főoldal zéró energia ház megújuló energiaforrások környezettudatos élet megújuló energiák hasznosítása fórum, cikkek
Szélenergia
A szélenergia hasznosítását többféleképpen csoportosíthatjuk, például felhasználók jelleg szerint (ipari vagy magán), vagy a felhasználás módja szerint (áramtermelés, vízszivattyúzás), de akár a tengelyek szerint is, mert van vízszintes és függőleges tengelyű. Áram termelhető ipari létesítményeknek éppen úgy, mint családi házak, vagy hétvégi házak számára. Ezek mellett kielégíthetjük vele elszigetelt területek áramszükségletét, vagy úszó járművek, hajók, uszályok áramigényét is. Vízellátási problémák közül a következőket oldhatjuk meg szélenergia használatával: vízhiányos területek vízpótlása, öntözés vagy állatok itatás, belvízvédelmi problémák, valamint szennyvízelvezetés.
Mi ezen honlap keretein belül főként a magáncélú felhasználást mutatjuk be.
A szélenergia legnagyobb előnye az, hogy ingyenesen, és hogy bárkinek a rendelkezésére áll, mert egy ház tetején elhelyezett néhány méter magas szélturbinával hasznosítható a szél mozgásának energiája. További fontos előnyként említhető meg, hogy ez az energia folyamatosan megújul a természetben, azaz folyamatosan használható. Ez az energia pedig környezetbarát, mivel ez a természetben termelődik úgy, hogy nem károsítja azt. Mindemellett szintén fontos előnyös tulajdonság, hogy a szélenergiát hasznosító berendezések problémamentesen üzemelnek hosszú időn keresztül, így a beruházás hosszú távú megtérülése számos esetben biztosított.
Azonban kockázatos erre alapozni, nagyobb ráció található az összevont, úgynevezett hibrid rendszerek kiépítésben. Ezek olyan rendszerek, melyekben a szélturbinák mellett szolár panelek is találhatóak, napelemekkel vagy napkollektorokkal, a jobb kihasználtság érdekében. Hiszen hiába található hazánkban is gazdaságosan kinyerhető szélenergia, hogyha éppen nem fúj a szél, akkor nem tudjuk alkalmazni ezeket a berendezéseket, még ha a hatásfokuk kimagaslóan jó is. Ezek a rendszerek jól kiegészítik egymást, hiszen nagy általánosságban elmondható hazánk időjárásáról, hogy magas a napsütéses órák száma, valamint hazánkban a szélenergia is jól hasznosítható. Azért állítható nagy biztonsággal, hogy a hibrid rendszer jobban üzemel, mint a monogám, mert amikor nincs napsütés, akkor általában a szél energiája hasznosítható, és ez fordítottan is igaz. Vannak olyan települések is, ahol más készülékek is betársíthatóak a hibrid rendszerbe, Ilyenek például az, ahol rendelkezésre áll öntözésre, vagy éppen állatok itatására hasznosítandó vízi erőforrás, melyet szintén megújuló energiák segítségével működtethetünk.
Az ily módon megtermelt energia felhasználása akkumlátorok segítségével történik. Az elektromos áram, melyet a szélturbinák termelnek ilyen akkumlátorokban tárolható, melyek kielégítik lakásunk áramfogyasztóinak villamos energia igényét. Lakásunkban bármilyen időszakban használhatunk akármilyen áramfogyasztó eszközt, mivel ezek az akkumlátorok nem csupán közvetítik az energiát, hanem egyben tárolják is, így nem áll fenn annak a veszélye, hogy villamos energia nélkül maradunk a szélcsendes időszakokban. Így egy teljes körfolyamatban is alkalmazhatóak, hiszen éjszakai is használható a szél energiája, így ezen időszakban több áramot tudnak raktározni, hiszen lakásunkban ekkor csupán néhány elektromos berendezés működik.
Ezek az akkumlátorbankok jól tűrik a nagy kihasználtságot, és folyamatos kisütés és újratöltés mellett is átlagosan 10 évig működnek jelentősebb problémák nélkül, mindemellett karbantartási igényük is minimális.
