Microsoft Word - 51134600.docx

2 22009 2 2

Aspecte de ordin tehnic,economic,teoretic, ergonomie si de mediu.Energia eolian este folosit extensiv n ziua de astzi, i turbine noi de vnt se construiesc n toat lumea, energia eolian fiind sursa de energie cu cea mai rapid cretere n ultimii ani. Majoritatea turbinelor produc energie peste 25% din timp, acest procent crescnd iarna, cnd vnturile sunt mai puternice. 2 2

[Type the author name]

2 21.1 Istoria energiei eoliene

Egiptenii au fost poate primii care au folosit energia generata de vant atunci cand au navigat pe Nil in amonte, in jurul secolului IV i.Hr, urmati de multi altii. Printre ei se numara si Cristofor Columb. In 1492, ajutandu-se de puterea de propulsie a vantului el a fost primul care a reusit sa descopere America.Energia eoliana a fost exploatata pe uscat de cand prima moara de vant a fost construita in vechea Persie in secolul VII. De atunci, morile de vant sunt folosite pentru macinarea graului, pomparea apei, taierea lemnului sau pentru furnizarea altor forme de energie mecanica.

In jurul secolului al XIV germanii au folosit energia eoliana pasiva pentru a scoate apa din campurile inundate cu un asa numit motor eolian.Poporul chinez a inventat moara de vant. Morile de vnt se foloseau n secolul al VI lea n Persia ( actualul Iran). Spre deosebire de tipul care mai trziu a devenit raspnditn vest, aceste mori de vnt aveau un ax vertical cu vele care se roteau pe suporturi orizontale.Insa exploatarea pe scara larga a aparut abia in secolul XX, odata cu aparitia "morilor de vant" moderne -turbinele eoliene ce pot genera o energie de 250 pana la 300 KW.In Danemarca energia eoliana a inceput sa fie folosita in anul 1890 cu sisteme care porneau de la 5 pana la 25 kW.In anul 1930 un francezul G. J. M. Darrieus a proiectat un sistem de producere a energiei eoliene in forma de mixer.In 1941 langa Ruthland, Vermont o masina gigantica de 1.5 MW a alimentat cu energie serviciul public central din Vermont.La fel cum tehnoligia apartinand de energia solara a acelerat in timpul embargolui de petrol din 1973-1974. Energia eoliana a facut pasi considerabili in dezvoltarea sa. Compania Westinghouse electric a deschis departamentul de energie (DOE- Departmet of NERGY) NASA a finantand construirea la scara larga a turbinelor bazate pe energia eoliana, turbina cu capacitatea cea mai mare a fost construita in Oahu, Hawaii, avand o norma de 3.2 MW.Intre anii 1981 si 1984 6870 de turbine au fost instalate in California. La sfarsitul anului 1983 au aparut 4600 de turbine bazate pe energia eoliana in afara Californiei. Aceste turbine produceau impreuna 300000 KW.Schimbarile de costuri la electricitatea produsa cu ajutorul energiei eoliene au scazut de la 14 centi pe KWh in 1985 la 5 centi pe kWh in 1994 facand din energia eoliana un competitor mult mai puternic pe piata electricitatii.Imbunatatirile aduse rotoarelor si elicelor, combinate cu o crestere a numarului de turbine instalate, au dus la marirea puterii energiei eoliene cu circa 150% din 1990 pana astazi.Turbinele eoliene moderne au devenit foarte eficiente si genereaza electricitate pentru mii de case din Europa si din lume, fara sa produca emisii de dioxid de carbon ce cauzeaza stratului de ozon si incalzirii globale.1.2 Sursa eoliana

Sursa eolian disponibil este evaluat pe scar mondial la 57.000 TWh pe an. Contribuia energiei eoliene off shore (n larg) este estimat la 25.000 - 30.000 TWh pe an, fiind limitat la locaii care s nu depeasc adncimea de 50 m. Producerea mondial de electricitate n 2000, a fost de 15.000 TWh (ceea ce corespunde unei energii primare consumate de 40.000 TWh), rezultnd un randament al ciclurilor termo-mecanice de 30-40%. Teoretic, energia de origine eolian poate acoperi necesarul de electricitate pe plan mondial. n acelai timp, principalul inconvenient al acestei surse de energie, o reprezint instabilitatea vntului. n perioadele de nghe, ca i n cazul caniculei, cazuri n care cererea de energie este acerb, efectul produs de vnt este practic inexistent, fapt care a condus, n dezvoltarea instalaiilor eoliene, la ataarea unor alte instalaii de energii regenerabile caracterizate de un mai bun echilibru n funcionare, sau de sisteme de stocare a energiei electrice. Trebuieluat ns n calcul, n cazul sistemelor de stocare a energiei electrice de mare capacitate, preul de cost ridicat al acestor sisteme, care sunt astzi, n curs de dezvoltare.

