proiect somesan razvan.doc

7/23/2019 proiect somesan razvan.doc

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-somesan-razvandoc 1/15

CUPRINSClasificarea turbinelor eoliene: 1-2

Tipuri de rotor: 2

Turbina on shore si offshore: 3

Partile componenete ale eolienei:-1!

Turbine Ta"lae#: 11

$undamentul ener"iei eoliene moderne:11-12

Mărimea turbinelor eoliene : 13

Si"uranta ener"iei eoliene: 1

%#anta&e 'de(a#anta&e: 1)

Clasificarea turbinelor eoliene :

se realizează în funcţie de o serie de caracteristici funcţionali – constructivi prezentaţi, în principal,în continuare:În funcţie de poziţia axei de rotaţie a rotorului, turbinele eoliene sunt cu ax orizontal saucu ax vertical . Acţiunea vântului asupra rotorului turbinelor eoliene cu ax orizontal poate fi din faţă sau din spate.Turbinele cu ax vertical pot fi de tip Darrieus fi!.", a, b#, $avonius fi!.", c# sauco%binate.

&



Turbinele cu ax orizontal au rotor cu & pală, ' pale, " pale sau %ai %ulte pale fi!.(# )*+. eun sin!ur stâlp se poate %onta un rotor sau %ai %ulţi – în acest caz rotorii se pot roti înacela-i sens -i sunt %ontaţi pe arbori în poziţii diferite fi!.*, a# sau în sens contrar, fiind%ontaţi pe arbori coaxiali fi!.*, b# )*+

Tipuri de rotor:

Turbinele eoliene pot fi montate pe uscat *on-shore+ sau ,n ap *off-

'



shore+

Turbina cu rotor multiplu:

/0$123 $4 550$123:

În funcţie de puterea no%inală !enerată, turbinele eoline sunt de putere %ică putereano%inală este %ai %ică de &6 78#, de putere %edie puterea no%inală este între &6 78 -i&66 78# sau de putere %are puterea no%inală este %ai %are de &66 78#.Turbinele eoliene de putere %ică sunt utilizate cu precădere în aplicaţii do%estice pentru ofa%ilie#9 turbinele de putere %edie se utilizează pentru o co%unitate %ică, de câteva fa%iliisau pentru aplicaţii industriale fir%e %ici 0 %edii# sau econo%ice cabane, pensiuni#9turbinele eoliene de putere %are se utilizează în cazul co%unităţilor %ari, cu i%ple%enetare pe sol on-shore# sau în ocean off-shore#.3le%entele co%ponente ale unei turbine eoliene sunt prezentate în fi!ura . /acela 6 , %ontată pe stâlpul 11, conţine principalele ele%ente co%ponente ale turbinei. alele 1 sunt %ontate pe

"



butucul 2. A%plificatorul de turaţie 3 are rolul de a %ări turaţia necesară la !eneratorulelectric 9. În cazul unor viteze %ari ale vântului, care pot pune în pericol buna funcţionare aturbinei eoliene, cuplaul cu a%breiaul electro%a!netic 4, care pri%e-te co%andă de lasiste%ul de control 7 , poate întrerupe rotaţia palelor. În cazul supraîncălzirii, ventilatorul 8reduce te%peratura siste%ului. Ane%o%etrul 5 %ăsoară viteza -i deter%ină diercţia vântului9siste%ul de pivotare 10 orientează turbina cu rotorul perpendicular pe direcţia de acţiune avântului.3ner!ia produsă într0o perioadă de ti%p de către turbina eoliană depinde caracteristicileconstructive ale acesteia -i de potenţialul eolian al zonei viteza vântului# în care turbina esteinstalată.;n calcul aproxi%ativ poate indica ener!ia lunară produsă de o turbină.

P.R/I0 CPNNT %0 TUR4INI 0IN<âteva dintre părţile principale ale turbinelor eoliene sunt prezentate în fi!ura =.&, dar în

principiu, cele %ai i%portante părţi co%ponente ale turbinelor eoliene, sunt:0 butucul rotorului90 paletele90 nacela90 pilonul90 arborele principal de turaţie redusă#90 %ultiplicatorul de turaţie cu roţi dinţate90 dispozitivul de frânare90 arborele de turaţie ridicată90 !eneratorul electric90 siste%ul de răcire al !eneratorului electric90 siste%ul de pivotare90 !irueta90 ane%o%etrul9

0 siste%ul de control controller#.

