Proiectarea unei Turbine Eoliene cu Motor Sincron

1.Introducere

Încă de la începuturile istoriei, omul a exploatat energia eoliana. Cu ajutorul energiei eoliene se deplasau vasele de-lungul Nilului încă din 5000 î.Hr. pana in 200 î.Hr. , morile simple de vant din China pompau apa, in timp ce morile de vânt pe axa verticala cu pânze ţesute din trestie erau folosite pentru măcinarea boabelor in Persia si Orientul Mijlociu.

Noi cai de utilizare a energiei eoliene s-au răspândit in întreaga lume. Încă din secolul XI, populaţia din Orientul Mijlociu folosea morile de vânt pentru producţia de mâncare in mare parte. Vânzătorii si cruciaţii au adus aceasta idee înapoi in Europa.

Moara de vânt este stramosul generatoarelor eoliene (Fig.1). Ea a aparut în Evul Mediu în Europa. Ea a functionat la început cu ax vertical. Mai târziu, morile se orientau dupa directia vântului si au fost puse pânze pentru a capta mai bine energia vântului (Fig.2).

Fig.1 Fig.2.

Prima moara de vânt cu pale profilate a aparut în secolul XII. Chiar daca era foarte simpla, este totusi vorba de prima cercetare aerodinamica a palelor. Acestea au fost utilizate în principal pentru pomparea apei sau pentru macinarea grâului.

În perioada Renasterii, inventatori celebrii ca Leonardo da Vinci s-au interesat foarte intens de morile de vânt, ceea ce a condus la numeroase inovatii, uneori inutile. De atunci, morile s-au înmultit considerabil în Europa.

Olandezii au îmbunătăţit modelul morii de vânt si l-au adaptat pentru a seca lacuri si mlaştini din delta Rinului. Când coloniştii au dus aceasta tehnologie in Lumea Noua la sfârşitul secolului 19, au început sa folosească morile de vânt pentru a pompa apa pentru ferme, si mai târziu, pentru a genera electricitate pentru locuinţe si industrie.

Revolutia industrial a oferit un nou început pentru morile de vânt, prin aparitia de noi materiale. În consecinta, utilizarea metalului a permis modificare formei turnului si cresterea considerabila a masinilor pe care le numim pe scurt "eoliene". Evolutia electricitatii în secolul XX a determinat aparitia primelor eoliene moderne . Este studiat profilul palelor, iar inginerii se inspira dupa profilul aripilor de avion.

Utilizarea energiei eoliene a variat întotdeauna in funcţie de preţul carburanţilor. Când preţul acestor carburanţi a scăzut, interesul pentru turbinele de vânt a scăzut de asemenea. Dar când preţul petrolului a crescut semnificativ in anul 1970, si interesul pentru utilizarea energiei eoliene a crescut.

2.Cererea de centrale eoliene actuala pe plan mondial

Energia eoliană este o sursă de energie regenerabilă generată din puterea vântului. La sfârşitul anului 2006, capacitatea mondială a generatoarelor eoliene era de 73904 MW, acestea producând ceva mai mult de 1% din necesarul mondial de energie electrică.

Deşi încă o sursă relativ minoră de energie electrică pentru majoritatea ţărilor, producţia energiei eoliene a crescut practic de cinci ori între 1999 şi 2006, ajungându-se ca, în unele ţări, ponderea energiei eoliene în consumul total de energie să fie semnificativ: Danemarca (23%), Spania (8%), Germania (6%). Energia eoliană este folosită extensiv în ziua de astăzi, şi turbine noi de vânt se construiesc în toată lumea, energia eoliană fiind sursa de energie cu cea mai rapidă creştere în ultimii ani. Majoritatea turbinelor produc energie peste 25% din timp, acest procent crescând iarna, când vânturile sunt mai puternice.

Se estimeaza că potenţialul tehnic mondial al energiei eoliene poate să asigure de cinci ori mai multă energie decât este consumată acum.

Predicţii privind puterea instalată de producţie a energiei eoliene.

Turbine eoliene.Producatori si gama de putere:

3.Potenţialul eolian al României

Se apreciază că potenţialul energetic anual al vânturilor în România se cifrează în jurul valorii de 23 TWh.

Distribuţia pe teritoriul României a vitezei medii a vantului scoate în evidenţă ca principală zonă cu potenţial energetic eolian este aceea a vârfurilor montane unde viteza vântului poate depăşi 8 m/s.

A doua zonă cu potenţial eolian ce poate fi utilizat în mod rentabil o constituie Litoralul Mării Negre, Delta Dunării şi nordul Dobrogei unde viteza medie anuală a vântului se situează în jurul a 6 m/s. Fată de alte zone exploatarea energetică a potenţialui eolian din această zonă este favorizată şi de turbulenţa mai mică a vântului.