Turbiny wiatrowe - rodzaje, ceny, opinie, wiodący producenci

Opublikowano: 01.12.2023Autor: Katarzyna BarczykDrukujUdostępnij

Budowa turbiny wiatrowej

Wiatrak jest potoczną nazwą turbiny wiatrowej, czyli urządzenia odpowiedzialnego za przekształcanie energii kinetycznej w prąd elektryczny. Budowa turbiny wiatrowej obejmuje podstawowy element, którym jest wirnik. Element ten znajduje się na wale wolnoobrotowym. W zależności od średnicy wyróżnia się przydomowe turbiny, jak i również elektrownie wiatrowe o naprawdę dużych mocach. Najczęściej wirnik składa się z trzech łopat, które poruszają się z prędkością do 30 obrotów na minutę.

Oprócz wirnika budowa turbiny obejmuje również przekładnię, generator, a także cały system sterowania. Gondola znajdująca się na wysokości ok. 30-100 metrów, zawiera w sobie również system chłodzenia, hamulec, a także układy smarowania. Za obracanie wirnika odpowiedzialny jest silnik wraz z przekładnią. Znajdują się one na samym szczycie konstrukcji. Oczywiście jest t budowa turbiny wiatrowej wykorzystywanej w profesjonalnych farmach wiatrowych.

Generatory wiatrowe - rodzaje

Wymieniając siłownie wiatrowe przeznaczone do produkcji prądu, najczęściej wykorzystywane są wiatraki. Bardzo rzadkim rozwiązaniem, jest wykorzystanie siłowni wiatrowych w celu osuszania lub nawadniania gruntów. Ogólnie generatory wiatrowe możemy podzielić na kilka różnych konstrukcji, które różnią się między sobą poszczególnymi parametrami. Ze względu na moc turbiny wiatrowe dzielimy na:

• Mikroturbiny - tego typu wiatrak wyróżnia się mocą niższą niż 100 W. Mikroturbiny wykorzystywane są najczęściej do zasilania znaków drogowych, zasilania bram wjazdowych, oświetlenia typu LED, a także do ładowania baterii akumulatorowych. Mikroturbiny znajdują zastosowanie w miejscach, w których nie ma dostępu do innych źródeł energii.
• Małe generatory wiatrowe - najczęściej do tej grupy zalicza się domowa elektrownia wiatrowa o mocy od 100 W do 50 kW.  Mała turbina wiatrowa jest w stanie zaspokoić zapotrzebowanie na energię elektryczną w średnim gospodarstwie domowym. Domowa elektrownia wiatrowa o mocy powyżej 10 kW jest w stanie wygenerować dodatkowy dochód ze sprzedaży prądu do sieci energetycznej, ponieważ wiatrak tego typu produkuje nadwyżkę energii elektrycznej poza potrzebną ilością przeznaczoną na zasilanie sprzętów w gospodarstwie domowym.
• Duże generatory wiatrowe - są to turbiny wiatrowe, które wyróżniają się mocą powyżej 100 kW. Podczas gdy domowa elektrownia wiatrowa nie wymaga od żadnego pozwolenia na budowę, wiatrak o tak dużej mocy musi być instalowany za zgodą gminy.

Kolejny podział elektrowni wiatrowych uzależniony jest od położenia osi obrotu wirnika. Tutaj jesteśmy w stanie wyróżnić:

• Pionowe elektrownie wiatrowe - VAWT (ang. Vertical Axis Wind Turbines), są mało popularne, obejmują zaledwie 5% wszystkich turbin wiatrowych. Pionowe elektrownie wiatrowe o pionowej osi obrotu, najczęściej posiadają do 30 metrów wysokości. Natomiast średnica raczej nie przekraczaj 15 metrów.
• Poziome turbiny wiatrowe - czyli turbiny z poziomą osią obrotu HAWT (ang. Horizontal Axis Wind Turbines) obejmują ok. 95% wszystkich rozwiązań. Jednocześnie wznoszą się na wysokości do 40 metrów, natomiast średnica wirnika osiąga ok. 20-40 metrów. Wirnik najczęściej składa się z trzech łopat, chociaż spotykane są także wirniki dwułopatowe, a nawet jednołopatowe. Poziome wiatraki możemy podzielić również na dwa rodzaje elektrowni wiatrowych pod względem ustawienia wirnika do kierunku wiatru. W tym przypadku mowa jest o elektrowniach dowietrznych (ang. up-wind) oraz odwietrznych (ang. down-wind). Jeśli planujesz zainwestować w odnawialne źródła energii, wypełnij ten krótki formularz i zyskaj dostęp do ofert najlepszych wykonawców z twojej okolicy.

To nie są jedyne podziału turbin wiatrowych, ponieważ wiatraki możemy podzielić także pod względem ich przeznaczenia, a także celu wykorzystywania wyprodukowanego przez nie prądu elektrycznego. Pod tym względem wymienia się elektrownie wiatrowe mechaniczne oraz energetyczne. Jak już wcześniej wspomniano, poziome generatory wiatrowe posiadają wirniki zbudowane z łopat. Chociaż do najczęściej spotykanych są turbiny trzypłatowe, to oprócz nich wyróżnia się także elektrownie jednopłatowe, dwupłatowe, czteropłatowe, a także wielopłatowe. Kolejny podział dotyczy takiego parametru, jakim jest szybkobieżność. Pod tym względem wiatrak może być wolnobieżny, średniobieżny, a także szybkobieżny.

Producenci elektrowni wiatrowych

Chcąc zobaczyć, jacy producenci elektrowni wiatrowych mają największy udział w tym źródle odnawialnej energii, warto skierować się do corocznych rankingów. Jednak pewna grupa producentów już od kilku lat wiedzie prym w produkcji, sprzedaży oraz instalacji turbin wiatrowych. W ogólnoświatowym rankingu, na pierwszym miejscu jest duńska grupa Vestas. Producenci elektrowni wiatrowych grupy Vestas tylko w 2019 roku dostarczyli generatory o łącznej mocy 9,6 GW.

Kolejni producenci elektrowni wiatrowych cieszący się bardzo dużą popularnością w dostarczaniu turbin lądowych i morskich, to grupa Siemens Games. Łączna moc dostarczonych turbin w 2019 roku osiągnęła wartość 8,79 GW. Warto dodać, że 40 procent wszystkich turbin, były montowane na morzach. Chociaż producenci elektrowni wiatrowych każdego roku nieco zmieniają udział procentowy w światowym rynku, to w 2019 roku na trzecim miejscu znalazł się Goldwind. Producent wywodzący się z Chin, który dostarczył na rynki światowe w tamtym czasie turbiny wiatrowe o łącznej mocy 8,25 GW. Kolejne miejsce zostało zajęte przez General Electric, amerykańską grupę, która w 2019 roku dostarczyła turbiny o łącznej mocy 7,37 GW.

Generatory wiatrowe - koszt urządzeń

Jeżeli interesują nas ceny elektrowni wiatrowych, to raczej mamy na myśli przydomowe turbiny, które wykorzystywane są do celów zaspokojenia pojedynczego gospodarstwa domowego. Warto dowiedzieć się, jaki jest koszt małej turbiny wiatrowej, aby móc określić nie tylko rentowność takiej inwestycji, ale również czas jej zwrotu.