ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΜΠΟΥΡΟΥΔΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Αιολική ενέργεια Ανεμογεννήτριες Ιστορική αναδρομή Είδη ανεμογεννητριών Μέρη ανεμογεννήτριας Αρχή λειτουργίας Χρήση ανεμογεννητριών Τρόπος σύνδεσης στην ηλεκτρική εγκατάσταση Πλεονεκτήματα - Μειονεκτήματα χρήσης Υπολογισμός παραγόμενης ισχύος Υπολογισμός ενεργειακών αναγκών – (excel) Εννοιολογικός χάρτης – Τεστ γνώσεων (hot potatoes) Βιβλιογραφία – Πηγές

Αιολική ενέργεια Η αιολική ενέργεια είναι η ενέργεια του ανέμου που προέρχεται από τη μετακίνηση αερίων μαζών της ατμόσφαιρας. Γενικά αιολική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που παράγεται από την εκμετάλλευση του πνέοντος ανέμου (μηχανική ή ηλεκτρική). Περιλαμβάνεται στις "καθαρές" πηγές, όπως λέγονται οι πηγές ενέργειας που δεν εκπέμπουν ή προκαλούν ρύπους.

Ανεμογεννήτριες Οι ανεμογεννήτριες είναι μηχανές που μετατρέπουν την κινητική ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική ενέργεια. Η μετατροπή γίνεται σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, μέσω της πτερωτής, έχουμε την μετατροπή της κινητικής ενέργειας του ανέμου σε μηχανική ενέργεια με την μορφή περιστροφής του άξονα της πτερωτής και στο δεύτερο στάδιο, μέσω της γεννήτριας, την μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική.

Ιστορική αναδρομή Η αιολική ενέργεια χρησιμοποιήθηκε πρωταρχικά για την κίνηση των πλοίων. Οι Κινέζοι, οι Πέρσες, οι Έλληνες και οι Αιγύπτιοι τους χρησιμοποίησαν για το άλεσμα δημητριακών. Οι Πέρσες, χρησιμοποιούσαν ανεμόμυλους κάθετου άξονα. Οι ανεμόμυλοι χρησιμοποιούνταν και για άντληση νερού. Αυτή η εφαρμογή υπήρχε κυρίως στην Ολλανδία, για την άντληση νερού από τις πλημμυρισμένες περιοχές και την μεταφορά τους στη θάλασσα. Στην Ελλάδα οι ανεμόμυλοι άντλησης νερού χρησιμοποιούνταν κυρίως στην Ανατολική Κρήτη. Κατά το 17ο αιώνα η ανακάλυψη των ατμοστρόβιλων άρχισε να αντικαθιστά τους ανεμόμυλους. Το 1900, οι Δανοί παρήγαγαν ηλεκτρισμό από τον άνεμο. Το 1940 στο Βερμόντ (ΗΠΑ) κατασκευάστηκε μια δοκιμαστική ανεμογεννήτρια με δύο πτερύγια. Τη δεκαετία του 70' όταν ο άνθρωπος συνειδητοποίησε το ενεργειακό και περιβαλλοντικό πρόβλημα του πλανήτη μας και προσπάθησε να ξανασχεδιάσει την ανεμογεννήτρια.

Είδη ανεμογεννητριών Ανεμογεννήτριες Οριζοντίου άξονα, των οποίων ο δρομέας (ρότορας του μοτέρ) είναι τύπου έλικα και βρίσκεται σε θέση παράλληλη με την κατεύθυνση του ανέμου και του εδάφους. Ανεμογεννήτριες Κατακόρυφου άξονα, των οποίων ο δρομέας (ρότορας του μοτέρ) παραμένει σταθερός και είναι κάθετος προς την επιφάνεια του εδάφους.

Μέρη ανεμογεννήτριας Μια ανεμογεννήτρια οριζοντίου άξονα αποτελείται από: Το δρομέα, (φέρει δύο ή τρία πτερύγια από ενισχυμένο πολυεστέρα) . Προσδένονται πάνω σε μια πλήμνη είτε σταθερά , είτε μπορούν να περιστρέφονται γύρω από το διαμήκη άξονα τους μεταβάλλοντας το βήμα . Το σύστημα μετάδοσης της κίνησης, αποτελούμενο από τον κύριο άξονα, τα έδρανα του και το κιβώτιο πολλαπλασιασμού στροφών, που προσαρμόζει την ταχύτητα περιστροφής του δρομέα. Την ηλεκτρική γεννήτρια, σύγχρονη ή επαγωγική με 4 ή 6 πόλους που συνδέεται με την έξοδο του πολλαπλασιαστή μέσω ενός ελαστικού ή υδραυλικού συνδέσμου και μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική, βρίσκεται συνήθως πάνω στον πύργο της ανεμογεννήτριας . Υπάρχει και το σύστημα πέδης το οποίο είναι ένα δισκόφρενο που τοποθετείται στον κύριο άξονα. Το σύστημα προσανατολισμού, διατηρεί τον άξονα περιστροφής του δρομέα να βρίσκεται παράλληλα με τη διεύθυνση του ανέμου. Τον πύργο, ο οποίος στηρίζει όλη την παραπάνω ηλεκτρομηχανολογική εγκατάσταση . Ο πύργος είναι συνήθως σωληνωτός ή δικτυωτός και σπανίως από οπλισμένο σκυρόδεμα. Τον ηλεκτρονικό πίνακα και τον πίνακα ελέγχου. Το σύστημα ελέγχου συντονίζει και ελέγχει όλες τις λειτουργίες της ανεμογεννήτριας, φροντίζοντας για την ομαλή λειτουργία της.

