Jak funguje: větrná elektrárna (zjednodušeně, ale názorně)

Tento článek není technickým popisem větrné elektrárny. Jeho cíl je naprosto opačný - přiblížit úplně polopaticky i zcela laické veřejnosti či dětem, jak vlastně elektřina z větrné elektrárny vzniká. (za inspiraci děkuji K.)

"Definice"

Větrné elektrárny využívají síly větru k roztočení vrtule (větrná turbína). K ní je pak připojen elektrický generátor. Teoreticky získatelný výkon je přímo úměrný třetí mocnině rychlosti proudící vzdušné masy. [http://cs.wikipedia.org/wiki/Větrná_energie]

Kdo tomu rozumíte? ;-) Pojďme si to trochu vysvětlit. Předně, pokud nevíte, přečtěte si Co je to vlastně vítr a jak vzniká?

Nyní už tedy k samotné větrné elektrárně.

Větrná elektrárna

Z čeho se větrná elektrárna skládá je hezky vidět na tomto anglickém videu:

Pojďme si jej stručně popsat česky. Větrná elektrárna se skládá ze stožáru (ve vyšší výšce je silnější vítr), na jehož konci jsou většinou tři listy "vrtule" (tři jsou, protože to je jak se zdá nejvýhodnější z hlediska výkonu).

Malá červená vrtulka na videu je tzv. anemometr - ten měří rychlost proudění větru (podle toho je pak možné zvyšovat výkon elektrárny tak, že řídící počítač, který informaci o rychlosti proudění vyhodnotí, různě naklání listy vrtule).

Listy vrtule se vlivem foukání větru otáčejí kolem jejich spojení - osy, která vede přes převodovku, jež pomocí ozubených koleček zvyšuje otáčky další hřídele (rychlost otáčení vrtule by totiž nestačila k vytvoření požadovaného elektrického napětí), která je připojena ke generátoru.

Otáčením hřídele generátoru se v jeho nitru vyrábí elektrická energie:-) Podrobněji v článku - Jak se vyrábí elektřina aneb jak funguje elektrický generátor (dynamo).

Proč se listy vrtule ve větru točí?

Listy vrtule jsou vytvarovány tak, že když je vzduch "obtéká", vzniká na jedné straně listu vrtule vyšší tlak, protože vzduch tam musí kolem listu "běžet" po delší trase a tedy rychleji, než pod listem (tlak totiž souvisí také s rychlosti proudění - vyšší rychlost proudění znamená nižší tlak - můžete si to představit tak, že jak molekuly vzduchu běží rychle, nemají čas vytvářet tak vysoký tlak jako když jsou v klidu). Tlaky se snaží vyrovnat, vznikne tak síla, která způsobí otáčení listů vrtule.

Křídlo a princip listu vrtule [http://www.laazatec.cz/clanek448.html]

Na úplně stejném principu létá letadlo. Jeho křídla jsou také tvarována tak, aby se těsně pod křídlem vytvořil tlak vzduchu nižší, než těsně nad křídlem. Tlak se snaží vyrovnat, což má zjednodušeně řečeno za následek vznik síly, která letadlo "nadnáší". 

Odkazy

Jak to dělají jinde - Jak se z větru vyrábí elektřina, Proč letadlo letí - polopaticky.