b'\n_START_ARTICLE_\nVetrna turbina\n_START_PARAGRAPH_\nVetrna turbina je vrte\xc4\x8d se energijski stroj, ki pretvarja kineti\xc4\x8dno energijo vetra v druge oblike mehanske energije. V primeru, da se kineti\xc4\x8dna energija turbine uporablja neposredno za delo (npr. mletje ali \xc4\x8drpanje), ji pravimo mlin na veter. V sodobnem \xc4\x8dasu pa z izrazom ozna\xc4\x8dujemo predvsem stroje, ki pretvarjajo mehansko energijo v elektriko.\n_START_SECTION_\nEnergija vetra\n_START_PARAGRAPH_\nVetrne elektrarne za svoje delovanje izrabljajo energijo vetra. Kot je znano, veter nastaja zaradi delovanja sonca. Ko se Zemlja vrti okoli svoje osi, sonce ogreva razli\xc4\x8dne dele zemeljskega povr\xc5\xa1ja, le-ta pa se ne segreva enakomerno. Na obmo\xc4\x8djih, ki so trenutno prekrita z oblaki je segrevanje po\xc4\x8dasnej\xc5\xa1e kot na obmo\xc4\x8djih z jasnim nebom. Tudi kopno se na splo\xc5\xa1no segreva hitreje kot morje, ker se voda nenehno pretaka in odna\xc5\xa1a toploto drugam. Tako topla povr\xc5\xa1ina segreva zrak, ki je nad njo. Topli zrak se dviga in na njegovo mesto pri tleh doteka hladen zrak. To gibanje zraka imenujemo veter._NEWLINE_Globalno gledano pa sonce najmo\xc4\x8dneje segreje ekvatorski predel zemlje. Tam se segreti zrak pri\xc4\x8dne dvigati in se nato ohlajen spu\xc5\xa1\xc4\x8da pri pribli\xc5\xbeno tridesetem vzporedniku (severnem in ju\xc5\xbenem) in se nato kot hladen tok vra\xc4\x8da po spodnjih plasteh atmosfere v predel ekvatorja. Ti vetrovi se zaradi Coriolisove sile oz. zaradi rotacije zemlje na severni polobli odklanjajo nekoliko vzhodno, na ju\xc5\xbeni pa nekoliko zahodno. Tako nastanejo vetrovi ki jim pravimo pasati._NEWLINE_Najbolj ugodne vetrove tako obi\xc4\x8dajno najdemo na vrhovih hribov, izpostavljenih odprtih obalah ter na odprtem morju._NEWLINE_Pri vetru merimo parametre kot so povpre\xc4\x8dna hitrost, smer ter razlike med trenutno in povpre\xc4\x8dno hitrostjo vetra. Tako je tudi pomembno, da poznamo potek vertikalnega hitrostnega gradienta vetra, ki je v splo\xc5\xa1nem logaritemska funkcija (sl. 2.1), ki pa je odvisna tudi od narave terena. Ta nam pove, da je povpre\xc4\x8dna hitrost vetra pri tleh zaradi trenja enaka ni\xc4\x8d, nato pa z vi\xc5\xa1ino logaritemsko nara\xc5\xa1\xc4\x8da._NEWLINE_Kot vemo je energija oz. kineti\xc4\x8dna energija vetra enaka:_NEWLINE_ ali  na enoto mase_NEWLINE_Torej je masni pretok zraka skozi povr\xc5\xa1ino A v  enak  tako je mo\xc4\x8d vetra enaka _NEWLINE_Torej je mo\xc4\x8d vetra odvisna od tretje potence hitrosti le tega. Zavedati se moramo, da je mo\xc4\x8d vetrne turbine enaka razliki mo\xc4\x8di vetra pred in za veternico oz. razliki kineti\xc4\x8dne energije vetra. Koeficient izkoristka vetrne turbine (Cp) je definiran kot dele\xc5\xbe energije