>utucul rotorului are rolul de a per%ite %ontarea paletelor turbinei -i este %ontat pearborele principal al turbinei eoliene. În fi!urile =.? -i =.@ sunt prezentate două i%a!ini ale unor butuci deturbine eoliene.

(



>utuc de turbine eoliana

Paletele reprezintă unele dintre cele %ai i%portante co%ponente ale turbinelor eoliene -iî%preună cu butucul alcătuiesc rotorul turbinei. <el %ai adesea, paletele sunt realizate cu acelea-i

tenolo!ii utilizate -i în industria aeronautică, din %ateriale co%pozite, care să asi!ure si%ultanrezistenţă %ecanică, flexibilitate, elasticitate -i !reutate redusă. ;neori se utilizează la construcţia paletelor -i %ateriale %etalice sau ciar le%nul. În fi!urile =.B -i =.&6 sunt prezentate două paletede turbine eoliene de %ari di%ensiuni.

*



Nacela are rolul de a protea co%ponentele turbinei eoliene, care se %ontează în interiorulacesteia -i anu%e: arborele principal, %ultiplicatorul de turaţie, dispozitivul de frânare, arborele

deturaţie ridicată, !eneratorul electric, siste%ul de răcire al !eneratorului electric -i siste%ul de pivotare.

.

Contaul nacelei unei turbine eoliene de %ari di%ensiuni

=



Pilonul are rolul de a susţine turbina eoliană -i de a per%ite accesul în vederea exlploatării -iexecutării operaţiilor de întreţinere, respectiv reparaţii. În interiorul pilonilor sunt %ontate atâtreţeauade distribuţie a ener!iei electrice produse de turbina eoliană, cât -i scările de acces spre nacelă. Înfi!ura =.&" este prezentată fundaţia unui pilon, , este prezentat un tronson de pilon pentru susţinerea unei turbine eoliene.

5undatia unui pilon.

Arborele principal al turbinelor eoliene are turaţie redusă -i trans%ite %i-carea de rotaţie, dela butucul turbinei la %ultiplicatorul de turaţie cu roţi dinţate. În funcţie de tipul turbinei eoliene,turaţia arborelui principal poate să varieze între '6(66 rotE%in. În fi!ura =.&* este prezentat unase%enea arbore.

Multiplicatorul de turaţie cu roţi dinţate are rolul de a %ări turaţia de la valoarea redusă aarborelui principal, la valoarea ridicată de care are nevoie !eneratorul de curent electric. În fi!ura=.&*, pe arborele principal, este %ontat -i %ultiplicatorul de turaţie. În fi!ura =.&= este prezentat principiulde funcţionare al acestei co%ponente, este prezentat un %ultiplicator de turaţieeolian.

?



Cultiplicator de turatie eolian.

Dispozitivul de frânare este un dispozitiv de si!uranţă -i se %ontează pe arborele de turaţieridicată, între %ultiplicatorul de turaţie -i !eneratorul electric. Fiteza de rotaţie a turbinei este%enţinută constantă prin re!larea un!iului de înclinare a paletelor în funcţie de viteza vântului -inu prin frânarea arborelui secundar al turbinei. Dispozitivul de frânare cel %ai adesea idraulic, iar uneori %ecanic# este utilizat nu%ai în cazul în care %ecanis%ul de re!lare a un!iului de

înclinare a paletelor nu funcţionează corect, sau pentru frânarea co%pletă a turbinei în cazul în care seefectueazăoperaţii de întreţinere sau reparaţii. este prezentat principiul de funcţionare al%ecanis%ului de frânare, este prezentat un ase%enea %ecanis%.

G

Arborele de turaţie ridicată denu%it -i arbore secundar sau cupla, are rolul de a trans%ite%i-carea de la %ultiplicatorul de turaţie la !eneratorul electric. Turaţia acestui arbore, ca -i cea a!eneratorului electric, are valori între &'66&@66 rotE%in. În fi!ura =.'6 este prezentat un arboredeturaţie ridicată, %ontat pe %ultiplicatorul de turaţie.

