Szélkerék, energia a szélből

Cikk mentése a konyvjelzők közé
Cikk nyomtatása
Cikk elküldése levélben
Különleges kialakítású szélkerék
Különleges kialakítású szélkerék dolgozik egy repülőtér mellett. Kialakításának köszönhetően halkabb és hatékonyabb, mint a hagyományos szélturbinák. fotó: home-energy.com

Szélkerék, szélturbina vagy szélgenerátor? Bárhogyan is nevezzük, olyan szerkezetekről beszélünk, melyek segítségével a szél mozgási energiáját alakíthatjuk át jellemzően elektromos árammá.

Kétségtelenül a szélenergia talán a legnépszerűbb megújuló energiaforrás a világon. Jelentős potenciált hordoz magában, mely széles körben elérhető a világ számos pontján.
Hazai viszonylatban a szélenergiával kapcsolatos kép sajnos nem ilyen tiszta. Ennek oka, hogy hazánkban az átlagos talaj közeli szélsebesség nem túl magas. Magyarország földrajzi elhelyezkedésének következtében a mérsékelten szeles országok csoportjába tartozik. Ebből kifolyólag a légmozgásban rejlő energia kihasználása kevésbé lehet hatékony, mint más szelesebb országokban. Így mindenkinek, aki szélkerék telepítésén gondolkodik, célszerű egyedileg, a kijelölt helyszínre vonatkozóan megvizsgálni a telepítés gyakorlati lehetőségeit.

A szélkerék működése

A szélturbinákat rendszerint egy "árbocra" vagy otthoni felhasználás esetén gyakran a háztetőre szerelik. Léteznek igen különleges elven működő szélgenerátorok is, de azon típusok, melyekkel jelenleg a mindennapokban találkozhatunk, a szél mozgását alakítják forgómozgássá, és ezt a forgó mozgást használják a villamosenergia termelésére a következőképpen:

  1. A szél áramlása a repülőgép légcsavarjához hasonló lapátokat megforgatja;
  2. A szélkerék lapátjai egy tengelyhez csatlakoznak, mely így szintén forgásba jön;
  3. A tengely egy generátorhoz kapcsolódik, mely alacsony feszültségű egyenáramot állít elő;
  4. Az áram egy úgynevezett inverteren keresztül jut a villamoshálózatba, mely az egyenáramot a háztartási készülékek számára is felhasználható váltakozó árammá alakítja át.

A megtermelt energia mennyisége számos tényezőtől függ:

  • A szél erősségétől, hiszen ez hordozza magát a kiaknázásra kerülő energiát.
  • A szélturbina lapátjainak kialakításától, de legfőképpen azok jellemző méretétől, az átmérőtől.
  • A torony magasságától, hiszen minél magasabban tudjuk elhelyezni a szélgenerátor lapátjait, annál jobban ki lehet szűrni a domborzati, esetleg épített környezet zavaró hatásait.
  • A levegő sűrűségétől, mert minél sűrűbb a levegő, annál nagyobb erőt tud kifejteni a lapátokon. Tehát minél kisebb a tengerszint feletti magasság, annál jobbak a lehetőségeink.

Korabeli szélturbinák, történeti áttekintés

A szél energiáját már évezredek óta használja az emberiség, elég csak a hajózásra gondolnunk. A valódi szélerőgépek megjelenésére azonban még sokáig várni kellett. Először a Közel-Keleten használtak az emberek szélgépeket jellemzően az élelmiszer előállításának folyamatában. Ezeknek a gépeknek a konstrukcióját kereskedők juttatták el Európába. A 14. században Hollandiában tökéletesítették a szerkezeteket, melyek segítségével mocsarakat csapoltak le, így jutva termőföldekhez. Később, a 19. század végén az Újvilág fejlődése adott új lendületet a szerkezetek fejlődésének. Az amerikai farmerek széles körben kezdtek szélturbinákat használni vízszivattyúzásra, majd később már áramellátásra is. Ennek eredményeként az 1930-as években Amerikában az elektromos hálózattól távol eső területeken, farmokon ez volt a legnépszerűbb energiaforrás.

