Αιολική μηχανή

Αιολική μηχανή λέγεται κάθε σύστημα που μπορεί να εκμεταλλευτεί την αιολική ενέργεια για να παράγει έργο. Οι αιολικές μηχανές είναι γνωστές από την αρχαιότητα, χρησιμοποιούμενες για την άντληση νερού και την άλεση των δημητριακών. Στις μέρες μας χρησιμοποιούνται κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας όπου ονομάζονται ανεμογεννήτριες (Α/Γ) και σε κάποιες μεμονωμένες περιοχές για άντληση.

Τύποι αιολικών μηχανών 

Οι αιολικές μηχανές διακρίνονται σε δυο κύριους τύπους: κατακόρυφου άξονα περιστροφής και οριζόντιου άξονα περιστροφής. Στις Α/Γ οριζοντίου άξονα ο δρομέας είναι τύπου έλικα και βρίσκεται συνεχώς παράλληλος με την κατεύθυνση του ανέμου και του εδάφους. Στις Α/Γ κατακόρυφου άξονα ο δρομέας παραμένει σταθερός και είναι κάθετος προς την επιφάνεια του εδάφους.
Στην παγκόσμια αγορά έχουν επικρατήσει οι ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα για την ηλεκτροπαραγωγή, σε ποσοστό 90 %. Η ισχύς τους φτάνει τα 5 ΜWatt, η διάμετρος του δρομέα κυμαίνεται μεταξύ 40 και 120 μέτρων, το ύψος του πύργου εγγίζει τα 120 μέτρα και λειτουργούν σε ένα παράθυρο ταχυτήτων ανέμου 3 ως 30 m/s. Μπορούν να συνδεθούν απευθείας στο ηλεκτρικό δίκτυο της χώρας.

Κατακόρυφου άξονα 
Αυτές ήταν και οι πρώτες αιολικές μηχανές που κατασκευάστηκαν. Υπάρχουν διάφοροι τύποι:

 Πανεμόνιο
 Κυπελλοφόρο ανεμόμετρο
 Μηχανές τύπου Σαβόνιους
 Μηχανή του Λαφόντ
 Μηχανές τύπου Ντάριους
 Προφυλαγμένες μηχανές
 Μηχανές με κινούμενα πτερύγια
 Μηχανές Tornado

Οριζόντιου άξονα 
 Ανεμόμυλος
 Αργές αιολικές μηχανές
 Γρήγορες αιολικές μηχανές
 Μονόπτερες αιολικές μηχανές
 Μηχανές με εγκάρσιες επιφάνειες
 Μηχανές με χωνί διάχυσης
 Πλωτή αιολική μηχανή
 Ιπτάμενη αιολική μηχανή

Α/Γ μικρής ισχύος για οικιακές εφαρμογές 
Η ισχύς των μικρών Α/Γ κυμαίνεται από 400 W ως 50 kW (συνήθως 1-10 kW). Είναι πολύ χαμηλότερη σε σχέση με τις Α/Γ που προορίζονται για τη στελέχωση Αιολικών Πάρκων και έχουν ισχύ συνήθως πάνω από 700 kW. Οι Α/Γ μικρής ισχύος διαθέτουν 3 ή 4 κινούμενα μέρη, ώστε να έχουν πολύ χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης. Έχουν 2 ή 3 πτερύγια, η διάμετρος του δρομέα κυμαίνεται μεταξύ 1 και 15 μέτρων και το ύψος του πύργου μεταξύ 5 και 30 μέτρων. Η ονομαστική ταχύτητα ανέμου είναι 12 - 16 m/s. Συνήθως επιθεωρούνται κάθε 2 έτη και η διάρκεια ζωής τους κυμαίνεται μεταξύ 20 και 40 ετών.
Αν και δεν είναι στο προσκήνιο όσο άλλες τεχνολογίες, οι μικρές Α/Γ έχουν αποδείξει την ικανότητά τους να παράγουν ενέργεια αξιόπιστα και με χαμηλό κόστος. Υπάρχει μεγάλη εμπειρία στην λειτουργία τους αφού πάνω από 150.000 μονάδες έχουν εγκατασταθεί παγκοσμίως. Δεδομένου ότι η ζήτηση για μικρά συστήματα αιολικής ενέργειας αυξάνεται, το κόστος αυτών των συστημάτων αναμένεται να μειωθεί στο μισό κατά τη διάρκεια της επόμενης δεκαετίας.

