Tuulegeneraator

pisi|Droonivideo tuulegeneraatorist Kunda lähistel 2021. aasta novembris
Tuuleturbiin (ka tuuleelektrigeneraator; slängis tuugen (tuulik + elektrigeneraator)Roheline Värav, 25. märts 2011) on labamasin, mis muudab tuule ehk voolava õhu liikumise kineetilise energia turbiini võlli pöörlemisenergiaks ehk mehaaniliseks energiaksTehnikaleksikon, lk 540.

Tuuleturbiin koosneb maastikul masti otsa püstitatud mitmelabalisest rootorist.
pisi|Tuuleturbiin: 1 – vundament, 2 – elektrikilp, 3 – mast, 4 – trepp, 5 – pöördmehhanism, 6 – gondel, 7 – elektrigeneraator, 8 – anemomeeter, 9 – võlli pidurdussüsteem, 10 – reduktor, 11 – turbiini labad, 12 – labade sammu muutmise mehhanism, 13 – rootori võlli otsakate (voolundi)

Eristatakse üld- ja eriotstarbelisi tuuleturbiine. Eriotstarbelised, näiteks tuuleveskid, võivad olla kohandatud jahvatamiseks, elektrigeneraatorite ajamiteks, vee magestamiseks, tõstmiseks või pumpamiseks.

Üldotstarbelisi tuuleturbiine kasutatakse tuuleelektrijaamades. Rühmiti paigaldatud suuri tuuleturbiine nimetatakse tuuleparkideks.

Laialdaselt kasutatakse tuulikelektrigeneraatoreid võimsusega 1–2 MW, maailma suurimate eksemplaride võimsus on veidi üle 7 MW. Väiksemaid tuuleturbiine kasutatakse ka väiksema võimsusega elektrigeneraatorite 10 W ajamitena.

 Tuuleturbiinide tüübid 

Kasutuselt levinumad tuuleturbiinid jagunevad kaheks peamiseks tüübiks: horisontaal- (HAWT) või vertikaalteljega turbiinid (VAWT).

 Horisontaalteljega tuuleturbiin (HAWT) on enim levinud. Sellise tuuliku torni/masti tipus asub rootor, mille pöörlemistelg on piki tuule suunda, see tagab parima tuule-energia kasutuse. Standardne tuulik koosneb kolmest labast ja võib töötada vastutuule (upwind) või allatuule (downwind) konfiguratsioonis.

 Vertikaalteljega tuuleturbiin (VAWT) on rootoriga, mis paikneb maapinna suhtes vertikaalselt, võimaldades sellel töötada sõltumata tuule suunast. Sellised tuulikud on vähem levinud, kuid sobivad paremini kasutamiseks linnakeskkonnas või muutlike tuuleoludega piirkondades. Tuntuimad konstruktsioonid on Darrieusi ja Savoniuse tüüpi turbiinid.

Lisaks neile kahele tuuliku põhitüübile on olemas ka ebatavalised tuuleturbiinid, mis erinevad oma konstruktsiooni, tööpõhimõtte ja kasutusala poolest. Nende hulka kuuluvad näiteks mitme rootoriga tuulikud, labadeta lahendused (!?) ja hübriidmudelid, kus kombineeritakse erinevaid tehnoloogiaid, et kasutada tuuleenergiat tõhusamalt.

 Ajalugu 

Juba Heron Aleksandriast konstrueeris tuuleratta, kuid seda ei hakatud kasutama. Odava orjatöö tõttu polnud töömasinate leiutamiseks ja täiustamiseks ühiskondlikku survet.

Tuulikud võeti praktikas kasutusele 7. sajandil Sistanis – see on piirkond, mis jääb Iraani, Afganistani ja Pakistani piirile. Nad levisid kiiresti. 1190. aasta paiku nägid neid Süürias ristisõdijad ja tõid nende ehitamise oskuse Euroopasse. Juba 14. sajandil kasutati tuulikuid Reini deltas maa kuivendamiseks.

Esimese tuuleturbiiniga elektrit tootva elektrigeneraatori valmistas 1887. aasta juulis šoti õpetlane James Blyth, et valgustada oma suvilat Marykirkis. Juba mõni kuu hiljem asutas USA leiutaja Charles Brush esimese automaatse tuuleelektrijaama elektri tootmiseks Ohio osariigis Clevelandis. See oli 18 m kõrge, kaalus 3,6 tonni ja selle võimsus oli 12 kW.

Esimene 100 kW tuuleturbiin pandi tööle 1931. aastal NSV Liidus Jaltas. See oli tänapäevase rõhtsa teljega tuuleelektrijaamade eelkäija. See oli 30 m kõrge ja ühendatud kohaliku 6,3 kV jaotussüsteemiga. Seadme kasutegur oli 32%, mis ei erine oluliselt tänapäeva tuuleelektrijaamade kasutegurist.

Esimene 1 MW tuuleturbiin pandi tööle 1941. aasta sügisel USA-s Vermonti osariigis. Kuid see jõudis enne rikkiminekut töötada kõigest 1100 tundi. Sõja tõttu oli varuosadest ja materjalidest suur puudus, seega jäi turbiin remontimata.

 Õnnetused 
Tuuleturbiinid asuvad tavaliselt inimasustusest kaugel ega vaja oma igapäevaseks hoolduseks spetsialisti juuresolekut. Seetõttu on nendega juhtunud õnnetuste korral inimohvrid suhteliselt haruldased. Kuna tuuleturbiinid on püstitatud kõrgetele mastidele, jäävad need tavaliste tuletõrjevahendite kustutusulatusest välja ja neid on süttimise korral keeruline kustutada. Esineb juhtumeid, kus üks või mitugi tuuliku laba on elektrigeneraatori põlengu tõttu kahjustada saanud või muul põhjusel murdunud. On juhtunud, et tuuleturbiinid pole tormituultele vastu pidanud ning on ümber kukkunud.

 Pilte 

Vaata ka
 vertikaalse teljega tuuleturbiin
 tiivik
 tuuleveski
 Eesti Tuuletehnoloogia Liit

Viited

Kategooria:Jõumasinad
Kategooria:Turbiinid
Kategooria:Tuuleenergia