Europa nu are dect 9% din potenialul eolian disponibil n lume, dar are 72% din puterea instalat n 2002. Ea a produs 50 TWh electricitate de origine eolian n 2002, producia mondial fiind de 70 TWh. Potenialul eolian tehnic disponibil n Europa este de 5.000 TWh pe an.

Cu toate ca industria energiei eoliene a fost afectata si ea de criza financiara in perioada 2009-2010 un studiu realizat de compania BTM Consult prevede o cretere in urmatorii 5 ani a proiectelor in domeniul eolian.Daca in ultimii 5 ani cresterea medie in instalarea de noi parcuri eoliene a fost de 27,6% pe an, previziunea pentru 2013 arata o rata medie anuala de crestere de 15,7%. Puterea de penetrare a energiei eoliene pe piata de energie se asteapta asadar sa creasca peste 3,35% pana in 2013 si in jur de 8% pana in 2018.

Pentru anul 2010, World Wide Energy Association se asteapta ca la nivel mondial sa se produca 160 GW de electricitate folosind energie eoliana. Tara cu cel mai mare procent de electricitate provenit din energie eoliana este Danemarca, cu aproximativ 20%, iar tara care produce cea mai mare cantitate de energie este Germania, cu 38.5 TWh in 2007. 4 4

Pecontinentul nord american lucrurile se misca mai greu, dar se misca in directia corecta, statele din SUA ce produc cantitati insemnate de curent folosind energia eoliana fiind Texas si California. Pe locul patru la nivel mondial se situeaza India cu 6270 MW in 2006. India este totodata si unul dintre cei mai mari producatori de turbine eoliene.51.3 Principiul captrii energiei eoliene

Un raport al Guvernului Romaniei privind strategia de valorificare a surselor regenerabile de energie defineste energia eoliana : energia ce provine din transformarea si livrarea n sistemul energetic sau direct catre consumatorii locali a energiei electrice provenite din potentialul energetic al vntului.Energia de origine eolian face parte din energiile regenerabile. Aero-generatorul utilizeaz energia cinetic a vntului pentru a antrena arborele rotoruluisu: aceasta este transformat n energie mecanic, care la rndul ei este transformat n energie electric de ctre generatorul cuplat mecanic la turbina eolian. Acest cuplaj mecanic se poate face fie direct, dac turbina i generatorul au viteze de acelai ordin de mrime, fie se poate realiza prin intermediul unui multiplicator de vitez. n sfrit, exist mai multe posibiliti de a utiliza energia electric produs: fie este stocat n acumulatori, fie este distribuit prin intermediul unei reele electrice, fie sunt alimentate sarcini izolate. Sistemele eoliene de conversie au i pierderi. Astfel, se poate meniona un randament de ordinul a 59 % pentru rotorul eolienei, 96% al multiplicatorului. Trebuie luate n considerare, de asemenea, pierderile generatorului i ale eventualelor sisteme de conversie.

Stocare acumulatoriEnergie cinetic vntEnergie mecanica rotorEnergie electric generatorReea de distribuie

Sarcini izolate (ex: sate izolate)

Succesiunea etapelor n generarea si transmiterea energiei eoliene poate fi rezumata dupa cum urmeaza: 1.Pe masura ce vntul interactioneaza cu rotorul se produce un cuplu; 2.Frecventa rotationala relativ scazuta a rotorului este intensificata prin intermediul angrenajului de transmisie; 3.Axul de iesire al angrenajului de transmisie roteste generatorul; 4.Energia electrica produsa de generator trece prin regulatorul turbinei si prin disjunctoare si este ridicata la o tensiune intermediara de transformatorul turbinei; 5.Prin sistemul de cabluri se transmite energia electrica transformatorului; 6.Transformatorul instalatiei creste tensiunea pna la valoarea minima a retelei; 7.Sistemul de retele interconectate transmite energia electrica pna la punctul ultim de utilizare; 8.Substatiile transformatorului reduc tensiunea la valori de utilizare pe o scara restrnsa sau la valori industriale;

Elementele lanului de conversie sunt de mai multe tipuri. Totui, anumite elemente se regsesc ntotdeauna n lanul de conversie, cum sunt: o turbin eolian, un generator trifazat, un dispozitiv de interconectare, ce realizeaz conectarea generatorului la reeaua5

Structura general a unui sistem de conversie a energiei eolienede distribuie sau la o sarcin izolat.