vetra, ki jo je turbina sposobna izvle\xc4\x8di iz vetra. Njegova maksimalma vrednost je 59\xc2\xa0%. Najmodernej\xc5\xa1e turbine imajo vrednost Cp pribli\xc5\xbeno 0.42, kar pomeni da imajo te turbine 42\xc2\xa0% izkoristek vetra. _NEWLINE_Iz tega sledi izraz za mo\xc4\x8d vetrne turbine:_NEWLINE_V resnici mo\xc4\x8d turbine ni \xc4\x8disto sorazmerna s kubom hitrosti vetra, saj koeficient Cp ni konstanten, marve\xc4\x8d je v splo\xc5\xa1nem funkcija hitrosti vetra.\n_START_SECTION_\nZgradba vetrne turbine\n_START_PARAGRAPH_\nGlavni elementi, ki sestavljajo vetrno turbino so vetrnica oz. rotor, menjalnik tj. prenos, generator, gibljiva \xc4\x8deljust ter ragulacijski sistem. Zgradba je lepo vidna na pre\xc4\x8dnem prerezu tipi\xc4\x8dne vetrne turbine.\n_START_SECTION_\nMehanski prenos\n_START_PARAGRAPH_\nMehanska mo\xc4\x8d, ki jo generira propeler se preko mehanskega prenosa prenese na os generatorja. Mehanski prenos je navadno sestavljen iz menjalnika, sklopke in zavornega sistema. Manjalnik je namenjen zvi\xc5\xa1anju obratov rotorske gredi na nivo, ki ustreza doti\xc4\x8dnemu generatorju. Cel mehanski prenos mora biti dimenzioniran tako, da vzdr\xc5\xbei visoke dinami\xc4\x8dne sile, ki nastopajo med delovanjem naprave. Nekateri konstruktorji zato poleg menjalnika vklju\xc4\x8dijo \xc5\xa1e vztrajnik, ki na take sile deluje kot du\xc5\xa1ilni \xc4\x8dlen.\n_START_SECTION_\nGenerator\n_START_PARAGRAPH_\nGenerator je \xc4\x8dlen, ki pretvarja mehansko energijo v elektri\xc4\x8dno. Pri vetrnih elektrarnah s konstantno hitrostjo vrtenja se skoraj izklju\xc4\x8dno uporablja asinhronske generatorje. Eden od razlogov za to izbiro je, da se pri vetrnih elektrarnah s sinhronskim generatorjem lahko pojavi neza\xc5\xbeelena resonanca, ki jo lahko povzro\xc4\x8di sinhronski generator s svojo konstantno frekvenco ter turbina s svojim pulzirajo\xc4\x8dim navorom na gredi generatorja. Ta problem u\xc4\x8dinkovito odpravlja asinhronski generator, ki take pulzirajo\xc4\x8de spremembe navora elegantno absorbira s svojim slipom. Generatorji v tak\xc5\xa1nih elektrarnah obi\xc4\x8dajno obratujejo na napetostnem nivoju 690 V. Slabe lastnosti asinhronskih generatorjev, kot je velik zagonski tok, re\xc5\xa1ujemo z mehkim zagonom s pomo\xc4\x8djo tiristorjev. Nekoliko slab\xc5\xa1i pa popravljamo s kondenzatorskimi baterijami, ki so locirane ob vzno\xc5\xbeju stolpa._NEWLINE_Za vetrne turbine s spremenljivo hitrostjo vrtenja se uporabljajo tako sinhronski kot asinhronski generatorji. Nadaljnji razvoj pa gre v smeri generatorjev, ki ne bi potrebovali manjalnika med propelerjem in generatorsko osjo. Velika pozornost pa se posve\xc4\x8da tudi konverterjem, kjer bi glavno vlogo preklapljanja imeli mo\xc4\x8dnostni tranzistorji. Tak konverter bi imel nizek faktor popa\xc4\x8denja, \xc5\xbeal pa pri velikih mo\xc4\x8deh nastopajo tudi precej\xc5\xa1nje toplotne izgube.