Telepítés előtt
Mindenki számára könnyen belátható, hogy a szélkerék teljesítményét nagyban befolyásolja a szél iránya, valamint sebessége. Az ipari teljesítményeknél van nagyon jelentős szerepe a szél mérésének, hiszen itt nagyon fontos meghatározni, hogy mekkora a kinyerhető teljesítmény, és ehhez optimálisan kell kialakítani, valamint tájolni a szélerőművet, vagy szélfarmot. A szél mérése több módszer áll rendelkezésre a mechanikus és a szoftveres mérés is jól működik, és mindkettővel meghatározható egy adott területre specializálható széltérkép.
Abban az esetben is érdemes szélmérést végeznünk, illetve végeztetnünk, ha házunkra szeretnénk szélrotort, szélturbinát felszerelni. Ez akkor szükséges leginkább, ha a telepítendő berendezéshez fontos tudunk a szél irányát és erősségét. Léteznek ugyanis már olyan berendezések, amelyeket forgórészekkel szerelnek, így automatikusan beállnak a szél irányába. Ezekről bővebb információt a szélturbinák részletezésénél olvashatnak.
További információt kaphatunk a szél tulajdonságairól a különböző meteorológiai jelentésekben, honlapokon, azonban ezek nagy hátránya, hogy csupán átlagos adatokat tartalmaznak, és nem helyspecifikusak, azaz nem biztos, h jól tudjuk alkalmazni őket a saját épületünk széltulajdonságainak meghatározásához.
Telepítés
A telepítés során minden esetben be kell tartani a készülék gyártója által meghatározott előírásokat, különben nem nyerhető ki optimális teljesítmény a szélenergiát hasznosító berendezésekből.
Hazánkban az általános szabályok önmagában álló szélkerék esetén 6 méteres magasságig viszonylag kevés megkötést írnak elő, míg az épületek tetejére szerelt szélturbinák esetén hasonló előírások találhatók a ház gerincét 3 méterrel meg nem haladó készülékekre. Mindenképpen fontos megjegyezni, hogy ezekben a magasságokban a kisebb teljesítményű szélkerekek üzemelnek, a nagyobb teljesítményűek magasabban, nagyjából 10-15 méteres magasságokban realizálják optimális teljesítményüket, ahol egyenletesebbek a szélviszonyok.
Szélkerekek, szélturbinák
Többféleképpen tehetünk különbséget a szélturbinák között, például használati formájukat tekintve megkülönböztetünk áramtermelő és vízszivattyúzó szélkerekeket, de csoportokra bonthatjuk őket teljesítményük, alkalmazásuk, vagy rögzítettségük szerint is.
A vízszivattyúzásra kialakított szerkezetek felépítése viszonylag egyszerű, működési elvük is többnyire mechanikus. Ezek a szerkezetek sok lapáttal vannak felszerelve, mely lapátok nagy méretűek, hogy kis szélsebesség esetén is működjenek. További fontos tulajdonságuk, hogy nagy nyomatékigényű szerkezetek működtetésére alkalmasak, és hogy nagy szélben önállóan leállítja őket egy mechanikus szerkezet, amire azért van szükség, mert ezekben a berendezésekben a túl nagy sebességű szél kárt tenne.
Az áramtermelésre használható szélkerekek, szélrotorok teljesen más felépítésűek, mint az előzőekben bemutatott víz mozgatására képes társaik. Könnyen felismerhetőek ezek a szélturbinák lapátjaik számáról, hiszen minden esetben 1, 2 vagy 3 darab lapáttal készítik őket, optimalizálva a nagy sebességű forgásra. A lapátok kialakításánál aerodinamikai tulajdonságokra is ügyelni kell, melyet a tervezők határoznak meg a típustól függően.
Az áramtermelés egy mágneses, többpólusú, beépített generátoron keresztül történik, melyeket kizárólag ezekhez a berendezésekhez terveznek és gyártanak. Valójában ezek a berendezés legköltségesebb szerkezeti elemei, előállítások nagyfokú precizitást és magas szintű technikai fejlettséget igényel, ebből következőleg gyártásuk rendkívül költséges.