Cu titlu informativ, mainile cele mai utilizate pentru realizarea eolienelor sunt cele asincrone cu rotorul n scurtcircuit (aproximativ 90% n 1997, 60% n 2001). Se observ tendina de scdere a ponderii lor.5 Generatoarele asincrone cu rotor bobinat s-au dezvoltat n ultimii ani (de la 3% n 1997, s-a ajuns la aproximativ 30% n 2001). Mainile sincrone cu rotor bobinat (cu excitaie electric) i sporesc, de asemenea, ponderea. Ele reprezentau puin peste 5% n 2001.

1.3.1 Eoliene cu viteza fixa

n cazul mainilor sincrone clasice i asincrone cu rotorul n scurtcircuit, viteza de rotaie depinde direct i strict de frecvena curenilor ce parcurg nfurrile statorice. Maina asincron cu rotorul n scurtcircuit, avnd un numr fix de perechi de poli, poate funciona ntr-un domeniu restrns de viteze: alunecarea este de ordinul a ctorva procente.Maina sincron funcioneaz strict cu vitez fix. Funcionarea n mod autonomEolienele neconectate la reea funcioneaz n mod autonom, alimentnd sarcini izolate, ce au eventual, unul sau mai multe grupuri electrogene n tampon. Pentru acest tip de configuraie, utilizarea unui sistem de stocare prezint un interes deosebit, mai ales n absena grupurilor electrogene, pentru situaia cnd vntul este slab. Utilizarea bateriilor de acumulatoare reprezint o soluie pentru stocarea pe o durat mai mare. Exist ns i alte sisteme de stocare, cum ar fi cel inerial, pentru stocarea pe durate scurte. Acest tip de stocare evit utilizarea bateriilor de acumulatoare, care prezint pentru mediu, un caracter poluant. Energia este stocat sub form de energie cinetic a unui volant.Generatorul poate fi o main sincron cu magnei permaneni sau o main asincron cu rotor n scurtcircuit, prevzut neaprat cu condensatoare necesare asigurrii energiei reactive, de magnetizare.7

Schema general a unei eoliene cu vitez fix, n mod autonom7

Funcionarea n mod reea

n cazul n care eoliana este conectat la reea, viteza de rotaie a mainii asincrone trebuie s rmn practic constant, apropiat de viteza de sincronism, pentru a asigura funcionarea stabil a generatorului. Frecvena reelei impune viteza de rotaie a mainii. Generatorul cu vitez fix, conectat direct la reea, trebuie neaprat prevzut cu un multiplicator de vitez.Eoliana funcioneaz la o anumit vitez de rotaie, pentru un domeniu restrns de viteze ale vntului. Din acest motiv, aplicaiile sunt limitate.

Exemplu de montaj cu multiplicator i main asincron cu rotor n scurtcircuit conectat direct la reea.Exemplu: eoliene aflate n funciune n DanemarcaPentru conectarea unei eoliene cu o astfel de structur la reea, presupune dou etape: O prim etap const n conectarea nfurrii statorice la reea cu rezistene nseriate, pentru a se reduce curenii statorici tranzitorii. Pe durata acestei etape, palele turbinei sunt orientate astfel nct cuplul dezvoltat s fie nul. Dup cteva secunde, rezistenele din circuitul statoric sunt scurtcircuitate (eliminate), apoi sistemul de reglare comand orientarea palelor n scopul creterii puterii. Regimul tranzitoriu la conectare determin apariia unor cureni importani, ce sunt limitai de ctre rezistene. Rezistenele pot fi nlocuite cu variatoare de tensiune alternativ (VTA), prin modificarea unghiului de comand, reglndu-se tensiunea de alimentare, astfel nct curentul s nu7

periculoase pe durata etapei de conectare. Schema de conectare direct la reea a uneiatribuie eoliene cu main asincron cu rotor n scurtcircuitse ating valori7 88Exemplu de montaj cu main asincron cu stator dublu.

Aceast configuraie ofer posibilitatea funcionrii eolienei cu dou viteze. Statorul este realizat din dou bobinaje, care determin un numr variabil de poli i deci domenii diferite de vitez. Se pot impune 2 viteze de sincronism, prin schimbarea numrului de perechi de poli.Pe de o parte, pe stator exist un bobinaj de mic putere, dar care creeaz un numr mare de poli, care este utilizat la viteze mici ale vntului. Puterea debitat n reea este

Ptr = r.Qs

n care: Pir 0Pelectric16161.4 Particulariti legate de energia eoliana1.4.1 Tipuri de instalri1616eoliene.n caz contrar, eolienele sunt grupate sub forma unor ferme eoliene.Instalrile se pot face pe sol, sau, din ce n ce mai mult, n largul mrilor, sub forma

