Studiu Privind Producerea Energiei Electrice cu Ajutorul Turbinelor Eoliene

Capitolul I. Energia eoliana

1.1. Consideraţii generale

Întreaga civilizaţie actuală se bazează pe producerea ,transmiterea şi conversia energiei sub forma ei electrică Sistemele electrice sunt implicate în toate aspectele vieţii moderne Probabil ar fi un efort greu de efectuat pentru omul zilelor noastre să realizeze cum se desfăşura viaţa acum o sută şi mai bine de ani când aceasta formă de energie nu era implicată in viaţa omenirii.

Dispariţia energiei electrice de consumat şi a sistemelor electrice dedicate să o facă utilizabilă ar produce un colaps în evoluţia societăţii umane Dar dezvoltarea şi evoluţia societăţii umane în ultimii o sută de ani, bazată pe energie ieftină, se apropie de final Cauzele esenţiale ar fi: epuizarea combustibililor fosili abundenţi (şi deci ieftini) şi poluarea care creşte pe măsura utilizării lor tot mai intensive, datorată creşterii populaţiei. Se apropie astfel un punct critic al intersecţiei curbelor de scădere a resurselor şi de creştere a poluării, prevăzut a avea loc in circa 10-15 ani. În consecinţa procesele de producţie şi modul de viaţa bazat pe un consum intensiv si ineficient al energiei, deci al celei electrice, trebuie stopate şi înlocuite.

La ora actuală energia electrică este produsă convenţional în centrale care utilizează drept combustibil petrolul, cărbunele, gazele naturale, combustibili nucleari. Hidrocentralele folosesc căderile de apă ca sursă de energie aducând modificări mari mediului prin mărimea lacului de acumulare şi construcţia barajelor. Pe lângă aceste surse de energie există şi surse neconvenţionale care sunt din ce în ce mai mult cercetate şi exploatate, cum sunt:

- energia eoliană;

- energia solară;

- energia geotermală;

- energia heliomarină.

1.2. Istoria energiei eoliene

Transformarea energiei eoliene în energie mecanică a fost abordată de omenire încă din timpuri străvechi, începând cu vasele cu pânze care se deplasau pe fluvii, mari sau oceane. În paralel apar morile de vânt (fig.1.) care foloseau rotoare cu pânze pentru a transforma energia eoliana în energie mecanică. Primele mori de vânt sunt semnalate în jurul anului 200 î.e.n. în Persia pentru măcinarea grâului. Folosirea acestor mori cu ax vertical s-a răspândit ulterior în toata lumea islamică.

Mai târziu s-au inventat mori de vânt cu ax orizontal, constând din braţe de lemn pe care erau fixate pânze. Din acele timpuri arhaice se mai găsesc şi astăzi în funcţiune modele în insula Creta.

După unele izvoare se pare că Hammurabi, întemeietorul Babilonului a conceput cu 2000 de ani î.e.n. un imens proiect de irigare a câmpiilor Mesopotamiei folosind energia vântului.

În jurul anului 640 sunt semnalări potrivit cărora califul Omar utiliza morile de vânt la pomparea apei. În secolul al XI-lea morile de vânt erau utilizate pe scară largă în Orientul Apropiat, de unde au fost aduse în Europa în secolul al XIII-lea de cruciaţii întorşi din Orient. În secolul al XIV-lea, olandezii deschiseseră drumul spre îmbunătăţirea concepţiei morilor de vânt, folosindu-le pentru drenarea lacurilor şi mlaştinilor.

Utilizarea lor era cunoscută şi în Anglia, Suedia, Danemarca, Franţa şi Rusia.

S-ar putea crede că morile de vânt s-au dezvoltat din morile de apă, care lucrează similar, principala diferenţă fiind fluidul de lucru. Cercetările însă, dovedesc că morile de vânt s-au dezvoltat independent şi au fost construite într-o mare varietate de forme şi principii.

Olandezii au construit moara cu ax orizontal cu patru pale care poartă numele de moară olandeză. Norvegienii au folosit un arbore vertical, din care s-a dezvoltat tipul Savonius.

Utilizarea în masă a energiei vântului este prilejuită de necesităţile de energie ale Americii, vechea moara de vânt olandeză va suferi în secolul al XIX-lea schimbări radicale.

Primele utilizări de proporţii mai însemnate ale morilor de vânt aveau să fie legate de lupta omului cu apa, de către olandezi pentru pomparea apei şi obţinerea polderelor, a insulelor artificiale. Treptat, către sfârşitul secolului al XVI-lea domeniile de utilizare se extind de la moară şi pomparea apei se ajunge la acţionarea fierăstraielor şi a unor maşini simple.

Constructorul de mori, Daniel Hollady a inventat moara multiplă, denumită şi moara fermierului. Ea a inspirat o succesiune de alte invenţii şi a dat avântul necesar producerii a milioane de mori de vânt în jurul anului 1930.