Wie funktionieren Windkraftanlagen?

Die Leistung, die eine Windkraftanlage erzeugt, steigt mit zunehmender BlattlÀnge drastisch an.

Seit die Landwirte im ganzen Land im 19. Jahrhundert WindrÀder zum Pumpen von Wasser einsetzten, haben die Amerikaner die Vorteile der Windkraft verstanden. Die Energiekrisen der 1970er Jahre unterstrichen die Bedeutung der Windenergie als billige, saubere und erneuerbare Energiequelle, und das Energiepolitikgesetz von 1992 unternahm Schritte, um seine Entwicklung voranzutreiben. Windturbinen sind nicht schwer zu verstehen, und sie werden immer effizienter, leistungsfÀhiger und allgegenwÀrtig.

Stromerzeugung durch Induktion

Das Prinzip der Stromerzeugung in einer Windturbine ist grundsĂ€tzlich dasselbe wie dasjenige hinter Wasserkraft, fossiler Energie und sogar Atomenergie. Das Herz der Turbine ist eine magnetische Induktionsspule, die Wechselstrom erzeugt, wenn sich ein magnetisierter Rotor um oder in einem stationĂ€ren Stator dreht. Bei einer Windkraftanlage liefert der Wind die Energie, um den Rotor zu drehen. Die ElektrizitĂ€t, die der Generator erzeugt, bewegt sich entlang von Übertragungsleitungen, um entweder direkt von dem EigentĂŒmer der Turbine verwendet zu werden oder um in ein Netz zur Verteilung an Versorgungsunternehmen einzutreten.

Komponenten einer Turbine

Der Hauptteil einer Windkraftanlage ist der Gondel, in dem die Generator sowie eine Reihe von Getriebe fahren. Das Klingen sind an die angeschlossen Welleund die Gondel sitzt auf einem Turm Das ist so groß wie möglich, damit die BlĂ€tter die maximale Menge an Wind aufnehmen können. Die Gondel beherbergt auch ein Regler das empfĂ€ngt Daten von einem Windmesser, die Windgeschwindigkeit misst, und a Schaufel, die Windrichtung misst. Die Steuerung kann die Turbine starten und stoppen sowie Anpassungen vornehmen, um die Windgeschwindigkeit zu kompensieren. Die Gondel beherbergt auch eine mechanische Bremse das sperrt die Klingen und a Pitch fahren Dadurch wird der Blattwinkel angepasst, um den Auftrieb bei starkem Wind zu minimieren.

Die Funktion der ZahnrÀder

Wenn der Wind weht, richtet der Controller die Gondel so aus, dass sie ihm gegenĂŒber steht, und die speziell geformten BlĂ€tter beginnen sich langsam zu drehen. Es ist schwer zu glauben, wĂ€hrend man vom Boden aus beobachtet, dass solch eine langsame Rotation - etwa 20 U / Min. Bei industriellen Einheiten - ElektrizitĂ€t erzeugen kann, aber die ZahnrĂ€der in der Gondel die Drehzahl der Generatorrotorwelle auf 1.200 bis 1.800 U / min erhöhen, die ausreicht, um ElektrizitĂ€t zu erzeugen. Es ist nicht wichtig, dass sich die RotorblĂ€tter schnell drehen - sie stellen sogar eine Gefahr fĂŒr Vögel und Menschen auf dem Boden dar, wenn sie zu schnell rotieren. Die BlĂ€tter sind fein ausbalanciert, um auch bei leichtem Wind Kraft zu erzeugen, und der Pitch-Antrieb und der Controller verlangsamen sie, wenn der Wind stark ist.

Entwickelnde Designs

Kleinere Windkraftanlagen in WohngebĂ€uden enthalten oft vertikale Schaufelsysteme - diese wandeln Windenergie nach dem gleichen Prinzip in ElektrizitĂ€t um wie Turbinen mit horizontaler Achse, und sie können klein genug sein, um auf dem Dach eines Hauses montiert zu werden. Die Verfeinerung des Blattdesigns, um den Wind besser zu fangen, ist eine wichtige fortlaufende Entwicklung sowohl fĂŒr Industrie- als auch fĂŒr Wohnturbinen mit horizontaler Achse. DarĂŒber hinaus produzieren die Hersteller lĂ€ngere RotorblĂ€tter und höhere TĂŒrme, so dass die Windkraftanlagen in höheren Lagen schneller vom Wind profitieren können. Die meisten Turbinen sind jetzt mit VibrationsdĂ€mpfern ausgestattet, um LĂ€rm und aktive Pitchsteuerungen zu reduzieren, damit Turbinen auch bei starkem Wind sicher rotieren und Strom erzeugen können.

Teilen Sie Mit Ihren Freunden