Większość turbin wiatrowych korzysta z przekładni, ale nie jest to jedyne możliwe rozwiązanie. Istnieją również turbiny bez przekładni, nazywane często turbinami z napędem bezpośrednim. W takim układzie wirnik jest połączony bezpośrednio z generatorem. Oba rozwiązania mają swoje zalety i wady, dlatego producenci turbin wybierają je w zależności od potrzeb projektu, wielkości instalacji i warunków pracy.
Dlaczego w wielu turbinach stosuje się przekładnie?
W klasycznej turbinie wiatrowej łopaty obracają się stosunkowo wolno – zwykle kilkanaście razy na minutę. Generator potrzebuje jednak znacznie wyższej prędkości obrotowej, aby produkować energię elektryczną. Właśnie dlatego stosuje się przekładnię, która zwiększa prędkość obrotową i przekazuje energię do generatora.
Rozwiązania dla energetyki wiatrowej rozwijają firmy specjalizujące się w układach napędowych. Przykładem jest producent przekładni wiatrowych Famur, który projektuje, produkuje i serwisuje przekładnie zębate dla wielu gałęzi przemysłu, w tym także dla sektora energetyki wiatrowej. Firma rozwija również rozwiązania dla turbin oraz oferuje usługi serwisowe i techniczne dla tej branży.
Przekładnia działa więc jak mechanizm pośredni – przyjmuje wolne obroty wirnika i zwiększa je tak, aby generator mógł pracować z odpowiednią prędkością.
Czy turbina może działać bez przekładni?
Tak, jest to możliwe. W turbinach z napędem bezpośrednim wirnik łączy się bezpośrednio z dużym generatorem o niskiej prędkości obrotowej. Generator jest wtedy znacznie większy niż w klasycznym układzie, ponieważ musi sam radzić sobie z wolnymi obrotami łopat.
Można to porównać do jazdy na rowerze bez przerzutek. Zamiast zmieniać przełożenie, cały mechanizm musi być dostosowany do jednego sposobu pracy. Dzięki temu układ jest prostszy, ale jednocześnie wymaga innych rozwiązań konstrukcyjnych.
Jakie są zalety turbin z przekładnią?
Klasyczne turbiny z przekładnią są dziś najczęściej spotykane na farmach wiatrowych. Wynika to z kilku praktycznych powodów:
- generator może być mniejszy i lżejszy,
- cała konstrukcja gondoli jest zwykle bardziej kompaktowa,
- łatwiej dopasować przełożenie do konkretnego modelu turbiny,
- technologia jest dobrze znana i sprawdzona w wielu instalacjach.
Dzięki przekładni można też stosować generatory pracujące z wysoką prędkością obrotową, co często upraszcza projekt całej turbiny.
Jakie wady mają turbiny z przekładnią?
Obecność przekładni oznacza dodatkowy element mechaniczny, który musi pracować w trudnych warunkach. W gondoli turbiny panują zmienne temperatury, występują drgania i duże obciążenia.
Z tego powodu przekładnia wymaga regularnego serwisowania i odpowiedniego smarowania. Jeżeli pojawi się usterka, naprawa może być skomplikowana, ponieważ wszystkie prace odbywają się na wysokości kilkudziesięciu metrów nad ziemią.
Czy napęd bezpośredni jest lepszy?
Napęd bezpośredni eliminuje przekładnię, a więc usuwa jeden z elementów, który może się zużywać. Dzięki temu konstrukcja ma mniej części ruchomych. Jednocześnie pojawiają się inne wyzwania – generator jest większy, cięższy i droższy w produkcji.
Dlatego oba rozwiązania funkcjonują równolegle. Turbiny z przekładnią dominują w wielu projektach, natomiast napęd bezpośredni stosuje się tam, gdzie liczy się prostota konstrukcji i ograniczenie liczby elementów mechanicznych.
W praktyce wybór zależy od wielu czynników: wielkości turbiny, kosztów inwestycji, a także strategii producenta. Jedno jest pewne – zarówno przekładnie, jak i turbiny bez nich pozostają ważną częścią rozwoju energetyki wiatrowej.
Artykuł sponsorowany
