Kaj je vetrna turbina?

Vetrna turbina je velika vrtljiva naprava, ki pretvarja energijo vetra v mehansko energijo. To mehansko energijo lahko nato uporabimo za preprosta mehanska opravila, kot je obračanje velikih koles za mletje žita, v tem primeru se vetrna turbina imenuje mlin na veter. Uporablja se lahko tudi kot vir električne energije, bodisi za bližnjo uporabo, bodisi po prenosu preko visokonapetostnih vodov do centralne stikalne postaje, v tem primeru se imenuje vetrni generator.

Vetrna turbina je bila v uporabi že stoletja v obliki mlina na veter. Številni deli sveta še vedno pogosto uporabljajo turbine za mletje žita in črpanje vode. Mline na veter ljudem, ki nimajo dostopa do električnih črpalk, omogočajo pridobivanje vode globoko pod nivojem podzemne vode, kar pomaga zagotoviti dostop do čiste vode in zaščititi pred boleznimi, ki se prenašajo z vodo.

V zadnjih letih se je vetrna turbina kot električni generator začela uporabljati kot pomemben vir proizvodnje električne energije po vsem svetu. Pri globalnem odmiku od energije iz fosilnih goriv k bolj trajnostnim oblikam energije je vetrna energija postala pomemben akter. Je razmeroma cenovno ugoden, lahko se uporablja v številnih različnih regijah sveta in je lahko precej učinkovit. Čeprav obstajajo nekateri okoljski pomisleki glede vetrnih generatorjev, so na splošno majhni in z uporabo vetrne energije se po vsem svetu proizvede več kot 120 gigavatov (GW) električne energije.

Same turbine lahko ločimo v dve ločeni skupini: vetrne turbine z vodoravno osjo (HAWT) in vetrne turbine z vertikalno osjo (VAWT). Večina turbin, ki so jih ljudje navajeni videti, so HAWT, ki temeljijo na znani zasnovi mlina na veter. Sodobni HAWT so na splošno s tremi rezili, na vrhu ogromnih stolpov, da jih pripeljejo na višino, kjer je striženje vetra veliko večje.

Večino HAWT nadzorujejo računalniki, da se samodejno spremenijo v veter, da kar najbolje izkoristijo prisoten veter. HAWT ne potrebujejo kakršnega koli vračanja nazaj, saj se njihova rezila vedno premikajo pravokotno na veter. Posledično ves čas, ko se vrtijo, proizvajajo električno energijo, v nasprotju z VAWT. Vendar pa so HAWT izjemno dragi za prevoz, saj so ogromni in običajno je, da se 20 % skupnih stroškov porabi samo za prevoz. Poleg tega lahko njihova višina postane estetsko neprijetna, namestitev pa je težak, drag in dolgotrajen postopek.

Vetrna turbina z navpično osjo (VAWT) ima po drugi strani gred rotatorja, ki se drži naravnost navzgor, s folijami, ki ujamejo veter in obrnejo celotno gred. Najpogostejša vrsta je vetrna turbina Darrieus, ki je videti približno kot velik stepalnik jajc. VAWT zahtevajo veliko manjšo višino in so veliko cenejši za transport in namestitev ter lahko proizvajajo električno energijo z veliko nižjo hitrostjo vetra kot HAWT. Njihova skupna učinkovitost pa je približno 50 % večja od HAWT, in ker so nižje od tal, imajo običajno veliko manjšo hitrost vetra.
Poleg dveh glavnih vrst vetrnih turbin, ki sestavljata veliko večino turbin na svetu, obstajajo tudi številne nestandardne izvedbe. To so ponavadi različice HAWT ali VAWT, kot je aerogenerator ali turbina s kanalskim rotorjem. Predlagane in v nekaterih primerih so bile tudi eksperimentirane še bolj nenavadne različice, kot sta vetrna turbina z magnetno levitacijo in zračna vetrna turbina. Večina alternativnih modelov pa še ni doživela širokega komercialnega sprejema.