Szélenergia

A szél a légkör termikus egyensúlyának megbomlásából eredő légmozgás. A Földet érő napsugárzás hatására helyenként eltérően melegszik fel a felszín. A felmelegedés hatására a légtömegek eltérően melegednek fel, így a légsűrűségben és légnyomásban is különbségek keletkeznek. E különbségek hatására a légkörben áramlás alakul ki, míg a nyomás és sűrűség viszonyok ki nem egyenlítődnek. Minél nagyobb az egyes légtömegek hőmérséklet különbsége, annál hevesebb szelek alakulnak ki.

Hazánk, bár nem annyira szeles ország, mégis nagyon sok tájunkon számottevő szélenergia potenciállal rendelkezik. Nagyon sok térség fekszik szélcsatornákban, vagy a domborzati és a környezeti viszonyok által olyan előnyös helyen, ahol átlagban van elég erős és tartós szél ahhoz, hogy érdemes legyen szélgenerátort üzemeltetni. Elsősorban ipari méretekben, valamint tanyáknál, mezőgazdasági létesítményeknél, családi házaknál, hétvégi házaknál kezd terjedni használatuk. Mivel a szél, mint természeti jelenség, erő eléggé változatos, így a sebessége, az abból kinyerhető energia is elég változó mértékeket mutat. Ezen tényt kiküszöbölendően szokták a szélturbinákat áramtermelő napelmekkel együtt alkalmazni.

Szélgenerátor

A szélgenerátorok (szélkerék, szélgenerátor, szélturbina) a szél mozgási energiát alakítják át elektromos árammá, vagy valamilyen munkát végeznek a közvetítő szerkezeteik segítségével.

Szélgenerátor telepítésének alapvető feltételei

A kis teljesítményű (50-5000 W) szélgenerátorok az egyik leggazdaságosabb, önállóan működő, kis szervizigényű, háztartásban is használható megújuló energia-rendszerek. Megvalósíthatjuk az ilyen kis teljesítményű szélgenerátoros rendszert, ha adottak az alábbi feltételek:

• a hatóságok nem tiltják a szélgenerátor telepítését a helyszínen;
• megfelelően szeles a helyszín (4 m/s éves átlag sebesség 10-15 m magasságban);
• megfelelő hely áll rendelkezésünkre, vagyis elég nagy a helyünk külterületen vagy kertes ház övezetben;
• magas tartóoszlop telepíthető a helyszínen (12 m-nél magasabb, 16-30 m az ideális, legalább 9 m-rel magasabb a 100 m-es körön belül lévő legmagasabb létesítménynél);
• az ingatlannak a közüzemi elektromos hálózathoz való csatlakozása annyiba, vagy többe kerülne, mint a megújuló energia-rendszerrel való áramellátása;
• a meglévő hálózati áramellátás nem tökéletes: gyakori áramszünet és feszültségingadozás miatt szünetmentes áramellátást akarunk;

A szélturbina egyik optimális alkalmazási területe a melegvíz előállítása és a fűtésrásegítés. A rendszerben elmarad a töltésszabályzó egység alkalmazása, a szélturbina egy csatolóegységen keresztül egy fűtőpatront lát el villamos energiával. A szabványos kialakítású fűtőpatron melegvíztárolóba, fűtési puffertartályba csavarozható.

A szélturbina 3 fázisú váltóáramot termel, ez lehetővé teszi nagyobb távolságokban a villamos energia csekély veszteséggel járó átvitelét. Ez biztosítja azt az előnyt, hogy a szélturbina telepítési helye és az energia felhasználási helye között nagyobb távolság létesíthető.

Akkumulátor töltése esetén a megtermelt 3 fázisú váltóáramot egy töltésszabályzó egység konvertálja át 12/24/48 Voltos akkumulátorok töltésére alkalmas egyenárammá és egyben szabályozza az akkumulátor töltési folyamatát, valamint megakadályozza az akkumulátor élettartamát károsan befolyásoló túltöltést, túlzott kimerítést. Valamennyi járatos akkumulátortípus töltésére alkalmazható a töltési folyamat paramétereinek beállításával.

A szélgenerátorok villamos hálózatra kapcsolása

A különböző villamos szélerőgépek felhasználása üzemmód szerint kétféle lehet:

• szigetüzem, helyi energiafelhasználással,
• hálózati üzem, a megtermelt villamos energia elektromos hálózatra történő táplálásával.

A rákapcsolást úgy is ki lehet alakítani, hogy a szélgenerátorral mindkét üzemmódot meg lehessen valósítani. A hálózatra kapcsolt gépek lehetnek egyediek, vagy csoportos telepítésűek.

A csoportosan telepített szélerőműveket nevezzük szélfarmoknak.