Вятърните турбини: кинетична енергия и ролята на батериите с химическа потенциална енергия

Как работят вятърните турбини

Вятърните турбини улавят механичната енергия на вятъра и я преобразуват в електричество, което може да захранва домакински уреди. Движението на вятъра завърта лопатките, свързани към ротора, който предава механичната мощ към генератора. При домашни конструкции често се използва DC генератор – обикновено постоянен магнитен мотор. Промишлените турбини обикновено имат индукционен генератор, който произвежда променлив ток (AC), съвместим с уредите в дома.

Батерийно съхранение

За да се осигури електричество, когато вятърът не духа, системата често включва батерийна банка. Обикновено се използват дълбокочаркови гел‑батерии, свързани последователно, за да се получи необходимото напрежение (обикновено 120 V) и ток, съобразен с пикова консумация на уредите.

Размери и подбор на компоненти

Всеки елемент от системата трябва да бъде избран според местните климатични условия и очакваното потребление. Генераторът се изчислява според средната скорост на вятъра, брой и дължина на лопатките, което определя въртящия момент. Кабелите се избира според токовата натовареност и дължината им – съобразено с американския стандарт AWG. Инверторът, който преобразува DC в AC, трябва да съответства на напрежението на батериите и да надвишава пикова натовареност поне с 10 %.

Свързване на батерийната банка

Батерийната банка се свързва към инвертор, който преобразува постоянния ток в променлив, подходящ за домашните уреди. Инверторът може да се захранва директно чрез удължително кабел и разклонител или да се включи в клоновата мрежа на електрическия панел, което позволява да се захраняват повече уреди едновременно.