»Vertikalna vetrna elektrarna z učinkovitejšim generatorjem

• Učinkovitejša raba vetrne energije z novim električnim generatorjem.
• Generator zaradi svoje zasnove ponuja hitrejšo in cenejšo postavitev vertikalne vetrne elektrarne.
• Inovacija prenosa mehanske energije do generatorja zagotavlja, da ne potrebujemo posebnih nosilnih konstrukcij.
  Nova tehnologija električnega generatorja omogoča učinkovitejše pridobivanje električne energije s pomočjo vetra. Vertikalna vetrna elektrarna je zasnovana na novem generatorju, ki proizvaja energijo pri nižji hitrosti vetra kot klasična. Prav tako je med samim delovanjem hitrost lopatic nižja od horizontalnih vetrnih elektrarn. S tem se zmanjša hrup, zato je vetrna elektrarna primerna tako za postavitev v urbanem okolju kot tudi v neokrnjeni naravi.

Vertikalna postavitev lopatic omogoča manjšo aktivno delovno površino, kar močno zmanjša vizualni vpliv na okolico zaradi svoje velikosti. Prednost vertikalne vetrne elektrarne v primerjavi s horizontalnimi je v razmerju hitrosti vrtenja lopatic. Zaradi svojstvene zasnove vertikalna vetrna elektrarna za svoje delovanje potrebuje, nižje obodne hitrosti lopatic. Lopatice, ki se vrtijo z nižjo obodno hitrostjo zmanjšajo hrupnost. Zato so vertikalne vetrne elektrarne prijazne do okolja.

Definicija razmerja hitrosti:

Pri čemer je r- polmer rotorja (m) ω - kotna hitrost rotorja (rad/s) in v- hitrost vetra (m/s).

Izhodno moč vetrne elektrarne definiramo po enačbi :

Pri čemer je Cp-koeficient moči, ρ- gostota zraka (1.2 kg/m3), A- površina rotorja z normalo v smeri vetra (m2) in v- hitrost vetra (m/s).

Idealna vetrna elektrarna bi pri maksimalnem koeficientu moči Cpmax = 0.59 (Betzov koeficient), obratovala z izkoristkom 88.8%. Današnje konstrukcije vetrnih elektrarn dosegajo koeficient moči okrog 0.4, kar je razvidno iz Grafa 1.

Graf 1: Koeficient moči v odvisnosti od razmerja hitrosti

Generator električne energije je robustne izvedbe in je direktno pritrjen na gred vetrnice. Posledica direktne pritrditve rotorja na gred vetrnice je zmanjšanje teže izdelka. Zaradi majhne teže ne potrebujemo posebnih nosilnih konstrukcij. Posledica preproste in lahke nosilne konstrukcije vertikalne vetrne elektrarne je manj porabljenega časa za inštalacijo in s tem znižanje stroškov. Na vrtečem delu je generator, izveden s trajnimi magneti iz redkih zemelj, na fiksnem delu je navitje za odvzem električne energije. Generator nima drsnih obročev za prenos energije preko ščetk, zato ne potrebuje vzdrževanja. Generator je narejen kot nizko obratni agregat. Pri visokih hitrostih vetra je za varnost poskrbljeno s kontroliranim ustavljanjem vetrne elektrarne. Z vzbujalnim enosmernim tokom počasi ustavimo generator nato pa ga fiksiramo z mehansko elektromagnetno zavoro.

Pri večjih horizontalnih vetrnih elektrarnah opravlja usmerjanje rotorja servomotor, kar dodatno povečuje ceno elektrarne. Če je sprememba smeri vetra hitra, nastopijo na gredi rotorja horizontalne vetrne elektrarne velike obremenitve. Vsemu temu se v celoti izognemo z uporabe vertikalne vetrne elektrarne. Vertikalna vetrna elektrarna je neodvisna od smeri vetra.

Vertikalna vetrna elektrarna ponuja možnost postavitve na različne mesta, kjer ni električnega priklopa ali pa če si želimo avtonomnosti. Zlasti so primerne poslovne stavbe in nebotičniki ali pa bolj odročni kraji, kot so vikend hiše, zidanice ali celo svetilniki. Na vetrovnih področjih ima vetrna elektrarna prednost pred solarno elektrarno, saj proizvaja električno energijo v polni moči tudi ko je vreme oblačno in ponoči.

Marjan Bitenc