Szélenergia
Elektromos áram
A szélenergiát örök idők óta használja az emberiség, de csak e század második felétől kezdődött el a szél, mint villamos energia előállítására alkalmas energiaforrás felhasználása. Mára viszont elmondható hogy a szélenergiát főleg ilyen célból hasznosítják. Magyarországon, évszázadokon át hasznosították a szél erejét. Még az 1930-as években is mintegy 800 kisebb-nagyobb szélmalom őrölte a gabonát, a villamosítás, az olcsó energiaárak miatt egy ideig azonban feledésbe merültek ezek a gazdaságos szerkezetek. Az energiaárak elszabadulása és a környezet kímélésének egyre nagyobb szükségessége azonban újból előtérbe helyezte a megújuló energiák, köztük a szél erejének a felhasználását. Ugyan most már nem a malmok hajtására, hanem korszerű segédeszközök felhasználásával elektromos áram termelésére használják ezeket a szerkezeteket.
A berendezések lelke maga a rotor (szélkerék) és a vele egybeépített generátor. A generátorban keletkező egyenáram a különböző feszültségszabályzókon át 12-48 V kisfeszültségű, illetve 240 V nagyfeszültségű egyenáramként termelődik a mindenkori szélsebesség függvényében változó teljesítménnyel. Az így keletkezett egyenáramot áramátalakítókon (inverter) keresztülvezetve, mint 240V/50 Hz váltóáramot közvetlenül a fogyasztókészülékekbe, vagy az ellátandó hálózatba lehet vezetni.
Azonban a szélerőtől függően állandóan változó teljesítményű áramot célszerű raktározni. Jelen technikai szinten erre az akkumulátorok a legalkalmasabbak. Az ismertetett berendezésekhez 12 V/400 Ah-48 V/1000 Ah kapacitású akkumulátorokat alkalmaznak az áram tárolására. Amennyiben áramfelesleg keletkezik akkor a turbina tölti az akkumulátorokat, amennyiben viszont nem termel a turbina, akkor az akkumulátorokban elraktározott energiával látjuk el a fogyasztókat.
Jelenleg az ún. hibrid berendezések is rendelkezésre állnak. Ezekben a berendezésekben a szélturbinát és a napelemeket kombinálva termelik az áramot. A két áramtermelő eszköz ugyanolyan feszültségű áramot termel a napsugárzás energiája és a szélturbinából kinetikus energia segítségével. A kétfajta energiát közös rendszerbe vezetik, szabályozzák, majd hasznosítják. A meteorológiai adatok alapján észrevehető, hogy a téli időszakban erősebbek a szelek, viszont nyáron a gyengébb szeleket kitűnően kiegészíti a napenergia többlete.
A szélerőműveket leggyakrabban kétféleképpen kapcsolják rá a villamos hálózatra:
- Szigetüzem
Szigetüzemről akkor beszélünk, mikor a termelt villamos energiát saját célra, a közcélú elosztóhálózattól függetlenül hasznosítjuk. - A villamos áram hálózatra táplálása
A leggyakrabban alkalmazott felhasználás a villamos áram közcélú elosztóhálózatra való rátáplálása.
