Haize-sorgailua da haize-energiatik energia elektrikoa lortzeko tresna nagusia, eta haize-parkeen osagai ezinbestekoa.

Haize-sorgailua

Funtzionamendua eta osagaiak

Energia elektrikoa lortzeko erabiltzen diren haize-sorgailuen funtzionamenduaren funtsa euste-indarra da, fluido batekiko (kasu honetan, airearekiko) abiadura erlatiboa duen gorputz batek jasaten duena hain zuzen ere. Besoen ebakidura berezia dela eta, haizeak abiadura desberdina hartzen du besoaren alde ganbiletik eta lautik igarotzen denean. Alde ganbiletik haizea arinago igarotzen da alde lautik baino, eta presio-diferentzia sortzen da besoaren bi aurpegien artean. Ondorioz, euste-indarra sortzen da, eta horixe da besoak ardatzaren inguruan birarazten dituena. Ardatzak biratu eta sorgailu elektrikoari eragiten dio, eta elektrizitatea ekoizten da.

Haize-sorgailuaren barne-osagaiak (iturria: Press Picture Siemens AG, Energy Sector)

Haize-sorgailuek hiru osagai nagusi dituzte: errotorea, kaxa eta dorrea. Dorreak errotoreari eta kaxari eusten die. Errotorea, ostera, besoek eta abatzak osatzen dute. Kaxaren oinarrizko osagaiak, azkenik, biderkagailua eta sorgailu elektrikoa dira.

Errotoreak haizea jasotzen du, eta, kaxan, errotorearen energia mekanikoa energia elektriko bihurtzen da. Haize-sorgailuak hainbat motatakoak izan daitezke, eta erabilienak 3 beso, sorgailu asinkronoa eta ardatz horizontala dutenak dira.

Haizetik lortzen den energia hartutako azaleraren araberakoa da, ez besoen azaleraren araberakoa. Horregatik, beso-kopurua ez da beti bera izaten eta, eskuarki, bat eta hiru bitartekoa izaten da. Hala ere, simetria-arazoengatik eta jasan beharreko indarren orekagatik, haize-sorgailu moderno gehienak hiru besokoak izaten dira, eta erabilienak sorgailu asinkronoa eta ardatz horizontala dutenak dira (ardatz bertikalekoak ere badira). Horietan, besoek abiadura konstantean biratzen dira, eta biderkagailuaren bidez alternadore asinkronora akoplatzen dira. Abiadura finkoa dutenez, biratze-abiadura mantentzeko bultzada aerodinamikoaren arabera orientatzen dira. Dena den, azkenaldian doikuntza zuzeneko sorgailuak erabiltzen hasi dira. Horiek ez dute biderkagailurik behar, eta pisu eta kostu txikiagoa dute. Erdiesten den errendimendua, aldiz, oso ona da.

Haize-sorgailu motak (iturria: EVE-EEEren Energiaren Hiztegi Entziklopedikoa)

Haizearen abiadura eta norabidea

Haizearen abiadura anemometroaren bidez neurtzen da; horretarako, haize-sorgailuak izango duen altuera bereko haga batean jartzen da. Haizearen norabidea, ostera, haize-orratzaren bidez detektatzen da. Ordu eta urte-sasoi desberdinetan jasotako bi datu horiekin haize-arrosa deritzon diagrama marrazten da. Diagrama horren bidez, haizearen norabideen maiztasun erlatiboa eta abiadura bakoitzak batez besteko abiadurari eta haizearen energia-edukiari egiten dion ekarpena zehazten dira. Datu horiek ezagututa, energia-ekarpen handiena egiten duen norabidean haize-sorgailuei ahalik eta oztopo gutxien jartzen ahalegindu behar da.

Haize-sorgailu batek haize-energiatik lor dezakeen energia zinetikoa mugatuta dago. Izan ere, haizea, haize-sorgailua zeharkatu ondoren, ezin daiteke zero abiadurarekin atera eta, aldentzean, hurbiltzean zuen energiaren parte bat berekin darama. A. Betz zientzialari alemaniarrak haize-sorgailu batek haizetik lor dezakeen energia maximoa energia zinetiko guztiaren 16/27 (% 59) dela frogatu zuen. Errotorearen diametroa (D) kontuan hartuta, haize-sorgailu baten bidez lor daitekeen haize-potentzia maximoa horrela kalkulatzen da:

$P_m=\mathrm{0,}\text{29}{D}^2{v}^3$

Diametroa metrotan eta haizearen abiadura m/s-tan jarriz gero, potentzia watt-etan kalkulatzen da.