Το αιολικό σύστημα μικρής ισχύος 
Εκτός από την ίδια την ανεμογεννήτρια, σε ένα αιολικό σύστημα μικρής ισχύος συνήθως απαιτούνται τα εξής:

1. Θεμέλια - συνήθως από ενισχυμένο σκυρόδεμα, 
2. Καλωδίωση για την μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας,
3. Διακόπτης, ο οποίος επιτρέπει στην ηλεκτρική παραγωγή να απομονωθεί από το φορτίο,
4. Μια μονάδα επεξεργασίας της ισχύος, η οποία καθιστά την ισχύ της Α/Γ συμβατή με το δίκτυο (inverter DC/AC),
5. Ένας μετρητής ενέργειας. ο οποίος καταγράφει τη ενεργειακή παραγωγή της Α/Γ,
6. Εάν το σύστημα σχεδιάζεται για απομονωμένη λειτουργία ή έτσι ώστε να μπορεί να τροφοδοτήσει το φορτίο σε μια διακοπή ρεύματος, θα χρειαστούν μπαταρίες βαθιάς εκφόρτισης για να αποθηκεύσουν ενέργεια και ένας ελεγκτής της φόρτισης για να τις διαχειρίζεται κατάλληλα. Ένα σύστημα που συνδέεται με το δίκτυο και δεν προορίζεται για λειτουργία σε διακοπή ρεύματος, δεν απαιτεί μπαταρίες.

Τα συστήματα με Α/Γ μικρής ισχύος χαρακτηρίζονται, μερικές φορές, ως οικιακές εφαρμογές, και πράγματι είναι. Μπορούν, όμως, να παρέχουν ενέργεια σε αγροκτήματα, σχολεία και αγροτικές επιχειρήσεις. Μικρά συστήματα μπορούν, επίσης, να εγκατασταθούν για να τροφοδοτήσουν μια συγκεκριμένη εφαρμογή όπως η άντληση του νερού σε τοποθεσία απομακρυσμένη από το δημόσιο δίκτυο. Το μέγεθος του συστήματος που απαιτείται για να ικανοποιήσει τις ανάγκες ενός δεδομένου πελάτη εξαρτάται από την ενέργεια που χρειάζεται ο πελάτης και την μέση ετήσια ταχύτητα ανέμου της τοποθεσίας. Σε μία τυπική οικιακή εφαρμογή, σύστημα 4-10 kW μπορεί να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες.

Το επίπεδο θορύβου των περισσότερων σύγχρονων οικιακών Α/Γ είναι περίπου 52-55 decibels. Ο θόρυβος γίνεται αντιληπτός μόνο αν κάποιος προσπαθήσει να τον παρατηρήσει. Οι περισσότερες μικρές Α/Γ κάνουν λιγότερο θόρυβο από ένα οικιακό κλιματιστικό.

Επειδή οι μικρές Α/Γ τοποθετούνται σε ψηλούς πύργους στήριξης, είναι ορατές από σχετικά μεγάλη απόσταση. Μπορεί να υπάρξουν αντιρρήσεις από τους γείτονες, οι οποίες ρυθμίζονται με την διατήρηση κατάλληλων αποστάσεων, ανάλογα με την επιφάνεια της ιδιοκτησίας. 

Δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ παρεμβολή από μικρές Α/Γ στη λήψη της τηλεόρασης ή του ραδιοφώνου. Άλλωστε, τα υλικά από τα οποία είναι φτιαγμένα τα πτερύγια δεν επηρεάζουν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα του ραδιοφώνου ή της τηλεόρασης.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

 Electroepistimi.blogspot Περισσότερες πληροφορίες για τις Ανεμογεννήτριες

Μηχανές
Ενεργειακή τεχνολογία

Μηχανες