O eolian ocup o suprafa mic pe sol. Acesta este un foarte mare avantaj, deoarece perturb puin locaia unde este instalat, permind meninerea activitilor industriale sau agricole din apropiere. Se pot ntlni eoliene numite individuale, instalate n locaii izolate. Eoliana nu este racordat la reea, nu este conectat cu alte

estetica.

unor ferme eoliene offshore, n cazul crora prezena vntului este mai regulat. Acest tip de instalare reduce dezavantajul sonor i amelioreaz17171.4.2 Orientarea axului

Exist mai multe tipuri de eoliene. Se disting ns dou mari familii: eoliene cu ax vertical i eoliene cu ax orizontal.Indiferent de orientarea axului, rolul lor este de a genera un cuplu motor pentru a antrena generatorul.

Eoliene cu ax vertical

Pilonii eolienelor cu ax vertical sunt de talie mic, avnd nlimea de 0,1 - 0,5 din nlimea rotorului. Aceasta permite amplasarea ntregului echipament de conversie a energiei (multiplicator, generator) la piciorul eolienei, facilitnd astfel operaiunile de ntreinere. n plus, nu este necesar utilizarea unui dispozitiv de orientare a rotorului, ca n cazul eolienelor cu ax orizontal. Totui, vntul are intensitate redus la nivelul solului, ceea ce determin un randament redus al eolienei, aceasta fiind supus i turbulenelor de vnt. n plus, aceste eoliene trebuiesc antrenate pentru a porni, pilonul este supus unor solicitri mecanice importante. Din acest motive, n prezent, constructorii de eoliene s-au orientat cu precdere ctre eolienele cu ax orizontal.Cele mai rspndite dou structuri de eoliene cu ax vertical se bazeaz pe principiul traciunii difereniale sau a variaiei periodice a incidenei:

Rotorul lui Savonius n cazul cruia, funcionarea se bazeaz pe principiul traciunii difereniale. Eforturile exercitate de vnt asupra fiecreia din feele unui corp curbat au intensiti diferite. Rezult un cuplu care determin rotirea ansamblului.1717Schema de principiu a rotorului lui Savonius

Schema rotorului lui Savonius 18 18

Rotorul lui Darrieus se bazeaz pe principiul variaiei periodice a incidenei. Un profil plasat ntr-un curent de aer, n funcie de diferitele unghiuri, este supus unor fore ale cror intensitate i direcie sunt diferite. Rezultanta acestor fore determin apariia unui cuplu motor care rotete dispozitivul.

Imaginea schitata unei eoliene Darrieus

Schema rotorului lui Darrieus

Schita unei turbine cu ax orizontal 18 18\n. - -.viTl rltf^rhrix jindUnderground Electrical CmnrcEiDni (Fronr Vi;)found abort (Side View) ImiWEoliene cu ax orizontal

Funcionarea eolienelor cu ax orizontal se bazeaz pe principiul morilor de vnt. Cel mai adesea, rotorul acestor eoliene are trei pale cu un anumit profil aerodinamic, deoarece astfel se obine un bun compromis ntre coeficientul de putere, cost i viteza de rotaie a captorului eolian, ca i o ameliorare a aspectului estetic, fa de rotorul cu dou pale.

Eolienele cu ax orizontal sunt cele mai utilizate, deoarece randamentul lor aerodinamic este superior celui al eolienelor cu ax vertical, sunt mai puin supuseunor solicitri mecanice importante i au un cost mai sczut. 19Exist dou categorii de eoliene cu ax orizontal: Amonte: vntul sufl pe faa palelor, fa de direcia nacelei. Palele sunt rigide, iar rotorul este orientat, cu ajutorul unui dispozitiv, dup direcia vntului. Aval: vntul sufl pe spatele palelor, fa de nacel. Rotorul este flexibil i se auto-orienteaz.

Eoliana amonteiSensul vntuluic=0

Sensul vntului

Dispunerea amonte a turbinei este cea mai utilizat, deoarece este mai simpl i d cele mai bune rezultate la puteri mari: nu are suprafee de direcionare, eforturile de manevrare sunt mai reduse i are o stabilitate mai bun.

