ŠTO JE VJETROELEKTRANA?

Vjetroelektanu čini niz blisko smještenih vjetrogeneratora, najčešće istog tipa, izloženih istom vjetru i priključenih posredstvom zajedničkog rasklopnog uređaja na električnu  mrežu (HEP «Projekti vjetroelektrana u Hrvatskoj»).

Slika 3. Vjetroelektrana na Pagu

Vjetrogenerator je autonomna proizvodna  jedinica električne energije. Sastoji se od :

1) vjetroturbine, koja kinetičku energiju pretvara u mehanički rad

2) generatora koji mehanički rad pretvara električnu energiju.

Postoje dva  temeljna pristupa u konstrukciji vjetroturbina:

1. konstrukcija vjetroturbine s horizontalnom osi rotora
2. konstrukcija vjetroturbine s vertikalnom osi rotora (rijetko su zastupljene).

Moderne vjetrogeneratore karakterizira trolopatični rotor vjetroturbine i stup cijevne izvedbe.Oni su funkcionalno, aerodinamički i tehnološki visoko usavršeni.

Slika 4.Vjetrogenerator

Kod vjetrogeneratora s horizontalnom osi rotora vjetroturbine, smještaj lopatica obično je s privjetrinske strane . Osnovni dijelovi vjetroturbine su:

- rotor vjetroturbine

- strojarnica (gondola)

- stup

- temelj

Rotor vjetroturbine se sastoji od glavčine na koju su pričvršćene lopatice koje u pravilu imaju uređaje za zakretanje oko vlastite osi. Rotor vjetroturbine priključen je na električni generator koji mehaničku energiju vjetra pretvara u električnu. Dvije su osnovne izvedbe vjetrogeneratora:

-          s asinkronim generatorom i prijenosnikom

-          sa sinkronim generatorom i direktnim pogonom

Kod vjetrogeneratora s asinkorinim generatorom mehanička se energija s rotora vjetroturbine preko osovine i sustava zupčanika (prijenosnika) prenosi na rotor električnog generatora. Ovaj tip vjetrogeneratora koriste vjetroelektrane na Pagu. 

Slika 5.Asinkroni generator

  1 - kran

  2 - asinkroni generator

  3 - sustav za hlađenje

  4 - upravljački ormar

  5 - prijenosnik

  6 - glavno vratilo

  7 - sustav sa blokiranje rotora

  8 - lopatice

  9 - glavčina

10 - oplata gondole(spinner)

11 - okretnica lopatice

12 - nosač gondole

13 - hidraulički agregat

14 - disk

15 - okretnica za zakretanje gondole

16 - kočnice

17 - toranj

18 - pogon zakretanja gondole

19 - spojka

Vjetrogenerator sa sinkronim generatorom ima rotor vjetroturbine preko glavčine direktno spojen na rotor sinkronog generatora bez posredstva osovine i prijenosnika. Ovaj tip vjetrogeneratora koriste vjetroelektrane pokraj Šibenika.

Sl.6. Sinkroni generator

  1 - toranj

  2 - sinkroni generator

  3 - adapter

  4 - glavčina

  5 - prednji dio oplate(spiner)

  6 - klizni koluti

  7-  lopatice

  8 - oplata gondole(rotirajući dio )

  9 - anemometar

10 -  priključna kutija generatora

11 - uzbuda generatora

12 - elektormotorni pogon za zakretanje gondole(yaw)

13 - glavni nosač

14 - osovinski rukavac

Zadaća stupa vjetrogeneratora je da se rotor vjetroturbine sa strojarnicom uzdigne na optimalnu visinu iznad tla. Stup je najčešće koničnog oblika i izrađen od čelika. Rijetko je čeličnorestkaste ili betonske konstrukcije. Niz stup se spuštaju kablovi kojima se proizvedena električna energija predaje u mrežu. Kroz stup se osoblje za održavanje penje u gondolu. Unutar stupa često se nalaze vitalni dijelovi vjetrogeneratora kao što su frekvencijski pretvarač, transformator i sl.

Slika 7. Unutrašnjost stupa vjetrogeneratora

Temelj vjetrogeneratora nosi cjelokupni vjetrogenerator i osigurava njegovu stabilnost. Na potencijalnim lokacijama za podizanje vjetroelektrana u Hrvatskoj geološka struktura podloge uglavnom je prikladna za jeftinije izvedbe temeljenja. To je zbog toga što većinom prevladavaju karbonantne stijene koje karakterizira visoka specifična nosivost. Stabilnost kod prevrtanja može se postići ugradnjom čeličnih sidara.

Slika 8. Izrada temelja za vjetrogenerator.

Uz sam vjetrogenerator u pravilu se nalazi mala transformatorska stanica u kojoj se niski izlazni napon generatora pretvara u visok, i da bi se energija mogla transportirati na veće udaljenosti.

Navedeni su samo važniji dijelovi od kojih se sastoji jedan vjetrogenerator. Slaganje dijelova zahtjevan je i osjetljiv  posao. Radi pojednostavljenja, postavljanje vjetrogeneratora svedeno je na četiri etape:

-          izrada temelja s temeljnim segmentom stupa

-          motaža stupa (najčešće u nekoliko dijelova)

-          motaža gondole

-          montaža rotora vjetroturbine

Na slikama montaže vjetrogeneratora s Paga vidi se kako to okvirno izgleda.

Slika 9. Kran podiže i postavlja stup na već izrađeni temelj (sl.8.)

Stup se obično sastoji iz više dijelova koji se slažu jedan na drugi.

Slika 10. Slaganje stupa

Na postavljen stup stavlja se gondola (strojarnica)

Slika 11 i 12. Postavljanje gondole

Kad je gondola postavljena na nju se montira rotor vjetroturbine.

Slika 13. Montaža rotora vjetroturbine

Iz ekonomskih razloga grade se vjetrogeneratori sve veće snage što znači sve većeg rotora i sve viših stupova. Prednosti toga su učinkovitija proizvodnja električne energije i bolje iskorištavanje energije vjetra (izgradnom visokih stupova izbjegava se utjecaj hrapavosti tla ili prepreka). Osnovni nedostatak povećanja snage su troškovi izrade dijelova, transporta i montaže zbog gigantskih kranova i narušavanje estetskog izgleda okoliša (Car i Mađerčić, 2006.).

Slika 14. Prikaz razvojnog puta  vjetrogeneratora