Tuulegeneraatori tööpõhimõte (0)

Tuuleenergia
Kuidas toota tuulenergiat?
Alljärgnev diagramm näitab lihtsustatud versiooni selle kohta, kuidas tuuleturbiin muundab tuule kineetilise energia elektrienergiaks. Juhul kui te diagrammi ei näe, tuleb selle vaatamiseks installida flash.

1. Tuul puhub labadele ja labad hakkavad pöörlema.

2. Labad panevad pöörlema masinaruumis ( turbiini otsas olev karp) asuva rootori.

3.  Rootor on ühendatud käigukastiga, mis omakorda tõstab pöördekiirust.

4. Generaator muundab magnetväljade abil pöörlemisenergia elektrienergiaks. Sama meetodit kasutatakse ka harilikes jõujaamades.

5. Saadud energia suunatakse transformaatorisse, mis muundab generaatorist pärineva elektri (umbes 700 volti ) jagajale sobivaks (harilikult 33,000 volti).

6. Riikliku elektrivõrgu abil transporditakse elekter üle kogu riigi.


Masinaruumi kohale on paigutatud mõõteriistad tuulekiiruse ja suuna määramiseks. Kui tuul vahetab suunda, keeravad mootorid masinaruumi ja tiivikud esiosaga tuule poole. Selleks, et turbiin ei saaks tormi korral viga, on masinaruumis pidurid, mis lülitavad turbiini tormi ajal välja. Kuna arvutid salvestavad kogu info ja saadavad selle kontrollkeskusse, ei pea mehhaanikud turbiini pidevalt jälgima. Piisab perioodilisest kontrollist, millega tegelevad tavaliselt väljaõppe saanud kohalikud firmad.

Tegelikult on süsteem märksa keerulisem, turbiine, volte, eri tüüpi generaatoreid ja turvasüsteeme on märksa rohkem, aga lühikokkuvõtteks sobib see kirjeldus küll. 


Kuidas tuuleturbiinid töötavad
Peaaegu kõik riiklikku elektrivõrku ühendatud tuuleturbiinid koosnevad tiivikutest, mis pöörlevad horisontaalse rootori ümber. Rootor on ühendatud käigukasti ja generaatoriga, mis asuvad masinaruumis. Masinaruumis asuvad elektroonilised komponendid ning masinaruum ise asub torni tipus . Tegemist on nn “horisontaalteljega” masinaga.
Rootori diameeter võib olla kuni 90 meetrit, väiksemad masinad (umbes 30 meetrit) on levinud arengumaades. Tuuleturbiinid võivad olla kolme-, kahe-, või ühelabalised. Levinuimad on kolmelabalised.
Labad on toodetud klaaskiuga tugevdatud polüestrist või puitepoksüüdist.
Labad pöörlevad ühtlasel kiirusel 10-30 p/min, kuigi viimasel ajal on kasvanud ka vahelduva kiirusega töötavate masinate hulk.
Turbiinidel on olemas automaatne võimsuse kontroll, mis peatab masinad väga tugeva tuule korral kahjustuste ärahoidmiseks.
Kuigi otseajamiga masinate hulk kasvab, on enamusel siiski käigukastid.
Lengerduse mehhanism pöörab masina tuule poole. Sensorid jälgivad tuule suunda ning torni ülemist osa keeratakse vastavalt tuulesuunale.
Tornid on harilikult silindrikujulised, terasest ja helehalli värvi. Mõnel pool kasutatakse raamkonstruktsiooniga torne. Torni kõrgus on 25-80 meetrit.
Kaubanduslikke turbiinide elektritootlikus on paarisajast kilovatist rohkem kuni 2,5 megavatini. Otsustav parameeter on rootori labapikkus " mida pikemad labad, seda suurem tegevusala ja toodetava energia kogus. Paigaldatavate masinate keskmine jõudlus on hetkel 1,3-1,85 MW. Müügil on ka suuremaid masinaid, mis on üsna populaarsed , kuna need toodavad elektrit väiksemate kuludega .
Turbiinitüüpe on palju, nende seas leidub nii innovatiivseid kui kõrgtehnoloogilisi. Levinuim tuuleturbiini tüüp on kolmelabaline, vastutuult, kiirusekontrolliga ja ühtlase tempoga töötav masin. Sageduselt teisel kohal olev turbiin on sarnase disainiga, ent kaldekontrolliga. Järgnevad kolmelabalised käigukastita ja vahelduva kiirusega masinad. Kahelabalise, vertikaalse teljega jm haruldasemate lisanditega turbiinid on vähem levinud.
Enamik turbiine on torni suhtes vastutuult esiosa on tuule suunas, masinaruum ja torn tagapool. Samas on olemas ka pärituult variante, mis tähendab, et tuul puhub läbi torni ja alles siis labadele.