@



Generatorul electric are rolul de a converti ener!ia %ecanică a arborelui de turaţie ridicată alturbinei eoliene, în ener!ie electrică. $pirele rotorului se rotesc în câ%pul %a!netic !enerat destator -iastfel, în spire se induce curent electric. 3xistă atât !eneratoare electrice care furnizează curentcontinuu de re!ulă pentru aplicaţii casnice -i turbine de di%ensiuni reduse#, cât -i !eneratoareelectrice du curent alternativ într0o !a%ă extre% de variată de puteri.

Henerator electric eolian.

Sistemul de răcire al !eneratorului electric preia excesul de căldură produs în ti%pulfuncţionării acestuia. se observă că răcirea este asi!urată de un ventilator centrifu!al, iar !eneratoarele de putere %ai redusă au răcirea asi!urată de ventilatoare axiale. ;neori siste%ul derăcire al !eneratoarelor electrice este proiectat să funcţioneze cu apă de răcire, caz în care existăuncircuit supli%entar pentru răcirea apei.

B



Sistemul de pivotare al turbinei eoliene, are rolul de a per%ite orientarea turbinei după direcţiavântului. <o%ponentele principale ale acestui siste% sunt %otorul de pivotare -i ele%entul detrans%isie a %i-cării. A%bele co%ponente au prevăzute ele%ente de an!renare cu roţi dinţate.Acest%ecanis% este antrenat în %i-care cu autorul unui siste% auto%atizat, la orice sci%bare adirecţieivântului, sesizată de !iruetă.

3le%entul de trans%isie al siste%ului de pivotare.

&6



Girueta este %ontată pe nacelă -i are rolul de a se orienta în per%anenţă după direcţiavântului. Ia sci%barea direcţiei vântului, !irueta co%andă auto%at intrarea în funcţiune asiste%uluide pivotare al turbinei. În cazul turbinelor de di%ensiuni reduse, nacela este rotită auto%at dupădirecţia vintului cu autorul !iruetei, fără a fi necesară prezenţa unui siste% supli%entar de pivotare.

Anemometrul este un dispozitiv pentru %ăsurarea vitezei vântului. Acest aparat este %ontat pe nacelă -i co%andă pornirea turbinei eoliene când viteza vântului depă-e-te "(%Es, respectivoprirea turbinei eoliene când viteza vântului depă-e-te '*%Es. În fi!ura =.'* este prezentat unane%o%etru cu cupe.

ontroler-ul este calculatorul principal al unei turbine eoliene, care cel puţin în cazulturbinelor de puteri %ari, este inte!rat într0o reţea de calculatoare, care controlează bunafuncţionare a

&&



tuturor co%ponentelor. De re!ulă controler0ul este a%plasat în nacelă, iar alte calculatoare pot fia%plasate inclusiv la baza pilonilor.

Turbinele eoliene

Dorin a de electrificare a gospodăriilor de-a lungul Great Plains din anii 30 a impulsionatț

dezvoltarea de turbine eoliene battery-charging. A a-numitele indchargers au premersș

turbinelor eoliene cu ! sau trei palete actuale" folosite pentru furnizarea de electricitate pentru

re edin ele #ndepărtate i pentru a asigura electricitate satelor din ările #n curs de dezvoltare.ș ț ș ț $%&

'riza petrolului din anii %()0 a fost un stimulent pentru preocupările de valorificare a energie

eoliene ca o sursă verde" alternativă de electricitate. *urbinele de v+nt uzuale moderne

generează #ntre !,0-300 putere" aproape de %0 ori mai mult ca turbinele tradi ionaleț

europene de aceea i mărime.ș $%&

&'

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_eolian%C4%83#cite_note-Encarta_2006-1






Turbine Maglev

*urbinele /aglev folosesc o tehnologie inventată de savantul icholas *esla i perfec ionată deș ț

cercetătorii americani" presupun+nd utilizarea magne ilor ț permanen i pentru rotirea pale ilor moriiț ț

de v+nt. Americanii au precizat că" #n principiu" este vorba de un sistem similar func ionăriiț

celebrelor trenuri /aglev care merg pe pernă magnetică .12ste o tehnologie unică #n lume care

are foarte multe avantae i aproape niciun dezavanta. 2ficien a este de (,4" centrala produceș ț

de la o viteză a v+ntului de %", m5s p+nă la viteze foarte mari de 60 m5s" iar noi garantăm o

cantitate constantă de energie produsă lunar. Plus o garan ie de !, de ani pe instala ie #n careț ț

vom repara orice problemă ar putea să apară7" a declarat /ilorad 8av9ovi9" reprezentantul

pentru :alcani al companiei americane 8trong 8ales. ;n / instalat al turbinelor /aglev va

costa apro<imativ la fel ca un / al unei eoliene clasice = %") milioane de euro. ;n prototip de ,