Palele eolienelor cu ax orizontal trebuiesc totdeauna, orientate n funcie de direcia i fora vntului. Pentru aceasta, exist dispozitive de orientare a nacelei pe direcia vntului i de orientare a palelor, n funcie de intensitatea acestuia.n prezent, eolienele cu ax orizontal cu rotorul de tip elice, prezint cel mai ridicat interes pentru producerea de energie electric la scar industrial.1.5 Componentele clasice ale unei eoliene

Turbina eoliana, care este prezentata ntr-o forma simplificata n figura de mai jos, este compusa n principal din: 19

1.Palete ( pale ); 2.Generator; 3.Frna; 4.Angrenaj; 5.Regulatoare electrice; 6.Sistem de orientare; 7.Butuc. 8.Paletele (palele) sunt realizate dintr-un amestec de fibra de sticla si materiale compozite. Ele au rolul de a capta energia vntului si de a o transfera rotorului turbinei. De forma lor depinde randamentul turbinei. 9.Generatorul asigura producerea energiei electrice. Transforma energia mecanica a axului de intrare n energie electrica. Poate fi de curent continuu sau de curent alternativ. Cele mai utilizate sunt cele de curent alternativ. 10.Frna asigura blocarea turbinei eoliene pe axa vntului. Poate fi situata fie pe axul principal, n fata angrenajului de transmisie, fie pe axul de mare viteza n spatele angrenajului de transmisie.11 .Angrenajul transfera energia mecanicageneratorului. 12. Regulatoarele electrice sunt elementede reglare. 13.Fundatie. 19

Schia unei turbine eoliene

Palele turbinelor eoliene se rotesc datorita miscarii maselor de aer si cu ct este mai mare masa aerului, cu att mai repede se rotesc palele, producnd o cantitate mai mare de energie. Un rol important n cantitatea de energie obtinuta o au si viteza vntului si suprafata palelor.

Fiecare componenta a aerogeneratorului are un rol deosebit de important infunctionarea pe termen lung a acestor masini si voi incerca in continuare sa conturezcateva caracteristici ale componentelor principale. 20Schema unui aerogenerator

23 22Palele sau captorul de energie sunt realizate dintr-un amestec de fibr de sticl i materiale compozite. Ele u rolul de a capta energia vntului i de a transfera rotorului turbinei. profilul lor este rodul unor studii aerodinamice complexe, de el depinznd randamentul turbinei.23 22Diametrul palelor (sau suprafaa acoperit de acestea) este n funcie de puterea dorit:Evolutia diametrului palelor si implicit a puterii turbinelor eoliene in timp.

Limea palelor determin cuplul de pornire, care va fi cu att mai mare cu ct palele sunt mai late.Profilul depinde de cuplul dorit n funcionare.

Numrul de pale depinde de eolian. n prezent, sistemul cu trei pale este cel mai utilizat, deoarece asigur limitarea vibraiilor, a zgomotului i a oboselii rotorului, fa de sistemele mono-pal sau bi-pal. Coeficientul de putere este cu 10 % mai mare pentru sistemul bi-pal fa de cel mono-pal, iar creterea este de 3%23 22ntre sistemul cu trei pale fa de dou pale. n plus, este un compromis bun ntre cost i viteza de rotaie a captorului eolian i avantaje din punct de vedere estetic pentru sistemul cu trei pale, fa de cel cu dou pale.

Butucul este prevzut cu un sistem pasiv (aerodinamic), activ (hidraulic) sau mixt (active stall) care permite orientarea palelor pentru controlul vitezei de rotaie a turbinei eoliene (priza de vnt).23 22Photo: LM Glasfi ber

Controlul activ, prin motoare hidraulice, numit i "pitch control". Acest sistem asigur modificarea unghiului de inciden a palelor pentru a valorifica la maximum vntul instantaneu i pentru a limita puterea n cazul n care vntul depete viteza nominal. n general, sistemul rotete palele n jurul propriilor axe (micare de pivotare), cu cteva grade, n funcie de viteza vntului, astfel nct palele s fie poziionate n permanen sub un unghi optim n raport cu viteza vntului, astfel nct s se obin n orice moment puterea maxim. Sistemul permite limitarea puterii n cazul unui vnt puternic (la limit, n caz de furtun, trecerea palelor n "drapel").

Controlul aerodinamic pasiv, numit i "stall control". Palele eolienei sunt fixe n raport cu butucul turbinei. Ele sunt concepute special pentru a permite deblocarea n cazul unui vnt puternic. Deblocarea este progresiv, pn cnd vntul atinge viteza critic. Acest tip de control este utilizat de cea mai mare parte a eolienelor, deoarece are avantajul c nu necesit piese mobile i sisteme de comand n rotorul turbinei. Ultimul tip de control, vizeaz utilizarea avantajelor controlului pasiv i al celui activ, pentru a controla mai precis conversia n energie electric. Acest sistem este numit control activ cu deblocare aerodinamic, sau "active stall". El este utilizat pentru eolienele de foarte mare putere.Arborele primar: este arborele rotorului turbinei eoliene. Se mai numete arborele lent, deoarece el se rotete cu viteze de ordinul a 20 - 40 rot/min. Prin intermediul multiplicatorului, el transmite micarea, arborelui secundar.

