Universitatea Dunrea de Jos GalaiFacultatea de Automatic, Calculatoare, Inginerie Electric i ElectronicSISTEME EOLIENE PERFORMANTE PENTRU PRODUCEREA ENERGIEI ELECTRICE REGENERABILEStudent: Cosmin MIHALACHIREZUMAT. n lucrare sunt analizate mai multe tipuri de sisteme eoliene pentru producerea energiei electrice. Utilizarea puterii vntului pentru producerea energiei electrice nseamn mai puin de 0,1% la scar mondial. n multe regiuni ale lumii turbinele de vnt pentru producerea energiei electrice urmeaz s fie produse n serie cu costuri din ce n ce mai reduse. Vntul va deveni cu timpul cea mai ieftin surs de energie. Potenialul de obinere a curentului electric folosind turbinele de vnt este de cinci ori mai mare dect al oricrui alt sistem de obinere a energiei verzi pe Terra. Multe proiecte de obinere a acestei energii vor fi localizate n zone cu puternici cureni de aer. Europa va putea s suplimenteze cu cca. 25% cererea de energie electric n viitorii ani folosind sistemele eoliene.ABSTRACT. In this work are to be analyzed several types wind systems for production of electricity. Although wind power ensures that less than 0.1 % of the electricity on a world scale, it has proved to be a real one. In many regions of the world the wind turbines will enter into mass production and their cost will decrease. The wind will become one of the cheapest sources of energy. The global Potential of wind turbine using in the future, is approximately five times greater than all other green energy system to produce electricity on the Earth. Most projects of the recovery will be located in areas with strong currents of air. Europe would be able to get about 25% of the market demand of electric power, using wind turbines.1. INTRODUCEREn ultimii ani se observ o cretere n intensitate a puterii vntului i o diversitate mare a direciilor din care acesta bate. Acest lucru se datoreaz n mare parte modificrilor climaterice globale. n arealului ntreprinderilor mici i mijlocii au aprut unele care au preocupri n cercetarea i dezvoltarea unor noi tipuri de sisteme eoliene pentru producerea energiei electrice.n urma cercetrilor i datorit dezvoltrilor din domeniile electronicii de putere i controlului siste-melor de acionare, au devenit din ce n ce mai frecvente eolienele cu vitez variabil, respectiv care permit reglarea vitezei turbine eoliene n funcie de viteza vntului.Privind producerea energiei electrice, sistemul prezint urmtorii pai: energie cinetic regenerabil (vnt) - sistemul mecanic de transmitere a micrii de rotaie (rotor) - energie electric produs de un dinam (generator) - acumulatori de stocare / reeaua de distribuie / alimentare sarcini izolate.Aero -generatorul utilizeaz energia cinetic a vntului pentru a antrena arborele rotorului su: 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.Sistemele eoliene de conversie au i pierderi. Astfel, se poate meniona un randament de cca 58% pentru turbina eolian, 95% al multiplicatorului. Trebuie luate n considerare, de asemenea, pierderile generatorului i ale eventualelor sisteme de conver-sie (convertoare statice).Dup orientarea axului exist mai multe tipuri de eoliene. Exista 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.TURBINE EOLIENE CU AXA ORIZONTAL (HAWT) [1] Rotorul acestor eoliene are trei pale cu un anumit profil aerodinamic, deoarece astfel se obine un bun compromis ntre coeficientul de putere, cost i vitezaSISTEME EOLIENE PERFORMANTE PENTRU PRODUCEREA ENERGIEI ELECTRICE REGENERABILEde 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 supuse unor solicitri mecanice importante i au un cost mai sczut.Exist dou categorii de eoliene cu ax orizontal, ca n figura 1: Amonte: vntul sufl pe faa palelor. Palele sunt