/ func ionează #n statulț e >or9. /ai e<istă #nsă i o centrală de %00 de / făcutăș

pentru Pentagon" dar Armata Americană păstrează secretul asupra rezultatelor ei. Potrivit

estimărilor făcute de Autoritatea pentru 2nergie din 8;A" #n următorii %0 ani o cincime din energia

Americii va fi produsă #n centrale /aglev. Principiul după care se ghidează centrala este levita iaț

magnetică care face ca pale ii agregatului eolian să plutească #n aer" fărăț rulmen iț . *urbinele

func ionează datorită flu<ului magnetic permanent. Ace ti magne i permanen i sunt compu i dintr-ț ș ț ț ș

un metal rar denumit ?neodimium?" care nu- i pierde energia prin frecare" fiind utilizat pentrușrezonan a magnetică i de către A8A #n anumite zboruri spa iale #n spa iu.ț ș ț ț $@&$)&

Fundamentul energiei eoliene moderne[

+nturile se formează deorece soarele nu #ncălze teș Păm+ntul uniform" fapt care creează mi căriș

de aer. 2nergia cinetică din v+nt poate fi folosită pentru a roti ni teș turbine" care sunt capabile de

a genera electricitate.$B&

Mărimea turbinelor eoliene *urbinele eoliene pot fi #mpăr ite arbitrar #n trei claseC mici" medii i mari. *urbinele eoliene miciț ș

sunt capabile de generarea a ,0-@0 putere i folosesc rotoare cu diametru #ntre %=%, m. 8eș

folosesc #n principal #n zone #ndepărtate" unde e<istă un necesar de energie electrică dar sursele

tradi ionale de electricitate sunt scumpe sau nesigure.;nele mici turbine sunt a a compacte #nc+tț ș

pot fi cărate #n loca ii #ndepărtate pe spateleț calului.

'ele mai multe dispozitive eoliene sunt turbinele de dimensiune medie. Acestea folosesc rotoare

care au diametre #ntre %,=@0 m i au o capacitate #ntre ,0-%,00 . 'ele mai multe turbineș

comerciale generează o capacitate #ntre ,00-%,00..$%&

*urbinele eoliene mari au rotoare care măsoară diametre #ntre @0=%00 m i sunt capabile de aș

genera !-3 / putere. 8-a dovedit #n practică că aceste turbine mastodont sunt mai pu inț

economice i mai pu in sigure #n raport cu cele de dimensiune medieș ț $%& *urbinele eoliene mari

produc p+nă la %"B / i pot avea o paletă de peste 60 m" ele fiind plasate pe turnuri de B0 m.ș $!&

&"

http://ro.wikipedia.org/wiki/Nikola_Tesla


http://ro.wikipedia.org/wiki/Magnet



http://ro.wikipedia.org/wiki/New_York

http://ro.wikipedia.org/wiki/Pentagon

http://ro.wikipedia.org/wiki/Levita%C8%9Bie



http://ro.wikipedia.org/wiki/Rulment


http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_eolian%C4%83#cite_note-6


http://ro.wikipedia.org/wiki/Soarele

http://ro.wikipedia.org/wiki/P%C4%83m%C3%A2nt


http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_cinetic%C4%83



http://ro.wikipedia.org/wiki/Turbin%C4%83

http://ro.wikipedia.org/wiki/Electricitate

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_eolian%C4%83#cite_note-eol-8


http://ro.wikipedia.org/wiki/Cal




http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_eolian%C4%83#cite_note-Britanica-2



http://ro.wikipedia.org/wiki/New_York

http://ro.wikipedia.org/wiki/Pentagon






http://ro.wikipedia.org/wiki/Soarele




http://ro.wikipedia.org/wiki/Electricitate


http://ro.wikipedia.org/wiki/Cal



http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_eolian%C4%83#cite_note-Britanica-2



;nele turbine pot produce , /" de i aceasta necesită o viteză a v+ntului de apro<imativș

