Un Windkraftanlage Es handelt sich um ein Gerät, das für entwickelt wurde wandeln die kinetische Energie des Windes in elektrische Energie um durch Verwendung eines Rotors und eines Generators. Diese Windkraftanlagen werden in zwei Haupttypen unterteilt: Windkraftanlagen mit vertikaler Achse und Windkraftanlagen mit horizontaler Achse. Beide verfügen über einzigartige Eigenschaften und werden je nach Umgebung und Installationsanforderungen in unterschiedlichen Situationen eingesetzt.
Arten von Windkraftanlagen
Es gibt zwei Hauptkategorien von Windkraftanlagen:
- Vertikalachsen-Windkraftanlage (VAWT): Es schafft es, den Wind aus jeder Richtung einzufangen und hat eine geringe Energieproduktion, was es ideal für Orte mit geringer Windintensität oder städtische Gebiete macht, in denen Vorschriften die Installation großer Strukturen verhindern.
- Windkraftanlage mit horizontaler Achse (HAWT): Es wird am häufigsten in großen Windparks eingesetzt. Sein Wirkungsgrad ist höher und er eignet sich besser für den Einsatz in Gebieten, in denen der Wind stärker und konstanter ist.
Windkraftanlage mit vertikaler Achse
Windkraftanlagen mit vertikaler Achse, bekannt als VAWTsind solche, bei denen die Rotorachse senkrecht zum Boden steht. Einer ihrer Hauptvorteile besteht darin, dass sie keine Orientierungsmechanismen zur Erfassung des Windes benötigen, da sie unabhängig von der Windrichtung arbeiten können. Darüber hinaus kann der Stromgenerator am Boden platziert werden, was die Wartung erleichtert.
Diese Windkraftanlagen verfügen über eine geringere Energieeffizienz Im Vergleich zu solchen mit horizontaler Achse sind sie jedoch in Gebieten mit geringer oder wechselnder Windgeschwindigkeit immer noch wirksam. Darüber hinaus benötigen sie einen motorischen Start, da sie in den meisten Fällen nicht selbstständig starten können.
Arten von Windkraftanlagen mit vertikaler Achse
Innerhalb der VAWT gibt es mehrere Untertypen:
1. Savonius-Windkraftanlage
El Savonius Es ist eines der einfachsten und robustesten Modelle. Es zeichnet sich durch zwei horizontal versetzte Halbkreise aus, durch die der Wind strömt und so eine Rotationsbewegung erzeugt. Obwohl die Effizienz gering ist, ist es eine gute Option, wenn Systeme mit geringem Wartungsaufwand erforderlich sind.
2. Giromill-Windkraftanlage
Diese Art von Windkraftanlage verfügt über eine Satz vertikaler Klingen verbunden mit zwei Stäben, die die vertikale Achse bilden. Seine Energiekapazität variiert zwischen 10 und 20 kW und ist damit eine effizientere Option als der Savonius für kleine Wohn- oder Gewerbeanlagen.
3. Darrieus-Windkraftanlage
El Darrieus Es handelt sich um einen fortgeschritteneren Typ, der aus besteht zwei oder drei bikonvexe Klingen. Durch seine Bauweise kann die Windkraftanlage den Wind in weiten Geschwindigkeitsbereichen besser nutzen. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass zum Starten ein Savonius-Rotor oder ein anderes System erforderlich ist.
Betrieb einer Windkraftanlage mit vertikaler Achse
Der Betrieb der VAWT Es ist relativ einfach. Die Rotorblätter drehen sich angetrieben durch die Kraft des Windes, der sich in verschiedene Richtungen bewegt. Diese Windkraftanlagen sind immer im Wind ausgerichtetSo können sie auch bei geringer Windgeschwindigkeit weiterarbeiten.
Da sie kompakter sind, erzeugen Windkraftanlagen mit vertikaler Achse weniger Strom als ihre Gegenstücke mit horizontaler Achse. Sie sind jedoch effizient genug für Anwendungen wie ein Haus heizen, Lass das Licht an oder auch ein Elektroauto aufladen.
Windkraftanlagen mit horizontaler Achse
Windkraftanlagen mit horizontaler Achse sind am häufigsten, vor allem in großen Windparks. Diese Windkraftanlagen weisen eine bessere Energieleistung auf, da sie aus hohen Windgeschwindigkeiten effizienter Strom erzeugen können.
Die Komponenten dieser Windkraftanlagen werden in einer Gondel an der Spitze des Turms platziert. Der aus drei Blättern bestehende Rotor fängt den Wind ein und erzeugt eine Rotationsbewegung, die über ein Getriebe vervielfacht wird, um Strom zu erzeugen. Diese durch den Wind erzeugte Bewegung wird auf einen Generator übertragen, der die Energie erzeugt, die ins Netz transportiert wird.
Welche Windkraftanlage ist effizienter?
Die Windkraftanlagen mit horizontaler Achse Sie sind in der Regel effizienter. Das liegt daran, dass sie erreichen können höhere Drehzahlen und den Wind in größeren Höhen besser zu nutzen, wo die Windgeschwindigkeit konstanter und stärker ist. Darüber hinaus benötigen sie weniger Gänge, um die Rotationsgeschwindigkeit zu erhöhen, wodurch die kinetische Energie des Windes besser genutzt werden kann.
Innovationen bei Windkraftanlagen
In den letzten Jahren haben wir große Innovationen in der Windtechnologie erlebt. Eines der vielversprechendsten war das Klingenlose Vortex-Mühlen, entwickelt von einem spanischen Unternehmen. Diese Art von Windkraftanlagen ohne bewegliche Teile zielt darauf ab, die Wartungskosten zu senken und die visuellen Auswirkungen zu beseitigen, die große herkömmliche Windkraftanlagen auf die Landschaft haben.
Ein weiteres ehrgeiziges Projekt ist das Windbaum. Dieses Design verwendet 72 blattförmige Turbinen, die auf einem mechanischen Baum angeordnet sind und bei sehr schwachem Wind Energie erzeugen. Diese Art von Struktur wäre ideal für den Standort in Städten und bietet eine erneuerbare und ästhetisch ansprechende Energiequelle.
Historische und moderne Nutzung von Windkraftanlagen
Die Nutzung von Windenergie ist nichts Neues. Die ersten Windmühlen dienten in ländlichen Gebieten dazu, Wasser zu pumpen oder Getreide zu mahlen. Es war jedoch in den 70er Jahren, als Dänemark engagierte sich wirklich für die groß angelegte Windenergie, was es diesem Land ermöglichte, zum Haupthersteller von Windtechnologie zu werden.
Heute sind Windturbinen, die als kleine Anlagen in ländlichen Gebieten begannen, riesigen Windparks gewichen, die Hunderte Megawatt sauberer Energie für den weltweiten Verbrauch erzeugen. Große Unternehmen mögen Siemens y Vestas Sie sind federführend bei der Produktion dieser Technologien.
Die Zukunft von Windkraftanlagen bringt große Entwicklungen in Bezug auf Effizienz und Kosten mit sich. Es wird erwartet, dass mit der Installation von schwimmende Turbinen Offshore-Windenergie wird bei der Umstellung auf erneuerbare Energien eine noch wichtigere Rolle spielen.
Dank der Entwicklung dieser Art von Innovation ist die Windenergie keine experimentelle Lösung mehr, sondern eine der wichtigsten Quellen erneuerbarer Energien weltweit.
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