Efficienza della turbina: cosa devi sapere?
Lo scopo di possedere e gestire un sistema di turbine eoliche di dimensioni domestiche è generare elettricità per qualsiasi motivo, sia esso uso domestico, profitto o generazione per scopi industriali. La generazione complessiva di elettricità di un sistema di turbine eoliche dipende da molti fattori diversi, molti dei quali possono essere influenzati da fattori interni ed esterni al sistema stesso o dal luogo in cui è posizionato il sistema. Vale a dire, non è importante solo la potenza nominale della tua turbina, ma anche l'efficienza della turbina nell'estrarre l'energia dal vento e nel convertirla in energia elettrica nel punto di consumo. Ad esempio, un generatore da 5 kW in una turbina potrebbe, a causa di inefficienze del sistema, generare solo 500 W di potenza a causa delle perdite di energia nel sistema se gestito in modo improprio. È quindi importante caratterizzare e comprendere le diverse cause di inefficienza e come potrebbero essere combattute.
 
Come ottenere il massimo dal vento
 
Inizieremo dalla prospettiva del vento e analizzeremo ciascuna delle inefficienze fino ad arrivare all'elettricità utilizzata per caricare le batterie di casa tua. Sfortunatamente non puoi controllare cosa fa il vento in ogni momento, quindi sfortunatamente non possiamo fare molto per le sue condizioni. Non vale però nulla che, in generale, quanto più il flusso del vento è laminare (nome scientifico per un flusso d'aria regolare), tanto maggiore è l'efficienza della conversione dell'energia cinetica del vento in energia cinetica di rotazione del vento. pale di turbine eoliche.
 
Il flusso turbolento è l'opposto. Questo è quando l’aria è caotica e vortica attorno all’imprevedibilità. Punti locali all'interno del flusso del vento possono spingere il vento all'indietro o lateralmente causando forze incoerenti applicate alle pale della turbina. Il controllo limitato che hai sul vento che interagisce con la tua turbina è il modo in cui l’ambiente attorno alla turbina influenza le condizioni del flusso. Ostruzioni al flusso come alberi, edifici o altre turbine eoliche causeranno un aumento del flusso turbolento che raggiunge la turbina. Pertanto, quando installi la tua turbina dovresti provare a posizionarla in una bella area aperta con ostacoli minimi nelle vicinanze.
schema del vento per le turbine
Vale anche la pena considerare la velocità del vento a cui sarà sottoposta la vostra turbina nelle diverse posizioni di installazione poiché questa può variare. Il punto principale da considerare è l'altezza della turbina. Più in alto è installata la turbina, generalmente maggiore è la velocità del vento. Questo perché quando il vento interagisce con il terreno rallenta, rallentando l'aria appena sopra di esso, poi quell'aria rallenta l'aria sopra di esso ecc... fino a tornare al flusso illimitato dove il vento scorre a tutta velocità. Questo fenomeno è chiamato strato limite in fluidodinamica: uno strato di flusso vicino a un confine (aria-terra) che presenta un gradiente di velocità lungo la sua altezza.
 
Solleva o trascina
 
La seconda e piuttosto importante inefficienza quando si tratta di sistemi di turbine eoliche è il limite teorico sulla quantità di energia che può essere estratta dal vento da una determinata pala di turbina. Ciò dipende principalmente dalla forma della pala utilizzata per raccogliere l'energia eolica. Esistono diversi modelli popolari di pale di turbina, TESUP in particolare utilizza pale di tipo lift e drag nei loro progetti.
turbine orizzontali e verticali
Un esempio di pala del tipo a sollevamento può essere visto sulla turbina Magnum 5. La pala ha una forma nota come profilo alare. Questa è la forma dell'ala di un aereo se si guarda la sua sezione trasversale. Questa forma produce portanza quando il vento passa sulla sua superficie esattamente nello stesso modo dell'ala di un aereo. Un buon esempio di turbina di tipo drag è una turbina TESUP AtlasX. Questo tipo di turbina ha una pala a forma di "C" e si affida al vento per "spingere" direttamente le pale della turbina per farle girare.
 
flusso del vento
Il massimo teorico per le turbine di tipo lift si aggira intorno al 40% e so che a prima vista potrebbe sembrare basso, ma l'efficienza massima di qualsiasi turbina è solo del 45%! Quindi davvero non è affatto male! Le turbine di tipo drag tendono ad avere un'efficienza inferiore in generale. Ciò è dovuto principalmente alla costruzione della turbina. Poiché due pale (una su ciascun lato della turbina) vengono spinte dal vento in qualsiasi momento, una delle pale lavora contro la rotazione della turbina (che scortesia!) La forma a C della pala garantisce una maggiore superficie della pala è esposta al vento e quindi una delle pale cattura più vento e viene spinta con maggiore forza generando la rotazione.
 
Potresti pensare oh, è spazzatura, bassa efficienza? Riceverò a malapena energia dalla mia turbina TESUP! Ma non preoccuparti, c'è un compromesso, ed è fantastico! Le turbine del tipo a trascinamento hanno una velocità di avvio inferiore e quindi girano più spesso delle turbine del tipo a sollevamento, proprio come la tartaruga e la lepre della generazione di energia! TESUP lavora duramente per garantire che le proprie turbine abbiano un'efficienza maggiore progettando attentamente le loro pale. Basta guardare le lame ridisegnate dell'AtlasX! Non solo hanno migliorato l'efficienza della turbina e aumentato l'area di raccolta del vento, ma hanno anche un bell'aspetto!
 
La necessità di buoni componenti nel tuo sistema operativo
 
L’ultimo ostacolo tra il vento e la produzione di elettricità sono le inefficienze elettriche. Questi possono verificarsi e si verificheranno in tutti i componenti elettrici, sia che si tratti del generatore elettrico nella turbina o del cavo più piccolo del sistema. Purtroppo i componenti elettrici hanno la tendenza a sprecare elettricità attraverso la generazione di energia termica (pensa a quando hai toccato il caricabatterie del telefono ed era caldo dopo aver caricato il telefono). Ogni fase necessaria in un sistema di turbine eoliche per generare, trasmettere e immagazzinare energia elettrica conterrà intrinsecamente alcune perdite. Naturalmente queste perdite possono essere ridotte!
Il modo migliore per ottenere questo aumento di efficienza elettronica a basso costo è acquistare componenti elettronici di buona qualità per il proprio sistema. TESUP è in grado di fornire regolatori di carica, inverter di potenza e sistemi di cablaggio adatti e progettati specificatamente per le turbine TESUP. Acquistare uno o tutti questi sistemi per integrare il tuo sistema di generazione di energia basato su turbine eoliche è un buon modo per ridurre le perdite nel tuo sistema e, in definitiva, generare più energia complessivamente!
 
TESUP spera che questa piccola guida ad alcune inefficienze che potresti riscontrare ti sia stata utile! Spero che ora tu sia un po’ più informato sui sistemi di turbine eoliche e su quanto siano interessanti!