A technológia és az elektromos hálózat fejlődésének hatására a szélkerék először Európában, majd Amerikában is fokozatosan kiszorúlt az energiatermelésből, így ezek fokozatosan eltűntek.
Technológiai fejlesztések ennek ellenére is folytak, így a 20. század derekán megszülettek a mai korokra jellemző ipari méretekben működű szélgenerátorok is.

Az első lakossági hálózatot tápláló szélturbina 1954-ben állt szolgálatba az Egyesült Királyság legészakibb részén, Orkney szigetén.

Később a szélturbinák népszerűsége együtt mozgott a fosszilis üzemanyagok árával: ahogy nőtt az üzemanyagok ára, úgy nőtt az érdeklődés is irántuk. A végső lökést a szélkerekek ismételt elterjedésének a 1970-es olajválság adta, amikortól kezdve világszerte megnőtt az érdeklődés e szerkezetek iránt, és beindult a máig tartó fejlődés.

Szélturbinák alapvető típusai

Az elmúlt évek robbanásszerű fejlődése során számos eltérő kialakítású szélgenerátort ismerhettünk meg. Ezeket az alábbi három fő csoportba soroljuk:

  1. Vízszintes tengelyű szélgenerátorok
    Ez a legáltalánosabban elterjed kialakítás. A repülőgép légcsavarjához hasonló turbinalapátok és a generátor egy torony tetején helyezkednek el.
  2. Függőleges tengelyű szélgenerátorok
    A forgó tengely ebben az esetben függőlegesen áll. Ennek előnye, hogy a szélturbinát nem kell a szél irányába állítani.
  3. Egyéb, különleges kialakítású szélturbinák
    A szélenergiájának kihasználására nem csak a fenti két kialakítás és ezek módosított formái lehetségesek. Számos egyéb különleges megoldás létezik. Az egyik talán legérdekesebb megoldás, amely a testek saját frekvenciájából adódó rezonanciát használja ki energia fejlesztésére. A fejlesztők szerint ez a megoldás akár 10-30%-al is hatékonyabb lehet a hagyományos megoldásoknál.

A szélgenerátor alkalmazásának előnyei és hátrányai

A szélenergia hasznosítása számos előnnyel rendelkezik, ami magyarázatot ad arra, hogy miért ez a leggyorsabban növekvő megújuló energiaforrás a világon.
A technológia előnyei közé tartozik, hogy:

  • Üzemanyaga maga a szél, mely tiszta és folyamatosan megújuló energiaforrás.
  • Lokálisan elérhető az egész világon. Bár intenzitása, így hatékonysága erősen függ a földrajzi viszonyoktól, de szinte mindenhol megtalálható az a megoldás, amely segítségével sikeresen kiaknázható.

A technológia hátrányaként az alábbi tényezőket szokás említeni:

  • Bár az utóbbi években a szélturbinák beruházási kültsége jelentősen csökkent, telepítésük jelentős kezdeti beruházást igényel.
  • A szél kiszámíthatatlansága miatt sosem tudhatjuk pontosan előre, mikor és mennyire fog fújni a szél. Emiatt a megtermelt energia mennyisége is változó és kiszámíthatatlan, így nem igazítható a pillanatnyi igényekhez.
  • Az ipari szintű kihasználásra alkalmas területek gyakran távol esnek a sűrűn lakott területektől.
  • Csekély számban ugyan, de sajnos előfordul, hogy a szélkerék lapátok madarakat sértenek vagy ölnek meg, továbbá az általuk keltett zaj szintén zavaró lehet mind az élőlények, mind pedig az emberek számára.

Utoljára módosítva: 2010. december 09. @ 09:14
Kövesd az Aeco-t a Twitteren!
powered by Saurus FREE CMS