Zařízení pro přeměnu energie větru na pohybovou energii. Ta je buď využitá pro cyklický pohyb jako je tomu u čerpadel na vodu, starších vodních mlýnů, hamrů… Současným nejčastějším využitím je generování elektrické energie při spojení turbíny s generátorem.
Kategorievětrná energie / výroba elektřiny / čerpání vody
Začal bych představou o větru. Vítr je přesun plynné hmoty v atmosféře (dobře, obsahuje i pevné částice). Jeden metr krychlový má hmotnost cca 1kg (velmi zjednodušeně). Představte si kostku o rozměru 1x1x1 metr vážící 1 kilogram, kterou držíte v ruce a v následujícím okamžiku jí mrštíte tak daleko, že za sekundu dopadne šest metrů od vás. Taková síla narazí na větrnou turbínu při rychlosti větru 6 m/s.
Větrná turbína má za úkol zachytit tuto energii a přeměnit ji v pohyb. Nejlépe umíme využít rotační pohyb (generátory jsou také rotační), proto se turbíny točí kolem své vertikální, nebo horizontální osy.
Větru do cesty postavíte překážku – lopatku turbíny, která je větrem nucená k pohybu. Protože je pevně spojená s osou turbíny, začne rotovat kolem této osy. Lopatek je kolem osy rozmístěno více. Pokud by byla pouze jedna excentrická lopatka, zachovala by se jako korouhvička na kostelní věži. Ta se otočí jen tak daleko, aby kladla co nejmenší odpor větru.
Jenže každá lopatka má při rotaci kolem osy turbíny svoji odvrácenou stranu, do které se vítr také opírá a tím brzdí rotační pohyb turbíny. Cílem je tedy najít takové řešení, které maximalizuje rozdíl mezi bržděním a akcelerací ve prospěch akcelerace.
Většina domácích pokusů se pohybuje na poli těchto odporových lopatek. Pochopitelným důvodem je snadná představa o fungování a často jednodušší výroba.
princip odporové turbíny
Vztlakové turbíny
To jsou klasické vrtulové turbíny, ale také Darieova turbína. Vrtulové pracují na stejném principu jako křídlo letadla. Rozdíl tlaků pod a nad křídlem způsobuje rozdílná vzdálenost, kterou vítr musí urazit (modrá versus červená šipka). Letadlo to donutí stoupat, lopatky turbíny rotovat v horizontální ose.
Jsou složitější na výrobu – profilace listů vrtule.
Odporové turbínyAnglicky: Drag Turbine
Vztlakové turbínyAnglicky: Lift Turbine
Hlavní typy turbín
Vrtulová turbína
Savoniova turbína
Darieova turbína
Všesměrová turbína
Mnoholopatková turbína
Halladayova turbína
Kombinace Savonius-Darius
Také se experimentuje s lineárními větrnými turbínami
Naprostou lahůdkou, a možná i šlápnutím vedle, jsou vibrační větrné turbíny
ZajímavostRoku 1920 Albert Betz spočítal teoreticky dosažitelnou účinnost větrné elektrárny na 59,26%
V příštích článcích se zaměřím na konkrétní typy turbín a jejich praktické využití pro domácí instalace a kutilské projekty.
Budu rád, když mi pošlete zajímavé objevy, fotky vlastních realizací, případně napíšete pár hezkých slov do komentáře.