Multiplicatorul mecanic de vitez permite transformarea puterii mecanice, caracterizat de cuplu mare i vitez mic specific turbinei eoliene, n putere de vitez mai ridicat, dar cuplu mai mic. Aceasta deoarece viteza turbinei eoliene este prea mic, iar cuplul prea mare, pentru a fi aplicate direct generatorului. Multiplicatorul asigur conexiunea ntre arborele primar (al turbinei eoliene) i arborele secundar (al generatorului).23 24

Exist mai multe tipuri de multiplicatoare, cum ar fi:

Multiplicatorul cu una sau mai multe trepte de roi dinate, care permite transformarea micrii mecanice de la 19-30 rot/min la 1500 rot/min. Axele de rotaie ale roilor dinate sunt fixe n raport cu carcasa.23 24angrenaj cu roti dinate Multiplicatorul cu sistem planetar, care permite obinerea unor rapoarte de transmisie mari, ntr-un volum mic. n cazul acestora, axele roilor numite satelii nu sunt fixe fa de carcas, ci se rotesc fa de celelalte roi.Exist i posibilitatea antrenrii directe a generatorului, fr utilizarea unui multiplicator.

Arborele generatorului sau arborele secundar antreneaz generatorul electric, sincron sau asincron, ce are una sau dou perechi de poli. El este echipat cu o frn mecanic cu disc (dispozitiv de securitate), care limiteaz viteza de rotaie n cazul unui vnt violent. Pot exista i alte dispozitive de securitate.25 24

Generatorul electric asigur producerea energiei electrice. Puterea sa atinge 4,5 MW pentru cele mai mari eoliene. n prezent se desfoar cercetri pentru realizarea unor eoliene de putere mai mare (5 MW). Generatorul poate fi de curent continuu sau de curent alternativ. Datorit preului i randamentului, se utilizeaz, aproape n totalitate, generatoare de curent alternativ. Generatoarele de curent alternativ pot fi sincrone sau asincrone, funcionnd la vitez fix sau variabil.

Generatorul sincron:

Generatorul sincron sau maina sincron (MS) se poate utiliza n cazul antrenrii directe, respectiv legtura mecanic dintre arborele turbinei eoliene i cel al generatorului se realizeaz direct, fr utilizarea unui multiplicator. n consecin, generatorul este conectat la reea prin intermediul unui convertor static. Dac generatorul este cu magnei permaneni, el poate funciona n mod autonom, neavnd nevoie de excitaie.

o Excitaie electric. Bobinele circuitului de excitaie (situate pe rotor) sunt alimentate n curent continuu, prin intermediul unui sistem de perii i inele colectoare fixate pe arborele generatorului. Alimentarea se poate face prin intermediul unui redresor, ce transform energia de curent alternativ a reelei, n curent continuu. Exist ns mai multe metode de realizare a excitaiei. Generatoarele sincrone cu excitaie electric sunt cele mai utilizate n prezent.o Cu magnei permaneni (MSMP). Sursa cmpului de excitaie o constituie magneii permaneni situai pe rotor, fiind astfel independent de reea. Acest tip de main are tendina de a fi din ce n ce mai utilizat de ctre constructorii de eoliene, deoarece ea funcioneaz autonom, iar construcia n ansamblu, este mai simpl.

Generatorul asincron:

Maina asincron (MAS) este frecvent utilizat, deoarece ea poate suporta uoare variaii de vitez, ceea ce constituie un avantaj major pentru aplicaiile eoliene, n cazul crora viteza vntului poate evolua rapid, mai ales pe durata rafalelor. Acestea determin solicitri mecaniceimportante, care sunt mai reduse n cazul utilizrii unui generator asincron, dect n cazul generatorului sincron, care funcioneaz n mod normal, la vitez fix. Maina asincron este ns puin utilizat pentru eoliene izolate, deoarece necesit baterii de condensatoare care s asigure energia reactiv necesar magnetizrii.

o Cu rotor bobinat. nfurrile rotorice, conectate n stea, sunt legate la un sistem de inele i perii ce asigur accesul la nfurri, pentru conectarea unui convertor static n cazul comenzii prin rotor (maina asincron dublu alimentat - MADA).

o n scurt-circuit. Rotorul este construit din bare ce sunt scurtcircuitate la capete prin intermediul unor inele. nfurrile rotorice nu sunt accesibile. 26 27 27Sistemul de orientare a nacelei este constituit dintr-o coroan dinat (cremalier) echipat cu un motor. El asigur orientare eolienei i "blocarea" acesteia pe axa vntului, cu ajutorul unei frne.Dispozitivele de msurare a vntului sunt de dou tipuri: o giruet pentru evaluarea direciei i un anemometru pentru msurare vitezei. Informaiile sunt transmise sistemului numeric de comand, care realizeaz reglajele n mod automat.

