Nola sortu elektrizitatea anemotximak batean kanpoko energia-irteerik gabe?
Kanpontzaren iturri kanpokoa gabeko egoeran, haurragintza gailuak modu honetan elektrizitatea sortu dezake:
I. Haurragintza gailuen funtzionamenduaren oinarrizko printzipioa
Haurragintzaren energia mekanikora bihurtzea
Haurragintza gailu baten paletak zehaztako forma duen diseinua dute. Haizeak paletetan ibiltzen denean, paleten formaren eta aerodinamikaren printzipioren ondorioz, haizearen energia kinetikoa paleten errotazio mekanikoenergian bihurtzen da.
Adibidez, haurragintza gailu handien paletak ohikoa da gutxi gorabehera hamar metro luzeak izatea, eta errepideko alat baten antzoko forma dutela. Haizeak paleten gainetik zehaztako abiadura batean ibiltzen denean, paleten goiko eta beheko gainetako aire-egoerak desberdinak dira, hots, presio-desberdintasuna sortuz eta paletak errotatzeko ahalmena emanez.
Mekanika energia transmititzea transmitimendu-sistema baten bidez
Paleten errotazioa transmitimendu-sistema baten bidez generatzailearen rotorra igotzen da. Transmitimendu-sistema honek, hainbat osagai ditu, hala nola, gearbox bat eta transmitimendu-ospea. Funtzioa da paleten bidez sortutako abiadura baxuko, momentu-mugatzaile handiko errotazioa, generatzailearen behar dituen abiadura altuko, momentu-mugatzaile txikiagoaren errotaziora bihurtzea.
Adibidez, zenbait haurragintza gailuetan, gearboxak paleten abiadura handitu dezake hogeita aldiz edo berrogeita aldiz, generatzailearen abiadura-esperientziei buruz egokitzea lortzeko.
II. Generatzailearen funtzionamendu-printzipioa
Elektromagnetismoaren induzioaren bidez elektrizitatea sortzea
Haurragintza gailuak asizko generatzaileak edo sinkrono generatzaileak erabiltzen dituzte. Kanpoko iturri elektriko gabe, generatzailearen rotorra paleten mugimenduan errotatzen da, statorreko bornak iragandako magnetikoa mozten du, horrela induzitutako potentzial elektroindutsia sortuz.
Elektromagnetismoaren induzioko legearen arabera, kondu bat magnetikoko eremu batean mugitzen denean, konduaren bi amaieran potentzial elektroindutsia sortzen da. Haurragintza gailu batean, generatzailearen rotorra kondu baten antzoko objektu bat da, eta statorreko bornetan sortutako magnetikoa magnetos permanenteki edo indarretara borneratutako bornetan sortzen da.
Adibidez, asizko generatzaile baten rotorra, kage-beldurraren egitura du. Rotorak errotatzen denean, rotorreko konduak magnetikoa mozten dute, eta horrek induzitutako korrontea sortzen du. Korronte hau, berriz, rotorreko magnetikoa sortzen du, eta hau statorreko bornetan sortutako magnetikorekin elkarrekin jarduten, horrela rotorra jarraitzen du errotatzen.
Auto-induzitzea eta tensioa eraikitzea
Zenbait sinkrono generatzaileentzat, auto-induzitze eta tensio-eraikitzeko beharrezkoa da hasierako magnetikoa sortzea. Auto-induzitze eta tensio-eraikitzea, generatzailearen magnetismo geratua eta armaturaren erreakzioa erabiliz, kanpoko iturri elektriko gabe, generatzailearen irteera-tensioa eraikitzea da.
Generatzailearen rotorra errotatzen denean, magnetismo geratuaren ondorioz, statorreko bornetan potentzial elektroindutsia ahul bat sortzen da. Potentzial elektroindutsi hau, indarretara borneratutako bornetan pasatzen da, indarretarako bornak aztertzen dituen zirkuituan, hurrengo moduan magnetikoa sendotzen da. Magnetikoa handitu ahala, potentzial elektroindutsia bertan behera handitzen da, azkenik, generatzailearen tasauneko irteera-tensiora heltzen da.
III. Indarra eta kontrola
Indarra
Generatzaileak sortutako elektrizitatea, kableen bidez, sarea elektrikora edo kokapen lokaleko kargara bidaltzen da. Bidalketa-prozesuan, tensio desberdinetarako egokitzeko, transformadore baten bidez handitu edo murriztu behar da.
Adibidez, haurragintza gailu handiek sortutako elektrizitatea, distantzia luzeetarako bidalketarako, tensio altuenerako sarea elektrikora konektatzeko aurretik, transformadore baten bidez handitu behar da.
Kontrola eta babestea
Haurragintza gailuak seguru eta estaldunez funtzionatzeko, kontrolatu eta babestu behar dira. Kontrol-sistema bat, haizearen abiadura, norabidea, eta generatzailearen indarra bezalako parametroen arabera, paleten angelua, generatzailearen abiadura, etab. aldatu dezake, indarren produzioa hobetzeko eta gailuak babesteko.
Adibidez, haizearen abiadura oso handia denean, kontrol-sistema paleten angelua aldatzen du, paleten suportatzeko azalera murriztuz, haurragintza gailua sobrecarga bati esker ez doan zerkatuta. Aldiz, kontrol-sistema, generatzailearen irteera-tensioa, korrontea, eta maiztasuna monitorizatu dezake. Baldintza anormal bat gertatzen denean, orduan energia-bidalketa itzultzeko, gailuak eta pertsonalen segurtasuna babesteko.