\n_START_SECTION_\nZavorni sistem\n_START_PARAGRAPH_\nKer je mo\xc4\x8d vetra sorazmerna tretji potenci hitrosti vetra se ob visokih hitostih vetra pojavljajo sile znatnih veli\xc4\x8din. Zato v vsaki vetrni elektrarni obstajata najmanj dva medsebojno neodvisna zavorna sistema, ki imata sposobnost popolne zaustavitve propelerja ali pa le njegovo zmanj\xc5\xa1anje hitrosti. Zavorni sistem pride v uporabo bredvsem pri mo\xc4\x8dnih vetrovih, kjer je potrebno zmanj\xc5\xa1ati obrate ali pa med vzdr\xc5\xbeevalnimi deli, ki zahtevajo mirujo\xc4\x8d sistem. Tudi izpad elektri\xc4\x8dnega omre\xc5\xbeja ter s tem izguba nasprotujo\xc4\x8dega delovnega momenta gredi lahko hitro privede do nevarnih hitrosti rotorja._NEWLINE_Pri regulaciji z uravnavanjem Cp (pitch control), kjer spreminjamo naklonski kot lopatic nam zasuk vpadnega kota vetra na 0\xc2\xb0 ali celo v negativno stran povzro\xc4\x8di upo\xc4\x8dasnitev propelerja. Kjer uporabljamo druga\xc4\x8dno regulacijo (stall control) nimamo mo\xc5\xbenosti rotiranja lopatic rotorja. Zato imajo navadno na koncu propelerskih lopatic vgrajene zavorne lopute, ki se ob aktivaciji postavijo v polo\xc5\xbeaj najve\xc4\x8djega zra\xc4\x8dnega upora._NEWLINE_Za popolno zaustavitev rotorja pa uporabljamo mehanske zavore, ki se po navadi zaradi manj\xc5\xa1ih zavornih momentov nahajajo za menjalnikom, \xc4\x8deprav taka postavitev slednjega mo\xc4\x8dno obremenjuje. Pri projektiranju zavor je posebno pomembno,da je sistem kljub kak\xc5\xa1ni okvari varen.\n_START_SECTION_\n\xc4\x8celjustni sistem\n_START_PARAGRAPH_\nHorizontalno-osne turbine imajo \xc4\x8deljustni sitem, ki jim omogo\xc4\x8da obra\xc4\x8danje propelerja proti vetru. Na okrovu turbine se nahaja merilec hitrosti (anemometer) in smeri vetra. Ta nato svoje podatke posreduje regulacijskemu sistemu, ki nato z motornim pogonom obra\xc4\x8da \xc4\x8deljustni sistem tako, da je smer vetra pravokotna na propelersko plo\xc5\xa1\xc4\x8dino.\n_START_SECTION_\nStolp\n_START_PARAGRAPH_\nNaloga stolpa je dr\xc5\xbeanje horizontalno-osne vetrne turbine skupaj z generatorjem na neki vi\xc5\xa1ini, ter zagotavljati dobro stabilnost in s tem nemoteno delovanje. Stolpi so lahko betonske ali pa \xc5\xbeelezno konstrukcijske izvedbe, pri \xc4\x8demer je betonska razli\xc4\x8dica dra\xc5\xbeja. Ve\xc4\x8dji betonski stolpi so navadno votli, v njih pa se lahko povzpnemo do turbine oziroma generatorja. Stolpi morajo biti postavljeni na resni\xc4\x8dno masivne temelje, ki pogostokrat dose\xc5\xbeejo globino tudi 50 m. Pri prelahkih temeljih se pojavi tudi problem resonan\xc4\x8dnih frekvenc, ki lahko nastopijo ob dolo\xc4\x8denih obratih propelerja.'