,", m5s" sau !0 de 9ilometri pe oră. Pu ine zone pe păm+nt au aceste viteze ale v+ntului" darț

v+nturi mai puternice se pot găsi la altitudini mai mari i #n zone oceanice.ș $B&

Siguran a energiei eolieneț

2nergia eoliană este o energie curată i regenerabilă dar este intermitentă" av+nd varia ii #nș ț

timpul zilei i al anotimpului" i chiar de la un an la altul. *urbinele eoliene operează cam camș ș

@04 din an #n regiunile cu v+nt. Prin compara ie" uzinele de cărbune operează la circa ),-B,4ț

din #ntreaga capacitate.$%&

/aoritatea turbinelor produc energie peste !, 4 din timp" acest procent cresc+nd iarna" c+nd

v+nturile sunt mai puternice.$(&

n cazurile #n care turbinele eoliene sunt conectate la mari re ele de electricitate" caracterulț

intermitent al energiei eoliene nu afectează consumatorii. Eilele fără v+nt sunt compensate prin

alte surse de energie cum ar fi uzinele de cărbune sau uzinele hidroelectrice care sunt conectate

la re ea.ț $%&

Famenii care locuiesc #n locuri #ndepărtate i care folosesc electricitatea de la turbinele eolieneș

utilizează adesea baterii sau generatoare de rezervă pentru asigurarea energiei #n timpul

perioadelor fără suficient v+nt.$%&

'ele mai multe turbine eoliene comerciale sunt offline pentru #ntre inere sau repara iiH mai pu inț ț ț

de 3 4 din timp" fiind" a adar" la fel de sigure ca i uzinele conven ionale de energieș ș ț

Turbinele eoliene au doua destinatii majore: includerea intr-o centrala eoliana sau

furnizarea de energie locuintelor izolate.

Ia eficienta unei turbine contribuie dimensiunea palelor si tipul convertorului din

miscare a<iala in electricitate.

Puterea generata de o turbina eoliana este direct proportionala cu densitatea aerului"

aria acoperita de o miscarea completa a paletelor rotorului si patratul vitezei vantului. antul care

trece prin palele elicei este incetinit si imprastiat. Jn aceste conditii eficienta ma<ima obtinuta de o

turbina eoliana este de ,(4" valoare peste care vantul se intoarce in palele turbinei.

&(





http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_eolian%C4%83#cite_note-Nature_Energy-9






http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_eolian%C4%83#cite_note-Nature_Energy-9





Principiul de functionare a unei turbine eoliene

8istemul se bazeaza pe un principiu simplu. antul pune in miscare palele care la randul

lor actioneaza generatorul electric. 8istemul mecanic are in componenta si un multiplicator de

viteza care actioneza direct a<ul central al generatorului electric.

'urentul electric obtinut este" fie transmis spre imagazinare in baterii si folosit apoi cu

autorul unui invertor D'-A' in cazul turbinelor de mica capacitate " fie livrat direct retelei de

curent alternativ A'H spre distribuitori.

Avantaje:

2nergia eoliană s-a dovedit dea a fi o solu ie foarte bună la problema energeticăț

globală. ;tilizarea resurselor regenerabile se adresează nu numai producerii de energie" dar prin

modul particular de generare reformulează i modelul de dezvoltare" prin descentralizareaș

surselor. 2nergia eoliană #n special este printre formele de energie regenerabilă care se pretează

aplica iilor la scară redusă.ț

Principalul avanta al energiei eoliene este emisia zero de substan e poluante iț ș gaze cu

effect de sera" datorită faptului că nu se ard combustibili.

Nu se produc de euri ș . Producerea de energie eoliană nu implică producerea nici unui fel

de de euri.ș

Principalele dezavantae suntC

resursa energetică relativ limitată" inconstan a datorată varia iei vitezei v+ntului iț ț ș

numărului redus de amplasamente posibile. Pu ine locuriț oferă posibilitatea producerii a

suficientă electricitate folosind energia v+ntului.

;n alt dezavanta este i ?poluarea vizuală? - adică faptul că au o apari ie neplăcutăș ț

iar altul ar fi faptul că produc ?poluare sonora? sunt prea gălăgioaseH.

*urbinele eoliene operează cam @04 din an #n regiunile cu v+nt. Prin compara ie" uzinele deț

cărbune operează la circa ),-B,4 din #ntreaga capacitate

&*

proiect somesan razvan.doc

Documents