Větrná turbína – základní rozdělení
Ať se točí!
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.
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.
Další dělení je podle způsobu reakce na vítr
Odporové turbíny
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.
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.
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
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.