Αρχή λειτουργίας Οι τουρμπίνες αιολικής ενέργειας μετατρέπουν την κινητική ενέργεια του ανέμου σε μηχανική ισχύ έπειτα μια γεννήτρια μπορεί να μετατρέψει αυτήν τη μηχανική ισχύ σε ηλεκτρισμό. Μια τουρμπίνα αιολικής ενέργειας λειτουργεί κατά τρόπο αντίθετο από έναν ανεμιστήρα. Αντί να χρησιμοποιεί ηλεκτρισμό για να παραγάγει αέρα, όπως ο ανεμιστήρας, οι τουρμπίνες αιολικής ενέργειας χρησιμοποιούν τον άνεμο για να παραγάγουν ηλεκτρισμό. Ο άνεμος στρέφει τα πτερύγια με τον άξονα τους που συνδέεται με μια γεννήτρια και παράγει ηλεκτρισμό.

Χρήση ανεμογεννητριών Οι βασικές διακρίσεις των εγκαταστάσεων που χρησιμοποιούνται ανεμογεννήτριες ειναι οι εξής: 1) Οικιακές εγκαταστάσεις (μονοκατοικίες, πολυκατοικίες, εξοχικά η και τροχόσπιτα) 2) Βιομηχανικές εγκαταστάσεις (αιολικά πάρκα, εργοστάσια κ.λ.π)

Τρόπος σύνδεσης στην ηλεκτρική εγκατάσταση Υπάρχουν δυο τρόποι διασύνδεσης σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση. 1) Με σύνδεση στο δίκτυο της Δ.Ε.Η 2) Χωρίς σύνδεση στο δίκτυο της Δ.Ε.Η

Πλεονεκτήματα - Μειονεκτήματα χρήσης Πλεονεκτήματα: α) Δεν δημιουργεί καυσαέρια έτσι αποτελεί μια ανανεώσιμη μορφή ενέργειας, φιλική προς το περιβάλλον (δεν μολύνει το περιβάλλον). β) Το «καύσιμο» (ο άνεμος) είναι άφθονο και δωρεάν. γ) Η αιολική ενέργεια είναι σήμερα η φθηνότερη μορφή ενέργειας.   Μειονεκτήματα: α) Μπορεί να τραυματίσουν ή να θανατώσουν πουλιά, κυρίως αποδημητικά εξαιτίας της φτερωτής. β) Καθώς γυρίζει η φτερωτή παράγει θόρυβο, έτσι αποφεύγεται η τοποθέτηση τους κοντά σε χωριά. γ) Το κόστος κατασκευής και συντήρησης των ανεμογεννητριών είναι υψηλό (σε σχέση με την ηλεκτρική ενέργεια που παράγουν).

Υπολογισμός παραγόμενης ισχύος Ισχύς ανέμου σε Watt = 0.5 Χ επιφάνεια που καλύπτουν τα πτερύγια σε τ.μ. Χ 1,23 Χ τρεις φορές την ταχύτητα του ανέμου σε m/sec. Το 1,23 ισχύει για ανεμογεννήτριες τοποθετημένες στο ίδιο επίπεδο με τη θάλασσα - όσο ανεβαίνουμε αλλάζει αλλά όχι τόσο πολύ ώστε να επηρεάζει ιδιαίτερα το αποτέλεσμα. Έτσι συνήθως η τελική ισχύς που παίρνουμε από τις ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα είναι το 30-40% της ισχύος του ανέμου που υπολογίσαμε με τον παραπάνω τύπο.

Υπολογισμός ενεργειακών αναγκών Φύλλο υπολογισμού ισχύος της εγκατάστασης.

Εννοιολογικός χάρτης Τεστ γνώσεων

Βιβλιογραφία – Πηγές http://www.aenaon.net http://www.sigmalive.com http://www.solargr.com/ Wikipedia