koju pretvara u električnu, naizmeničnu ili jednosmernu, pri čemu je naizmenična najkorišćenija.

Generator se sastoji od rotora i statora. Rotor se okreće u statoru i stvara promenljiva magnetna polja koja indukuju električnu struju.

Postoje dve vrste električnih generatora, dinamio i altenator, pri čemu dinamo generatori proizvode jednosmernu, a altenatori naizmeničnu struju. Električni generatori koriste snagu vetra koju konvertuju u mehaničku energiju, a potom mehaničku u električnu. 

Vetrogeneratori se uglavnom sastoje od:

  1. betonskog postolja ukopanog u zemlju i
  2. tornja koji drži sam vetrogenerator na visini 

U kućištu vetrogeneratora se nalazi sam generator, kočnice i menjač tj. multiplikator. Generator je povezan sa lopaticama turbine preko menjača ili multiplikatora koji omogućava brže okretanje rotora naspram lopatica vetrogeneratora, razmere 1:10, što bi značilo da jedan pun krug lopatica okreće rotor u generatoru deset puta. Končnice usporavaju lopatice od prebrzog okretanja kako ne bi došlo do njihovog lomljenja prouzrokovanim prekomernom brzinom.

Same lopatice su aerodinamičnog oblika kako bi najpogodnije i najefikasnije koristile snagu vetra.

Podela vetrogeneratora prema osi rotacije 

Vetrogeneratori su uglavnom postavljeni u horizontalni položaj, i ova vrsta vetrogeneratora se najčešće koristi po vetroparkovima.

Vetrogeneratori mogu biti postavljeni i u vertikalni položaj. Jednaka je efikasnost ali je razlika u tome da vertikalni vetrogeneratori zauzimaju više mesta na površini i stvaraju opasnost po ljudski život rotacijom turbina.

Ekonomska isplativost upotrebe vetrogeneratora

Na održavanje vetrogeneratora  utiču razni faktori poput zemljišta, vetra, vlage, grmljavine, kiše, kvaliteta vazduha ali i veličina samog vetrogeneratora. Što je veći generator to je isplativije održavanje dok je kod manjih generatora situacija obrnuta.

Vetrogeneratori koji se nalaze na samoj obali vode mogu da proizvedu snagu i do 1,5 MW, priobalni 2,5MW do 8MW dok vetrogeneratori koji se nalaze na površini vode čak 15 MW. 

Trenutno najduže lopatice vetro turbine ima vetrogenerator koji se nalazi u Holandiji. Lopatice imaju prečnik od 154m, a brzina okretanja na vrhovima lopatica iznosi impresivnih 290 km/h. Ovu turbina napravila je strana firma Siemens.

Nemačka istraživanja su otrkrila da održavanje vetrogeneratora iznosi između 42.000 i 48.000eur godišnje po turbini. A da zarada jedne turbine iznosi 0,02 eurocenta po KWh što je 20eur po satu. To bi značilo da jedna turbina od 1MW sa kapacitetom do 100% zaradi 175.200eur godišnje, dok elektrane veće snage sa jednakom cenom odžavanja mogu biti isplativije.

 

Ekološka isplativost upotrebe vetrogeneratora

Vetrogeneratori koriste obnovljive izvore energije tj, vetar, što znači da nemaju emisiju štetnih gasova poput ugljen-dioksida i drugih zagađenja tokom proizvodnje električne energije. 

Proizvodnja samih delova vetrogeneratora je prljav i zagađujuć proces jer uključuje izlivanje kućišta statora, formiranje osovine rotora, štancanje lim paketa, izradi bakarnih žica i staklene izolacije, čija proizvodnja i samo korišćenje šteti ljudima i životnoj sredini. Međutim, nema prevelike razlike od proizvodnje drugih agregata za dobijanje električne energije.

Vetrogeneratori iako relativno bezopasni po ljude predstavljaju veliku opasnost po druge oblike života – biljke, u slučaju curenja ulja za podmazivanje ili u retkim slučajevima požara, ali i životinje poput ptica i drugih letećih životinja. Ljudi veruju da su vetrogeneratori veoma opasni po živote ptica, međutim istraživanja su pokazala da oko 300.000 ptica godišnje pogine od strane lopatica turbine vetrogeneratora, ali da čak 25 miliona ptica pogine godišnje od udara struje na dalekovodima. Time se zaključuje da su vetrogeneratori predstavljaju daleko manju opasnost u odnosu na druge agregate za proizvodnju električne energije. 

Vetrogeneratori u Srbiji

Srbija trenutno proizvodi oko 500 MW ili 892.994,23 MWh električne energije na godišnjem nivou uz pomoć vetrogeneratora. Trenutno to čini najveću proizvodnju električne energije poredjenjem sa ostalim energentima. Na drugom mestu stoje hidroelektrane sa 250 MW ili 230.298 MWh na godišnjem nivou.

Najveći vetropark se trenutno nalazi u Kovinu sa 58 vetrogeneratora i proizvodnjom od 154.5 MW, drugi najveći je u Kovačici sa 38 vetrogeneratora i 104.5 MW.

Republika Srbija ima u planu da u narednim godinama otvori još 4 vetroparka sličnih razmera na istoku Srbije gde se i nalaze najpogodiji vetrovi za efikasnu upotrebu vetrogeneratora.

Leave a Reply