Sistemul de rcire.Sunt prevzute sisteme de rcire, att pentru

Sistemul electronic de control a funcionrii generale a eolienei i a mecanismului de orientare. El asigur pornirea eolienei, reglarea nclinrii palelor, frnarea, ca i orientarea nacelei n raport cu vntul.multiplicatorul de vitez ce transmite eforturile mecanice ntre cei doi arbori, ct i pentru generator. Ele sunt constituite din radiatoare de ap sau ulei i ventilatoare. Rcirea cu ulei este utilizat pentru multiplicatoare.

Pilonul este, n general, un tub de oel i un turn metalic. El susine turbina eolian i nacela. Alegerea nlimii este important, deoarece trebuie realizat un bun compromis ntre preul de construcie i expunerea dorit la vnt. n consecin, odat cu creterea nlimii, crete viteza vntului, dar i preul. n general, nlimea pilonului este puin mai mare dect diametrul palelor. nlimea eolienelor este cuprins ntre 40 i 80 de metri. Prin interiorul pilonului trec cablurile care asigur conectarea la reeaua electric.Fundaia asigura rezistenta mecanica a structurii formate din pilon si din turbina eoliana.Daca pe uscat treburile stau putin mai bine atunci cand vine vorba de fundatia turbinelor eoliene,pentru turbinele offshore lucrurile sunt putin mai complexe.

1.6 Impactul eolienelor asupra mediului

Noile cerine n domeniul dezvoltrii durabile au determinat statele lumii s i pun problema metodelor de producere a energiei i s creasc cota de energie produs pe baza energiilor regenerabile. Protocolul de la Kyoto angajeaz statele semnatare s reduc emisiile de gaze cu efect de ser. Acest acord a determinat adoptarea unor politici naionale de dezvoltare a eolienelor i a altor surse ce nu degaj bioxid ce carbon.

Avantajele sistemelor eoliene : -emisia zero de substante poluante si gaze cu efect de ser, datorit faptului c nu se ard combustibili; -nu se produc deseuri; -costuri reduse pe unitate de energie produs. n 2004, pretul energiei eoliene ajunsese deja la o cincime fat de cel din anii 80, iar previziunile sunt de continuare a scderii acestora; -costurile de scoatere din functiune la captul perioadei normale de functionare sunt minime, instalatiile eoliene putnd fi integral reciclate.

Dezavantaje: -cel mai important dezavantaj este variatia vitezei vntului si din acest motiv nu orice locatie se preteaz la acest gen de aplicatie; -un alt dezavantaj semnalat este "poluarea vizual si sonor" (exista persoane care sustin c nu se ncadreaz vizual n mediul nconjurtor si fac zgomot n timpul functionrii) si faptul c afecteaz ecosistemele (necesit terenuri virane mari pentru instalare si pot omor psrile). Argumente mpotriva acestora sunt c turbinele moderne de vnt au o aparitie atractiv stilizat, c masinile omoar mai multe psri pe an dect turbinele si c alte surse de energie, precum generarea de electricitate folosind crbunele, sunt cu mult mai duntoare pentru mediu, deoarece creeaz poluare si duc la efectul de ser.Si oficialittile romne ncep s se preocupe de acest subiect, dovad si faptul c ncep s se pun la punct strategiile n domeniul promovrii surselor regenerabile de energie. Se estimeaz c pn n 2010, 32% din productia de energie electric trebuie s fie obtinut din surse regenerabile. Unele dintre primele zone vizate pentru instalarea de turbine eoliene sunt: zona Brasov-Ghimbav, zona Bran si masivul Postvarul. Romnia are "plantate" n total doar 37 de astfel de mijloace de producere a energiei verzi.ncadrarea n peisaj a turbinelor eolieneNotam n primul rnd ca ntr-un parc de turbine eoliene, mai ales daca este situat n teren plat, din considerente de valorificare maximala a energiei eoliene, distanta medie dintre doua turbine eoliene este de 6-10 diametre rotorice, ceea ce pentru turbine mari nseamna de la cteva sute de metri la peste un kilometru. Rezulta ca turbinele de mari dimensiuni vor fi plasate la fel de rar ca stalpii liniilor de nalta tensiune, care apar aproape oriunde n peisajul din jurul nostru, dar cu care ne-am obinuit i pe care nu le mai considerm cu un impact negativ asupra peisajului.Turatia rotoarelor turbinelor eoliene mari este foarte lenta - n jur de 10 rotatii/minut, deci nu provoaca i nici nu induce nici un fel de senzaite negativa.Vizual turbinele eoliene au design elaborat, atragator i sunt vopsite n alb (cel mai frecvent). Cel putin la nceputul promovarii parcurilor eoliene industriale n Romnia, apreciem ca acestea vor constitui o atractie turistica semnificativa, iar vizitarea parcului cu urcarea in nacela unei turbine eoliene poate deveni un punct important de atractie.Ocuparea terenului este minima n arealul amenajat (circa 0,3% din total) - ca i n cazul liniilor electrice putndu-se utiliza n continuare terenul pentru agricultura sau paunat.

