Odpowiednie silniki do turbin wiatrowych

Rola silnika w turbiny wiatrowej

Głównym zadaniem turbiny wiatrowej jest zamiana energii kinetycznej wiatru na energię elektryczną. Obracający się wirnik napędza generator, który wytwarza prąd. Turbiny są wykorzystywane do pompowania wody, cięcia drewna oraz ładowania akumulatorów, a przy tym nie emitują zanieczyszczeń.

Silniki krokowe

Silniki krokowe, często pozyskiwane ze starych drukarek, są tanie i mogą wytwarzać prąd przemienny przy stosunkowo niskich prędkościach obrotowych w porównaniu do silników DC o podobnych rozmiarach. Są one szczególnie przydatne w małych turbinach wiatrowych. Przy montażu do wału silnika mocuje się małe łopatki wirnika. Silniki krokowe występują w różnych rozmiarach – od małych (poniżej 2,5 cm średnicy) po większe modele. Liczba obrotów potrzebnych do uzyskania użytego napięcia zależy od liczby kroków silnika; typowo pracują one przy około 200 obr./min.

Silniki szczotkowe DC

Silniki szczotkowe DC są najczęściej wykorzystywane w domowych konstrukcjach turbin. Ich moc pochodzi z komutatora, który powoduje przepływ prądu w elektromagnesach. Dobrej jakości silnik szczotkowy osiąga sprawność około 70 %. Charakteryzuje się trwałą osią ze stali nierdzewnej, zestawem laminatów, uzwojeniem i szczotkami. Dzięki braku konieczności stosowania przekładni, nawet przy słabym wietrze silnik może ładować akumulator. Silniki te są łatwo dostępne i niedrogie.

Silniki indukcyjne

Silniki indukcyjne są popularne w większych turbinach ze względu na swoją wytrzymałość i prostą konstrukcję. W silniku indukcyjnym uzwojenia stojana indukują prąd w przewodnikach wirnika. Składa się on z wirnika, uzwojeń oraz wielofazowego źródła zasilania. Dodanie kondensatorów umożliwia przekształcenie silnika w generator samowzbudny, a zastosowanie odpowiedniego momentu obrotowego przekształca go w alternator. Duże silniki indukcyjne mogą osiągać sprawność sięgającą 95 %.

Podsumowanie

Wybór odpowiedniego silnika zależy od rozmiaru turbiny, dostępności części oraz wymagań dotyczących wydajności. Silniki krokowe sprawdzają się w małych, domowych projektach, silniki szczotkowe DC są prostym i taniym rozwiązaniem, a silniki indukcyjne zapewniają wysoką sprawność w większych instalacjach.