Wykorzystanie mocy natury: wprowadzenie do energii wiatrowej

Fizyka energii wiatrowej

Energia wiatrowa podstawowo opiera się na zasadzie Bernoulliego – im szybciej przepływa powietrze, tym mniejsza jest jego ciśnienie. Turbiny wiatrowe wykorzystują ten różnicę ciśnienia do rotacji swoich kółek.

Kolki są zaprojektowane z kształtu podobnego do skrzydła samolotu. Gdy wiatr uderza w kolko, powstaje siła zwana lotem, co przewija je. Wieleż większy kąt ataku (kąt między kolkiem a wiatrem), tym więcej lotu powstaje.

Lift = 1/2 * ρ * v² * A * cos(θ)

Typy turbin wiatrowych

Przez znacznie większą część obecnych czasów istnienia istnieją dwa główne typy turbin wiatrowych: o osi poziomej i o osi pionowej. Turby o osi poziomej, podobnie jak większość używanych obecnie, mają skrzydła obracające się wokół osi poziomej – co przypomina tradycyjne młyny wiatrowe.

Turby o osi pionowej odwrotnie mają szpindel rotora ustawiony pionowo. Te turby mogą okazać się korzystne w turbulentnych wiatrach lub gdzie jest ograniczona dostępna przestrzeń.

Konwersja energii

Po rotacji skrzydeł, one sterują generatorem – zazwyczaj jednokrotnie wypełnionym induktorem. Ten generator konwertuje energię mechaniczną na elektryczną poprzez indukcję magnetyczną.

Osi obracające się turbiny są bezpośrednio łączone z rotorem generatora, efektywnie przekazywując energię kinetyczną i produkując elektrownię.

V = ω * R

Współczynnik środowiskowy

Energia wiatrowa nie tworzy emisji gazów zahanacyjnych podczas działania. Jednak produkcja turbin i budowa windów ma swoje wpływy środowiskowe.

Dobór dokładnego miejsca jest kluczowy do minimalizacji wpływu na gatunki zwierząt (w szczególności ptaki i owady) oraz widoczne krajobrazy.

Często zadawane pytania

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz SPH Fluid i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.