Jak funguje větrná turbína?

Základem větrné elektrárny je větrná turbína, která je umístěna na vysoké věži.

Tato turbína obsahuje několik klíčových částí.

První z nich je rotor, který je složen z několika listů, často tvaru lopatky.

Když vítr fouká, jeho energie pohání rotor a způsobuje, že se listy otáčejí.

Vítr roztáčí lopatky turbíny, které jsou připojené k rotoru.

Vítr prochází přes lopatky turbíny a vytváří vztlak, což způsobuje otáčení lopatek a roztočení rotoru.

Na vrcholu věže je umístěn rotor s lopatkami, které vítr roztáčí.

Působením aerodynamických sil na listy rotoru převádí větrná turbína umístěná na stožáru energii větru na rotační energii mechanickou.

Podél rotorových listů vznikají aerodynamické síly; listy proto musejí mít speciálně tvarovaný profil, velmi podobný profilu křídel letadla.

Větrná elektrárna funguje na principu přeměny kinetické energie větru na elektrickou energii.

Další důležitou částí je generátor, který se nachází uvnitř větrné turbíny.

Jak rotor rotuje, generátor přeměňuje mechanickou energii získanou z větru na elektrickou energii.

Rotor převádí mechanickou energii na hřídel, která otáčí generátorem.

Generátor pak vyrábí elektřinu.

Ta je poté prostřednictvím generátoru zdrojem elektrické energie.

Principem generátoru je elektromagnetická indukce, která využívá pohybu vodiče v magnetickém poli.

Otáčení vysokorychlostní lopatky v generátoru indukuje napětí ve vodiči a generuje elektřinu.

Rotor je spojen s hřídelí, která převádí mechanickou energii na generátor, jenž vyrábí elektřinu.

Tím se vytváří střídavý proud, který je následně transformován na potřebnou úroveň napětí.

Po generátoru je ještě převodník a transformátor, které upravují napětí předtím, než elektřina putuje do sítě a ke spotřebitelům.

Dále je zde převodník a transformátor, které upravují napětí před přenosem do sítě.

Elektrická energie vyrobená generátorem se poté přenáší kabelem z větrné turbíny do transformátoru, který zvyšuje napětí.

Vysokonapěťový proud je přenášen přes elektrickou síť, aby bylo možné distribuovat energii do domácností a průmyslových zařízení.

Stejnosměrný proud (DC) putuje do invertoru, kde je přeměněn na střídavý proud (AC).

AC je pak přiváděno přímo do domácí elektrické sítě k napájení světel a spotřebičů, nebo do bateriové banky pro uložení, nebo do připojení k elektrické síti.

Moderní větrné turbíny mají systém pro natáčení lopatek podle směru větru a regulaci otáček, což maximalizuje efektivitu výroby elektřiny i při proměnlivých podmínkách.

Součástí systému je také řídicí jednotka pro optimalizaci výkonu.

Se vzrůstající rychlostí vzdušného proudu rostou vztlakové síly s druhou mocninou rychlosti větru a s třetí mocninou energie vyprodukované generátorem.