rigide, iar rotorul este orientat, cu ajutorul unui dispozitiv, dup direcia vntului. Aval: vntul sufl pe spatele palelor. Palele sunt flexibile iar rotorul se auto -orienteaz. Fig. 1. Eolian aval i amonte [1].Dispunerea amonte a turbinei este cea mai utili-zat, deoarece este mai simpl i d cele mai bune rezultate la puteri mari: nu are suprafe e de direc io-nare, eforturile de manevrare sunt mai reduse i are o stabilitate mai bun. Paletele eolienelor cu ax orizontal trebuiesc totdeauna, orientate n funcie de direcia i fora vntului. Pentru aceasta, exist dis-pozitive de orientare a rotorului pe direcia vntului i de orientare a palelor, n funcie de intensitatea acestuia [1].n prezent, eolienele cu ax orizontal cu rotorul de tip elice, prezint cel mai ridicat interes pentru pro-ducerea de energie electric la scar industrial. Chiar dac eolienele de prim generaie erau deran-jante din punct de vedere sonor, se pare c n prezent, dezvoltrile tehnologice au permis reducerea conside-rabil a zgomotului produs de astfel de instalaii. Astfel, pe scara surselor de zgomot, eolienele se situeaz undeva ntre zgomotul produs de un vnt slab i zgomotul din interiorul unei locuine, res-pectiv la aproximativ 45 dB[3].Pentru diminuarea polurii sonore exist mai multe ci: multiplicatoarele sunt special concepute pentru eoliene; n plus, se ncearc favorizarea acionrilor directe, fr utilizarea multiplicatoarelor; profilul palelor face obiectul unor cercetri intense pentru reducerea polurii sonore determinat de scurgerea vntului n jurul palelor sau a emisiilor datorate nacelei sau pilonului. Arborii de transmisie sunt prevzui cu amortizoare pentru limitarea vibra-iilor; antifonarea nacelei permite, de asemenea, reduce-rea zgomotelor. Avantaje: permit ca unghiul s fie ajustat de la distan oferind un control mai mare, astfel nct turbina s colecteze valoarea maxim a energiei eoliene n fiecare moment al zilei; turnul nalt permite accesul la vnt puternic. n unele zone, viteza vntului poate crete cu 22% i puterea de ieire cu 36% pentru fiecare 10 metri de altitudine; eficient, deoarece ntotdeauna palele se muta perpendicular pe vnt. palele au posibilitatea de a se roti cu 90 de grade, optimiznd puterea extras din vnt. TURBINE CU AXA VERTICAL (VAWT)[2] Turbinele cu axa vertical au generatorul ampla-sat vertical. Avantajul acestei poziii l reprezint faptul c turbina nu este nevoie s fie direc ionat ctre vnt pentru a fi eficient. Acesta este un avan-taj n locuri unde direcia vntului este variabil. Avnd axa vertical, generator i cutie de viteze pot fi amplasate aproape de pmnt, aa c nu este necesar un turn de suport i turbinele sunt mult mai accesibile pentru ntreinere [4].Este dificil s montezi turbine cu ax vertical pe turnuri, ceea ce nsemna c sunt de obicei instalate mai aproape de baz ca de exemplu pmntul sau acoperiul. Viteza vntului este mai mic la altitu-dini mai mici aadar mai puin energie eolian este disponibil. Cnd o turbin este montat pe acoperi de obicei cldirea redirecioneaz vntul ctre aceast i poate dubla viteza vntului ctre turbin. Dac nlimea turbinei montat pe acoperi este de aproximativ 50% din nlimea cldirii acesta repre-zint aproape optimul pentru a atinge maximul de energie eolian i minimul de turbulene.Rotorul lui Savonius se bazeaz pe principiul traciunii difereniale. Eforturile exercitate de vnt asupra fiecreia din feele unui corp curbat au intensiti diferite ca n figura 2. Rezult un cuplu care determin rotirea ansamblului [3].Rotorul Iui 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 aa cum se vede n figura 3. Rezultanta acestor for e determin apariia unui cuplu motor care rotete dispozitivul.EDUCAIE, CERCETARE, PROGRES TEHNOLOGICFig. 2. Rotorul lui Savonius [3].