A felhasználási területeken belül megkülönböztetünk fix tengelyű, valamint forgó tengelyű szélkerekeket.
A rögzített, fix tengelyűeknél is több csoportra oszthatjuk a rotorokat. A legrégebbi típusok azok, amelyek csak meghatározott intervallumú, optimális szélerősség esetén működnek, amint a szél erőssége elhagyja ezt az intervallumot, lefékezik a forgó mozgást, és leállnak. Az ennél fejlettebb szélkerekeknél a működéshez szükséges minimum szélerősséget egy nagyon alacsony skálaértékben határozták meg, így ezek már szinte a legapróbb szélben is képesek működni. Természetesen van egy maximális szélerősség, ahol leállítja a mozgást a szerkezet, mert efelett a szél felett már tönkremegy a generátor. A legújabb fejlesztés ezen a típuson az volt, hogy a kereket több irányból fújó szél is meg tudja úgy hajtani, hogy a teljesítménye közelítsen a maximum felé.
Vannak azonban olyan szerkezetek, melyek egy speciális farok rész segítségével beállnak a szél irányába, így ezekkel bármilyen irányú és erősségű szelet hasznosíthatunk. Természetesen ezeknél a gépeknél is meghatároztak egy minimum szintet, amikor még nem működik, és egy maximum szint, amikor már nem funkcionál a berendezés.
Vízszintes tengelyű, függőleges tengelyű
Az előzőekben bemutatott szerkezetek vízszintes tengelyűek, azonban léteznek függőleges tengelyű berendezések, a következőkben ezek néhány tulajdonságát ismertetjük. Elterjedtebbek a vízszintes tengelyű szélrotorok, mert ezek költség-hatékonyabbnak bizonyultak az eddigi használatok során, de vannak olyan vélemények, melyek jobbnak tartják a függőleges tengelyű berendezéseket. Az Európai Unió területén belül nincs jelentősebb részesedése a függőleges tengelyű szélturbináknak.
Az alábbi képeken látható a függőleges tengelyű szélturbinák néhány másik fajtája, amik alkalmazhatóak lakókörnyezetben is:
Ezek teljesítménye valamivel nagyobb, mint a vízszintes tengelyű berendezéseké, azonban az áruk négyszerese, néhol ötszöröse az előző szerkezetekének, viszont esztétikai megjelenésük megfelel a legújabb tervezési irányzatoknak is, így a legtöbb új építésű, modern stílusban épült ház esztétikai profiljába is beillenek.
Természetesen ezek a szerkezetek sem működnek bizonyos erősségű szél felett, ezekben is megtalálható egy fékezőautomatika, vagy mechanikus fék, és további technikai variációk is.
Ipari mértékű felhasználás
A szélenergia erejének kiaknázására leginkább a szélerőművek, valamint a szélfarmok alkalmasak. Ezek olyan létesítmények, melyeknél egy nagyméretű területen számos szélturbinát, szélrotort helyezünk el, melyek több méter magasak, a legtöbb esetben a kerék átmérője is meghaladja a 4-5 métert. Telepíthetőek szárazföldre és vízbe is egyaránt, ezeknél a szerkezeteknél azonban nagyon fontos szerepe van a terület széltérképének elkészítésének. Az egyik ideális helyszín ezekhez a tengerpart. Számos tengerparttal rendelkező ország energiatermelésében játszanak nagy szerepet az ilyen, part közelébe épített szélfarmok, hiszen a különböző áramlatoknak köszönhetően ott megközelítőleg állandó, vagy csupán időszakosan változó szélviszonyokkal lehet számolni. Természetesen nem csupán a tengerparton alkalmazhatóak nagy hatékonysággal ezek a szerkezetek, hiszen számos olyan szélerőmű létezik például Németországban, ami a tenegertől meglehetősen távol terül el. Ezeknél viszont kellő odafigyeléssel és tájolással, valamint előzetes felmérésekkel és tervezéssel szintén kiváló hatásfokú szélfarm alakítható ki.
Feltöltés alatt:
További információk konkrét berendezésekről
vissza az oldal tetejére