Turbine eoliene ca sursa de zgomot i vibraii 30 30interiorul unei case = 50 d

Eon.iri.j

Inlenofut unui do/mrior 30 B20T

40

Lunii ains til lat 60-1/ 80 '\100(L.\LimrraLimitadCdenscpericol 30 30

Ca orice echipament industrial i turbinele eoliene produc n funcionare zgomote, datorita sistemelor mecanice n funcionare, a despicarii aerului de palele n rotire sau a trecerii palelor prin dreptul stlpului de susinere, cand se produce o comprimare a aerului.Pentru a nu avea un impact negativ n special n zonele dens populate, sursele de zgomot sunt foarte riguros controlate de fabricanii de turbine i se iau masuri tehnologice speciale pentru fiecare sursa. Aa se face ca n urma unor masurtori n natura, fabricantii de turbine eoliene dau garantii ferme asupra limitei superioare a zgomotelor produse de turbina respectiva.Putem afirma nsa ca turbinele eoliene moderne nu sunt zgomotoase, majoritatea fabricanilor garantnd ca la nivelul rotorului turbinei eoliene zgomotul (presiunea sunetului) nu depete 100 dB (A), echivalent cu un zgomotul din orice industrie prelucratoare.n cazul n care vntul bate n direcia unui receptor, nivelul presiunii sunetului la o distanta de 40 m fata de unele turbine eoliene tipice este de 50-60 dB(A), ceea ce echivaleaza cu nivelul unei conversaii umane obinuite. La 150 m zgomotul scade la 45,5 dB(A), echivalent cu zgomotul normal dintr-o locuinta, iar la distana de peste 300 m zgomotul functionarii unor turbine eoliene se confunda cu zgomotul produs de vntul respectiv. Daca vntul bate din directie contrara, nivelul zgomotului receptionat scade cu circa 10 dB(A).Conform specificului fiecarui amplasament n parte, pentru ca nivelul de zgomot sa fie cel acceptat, trebuie avut n vedere pastrarea unei distane suficiente fata de aezarile umane, diverse anexe gospodreti, institutii publice, monumente istorice i de arhitectura, parcuri, spitale i alte aezaminte de interes public.n ce privete vibratiile, acestea sunt nesemnificative pentru mediu.

Impactul asupra pasrilor zburtoarePrincipalul impact pus n discuie pentru protejarea mediului este cel legat de impactul pasarilor zburtoare cu rotoarele turbinelor eoliene n micare, precum i perturbarea habitatului (la sol), daca n areal se afla colonii semnificative de pasari.Aceasta problema a suscitat nca de acum mai bine de un deceniu - intense dispute n tarile vest europene promotoare ale tehnologiei. Din acest motiv, n multe tari au fost demarate multiple studii de impact cu pasarile.Astazi n tarile vest-europene ecologitii i promotorii centralelor eoliene au ajuns la un consens: impactul dintre turbinele eoliene i pasari este mai mic dect se afirmase la nceput i n orice caz mai redus dect impactul altor activitati umane ca vntoarea, transportul rutier i aerian, sau chiar existenta structurilor statice ca stlpii i liniile electrice ori a cladirilor nalte, de care pasarile se ciocnesc deoarece le vad greu.

Aceasta concluzie a permis dezvoltarea exploziva a energiei eoliene n toate tarile UE.Un studiu olandez estimeaza ca anual sunt omorte 1500 pasari prin vntoare, 1000 de liniile electrice, 2000 de traficul rutier i numai 20 pasari/1000 MW de turbinele eoliene. 32 32Bibliografie:

http://em.ucv.ro www.wikipedia.com www.energy-consultancy.com www.eoliene.net"Strategii de valorificare a surselor regenerabile de energie." -raport 2003World Wind Energy Association -raport 2008www.vestas.comwww.nordex.com