English
Polski
English
Przydomowe elektrownie wiatrowe
Przydomowe elektrownie wiatrowe
W tej części przedstawiamy podstawowe parametry przydomowych elektrowni wiatrowych.
Nasze małe elektrownie wiatrowe są przeznaczone dla odbiorców indywidualnych i dla małych firm. Ze względu na możliwość montowania ich w bezpośrednim sąsiedztwie gospodarstw domowych są tak zaprojektowane, żeby były nie uciążliwe dla użytkowników i proste w obsłudze.
Dla łatwiejszego rozróżnienia modeli wprowadziliśmy oznaczenie typu elektrowni wiatrowych. Elektrownie HAWT (o poziomej osi obrotu) zwane też klasycznymi oznaczamy jako Y-type. Symbol Y sugeruje niejako 3 łopaty umieszczone do siebie pod kątem. Dla większej ilości łopat (5, 6) przyjęliśmy oznaczenie X-type. Pionowe elektrownie wiatrowe będą oznaczane M-Type w przypadku konstrukcji bazujących na rozwiązaniach Savoniusa (między innymi nasze elektrownie beczkowe), oraz H-type dla modeli z wykorzystaniem konstrukcji Darrieusa.
Poniższe specyfikacje dotyczą tylko i wyłącznie klasycznych modeli elektrowni wiatrowych Y-type.
Modele elektrowni wiatrowych o mocy do 5kW zwykle ze względu na prostotę montażu i koszty montuje się ma masztach z linami odciągowymi. Większe elektrownie zwykle stają na konstrukcjach wolnostojących.
Uwaga! Turbina nie może pracować samodzielnie bez obciążenia tzn. bez podłączonego kontrolera (ewentualnie inwertera pełniącego między innymi funkcję kontrolera elektrowni wiatrowej). Kontroler na swym wyjściu generuje prąd stały (DC) i w przypadku, gdy występuje konieczność podłączenia do zestawu elektrowni wiatrowej odbiorników prądu zmiennego (czyli takiego jaki występuje w sieci), należy skorzystać z przetwornicy (ewentualnie inwertera, który także posiada funkcjonalność przetwornicy).
Do pobrania: Modele generatorów i ich specyfikacja (PDF 85kB)
Raport generowanego hałasu (dB)
Uwaga! Pomiary wykonane zostały w odległości 12m od generatora przy pomocy miernika ręcznego. Prezentowane wyniki są średnią 3 pomiarów (tył, strona lewa, strona prawa) i zawierają także hałas generowany przez sam wiatr.
Jednym ze stereotypów powszechnie uznanych z przeszkodę w rozpowszechnieniu elektrowni wiatrowych jest hałas jaki one generują.
Rzeczywiście pracująca elektrownia wiatrowa może być źródłem hałasu. Należy jednak zdać sobie sprawę z faktu, że podczas silnego wiatru szumią drzewa (nikt z tego powodu nie wycina drzew!) a w czasie wichury czy burzy występują dźwięki o sile wielokrotnie większej niż szum kręcącego się wiatraka. Z naszych osobistych obserwacji wynika, że już z 30 m od generatora, przy słabym wietrze w ogóle nie słychać elektrowni, niewielki szum słychać przy dość silnym wietrze (to muzyka dla uszu bo wtedy najwydajniej pracuje.
Przy bardzo silnym wietrze szum tła jest tak duży, że trudno rozpoznać, które ze źródeł generuje go najwięcej. Problem tak naprawdę może powstać jedynie w sytuacji nadwrażliwych uszu nielubianego sąsiada. Rysunek pokazuje zmierzone hałasy generowane przez generator i naturalny szum podczas wiatru.
Do pobrania: Generowany hałas (PDF 53kB)
Jak wynika z powyższej tabeli hałas pracującej elektrowni absolutnie nie jest dokuczliwy. W praktyce kiedy wieje słaby wiatr to elektrownia pracuje naprawdę bardzo cicho. Dźwięki do 30dB są na poziomie szeptu. W przypadku średnich wiatrów dźwięk pracującego generatora minimalnie wyróżnia się z naturalnego hałasu otoczenia. 50dB to tyle co głośna rozmowa. Kiedy naprawdę zaczyna mocno wiać to wszystko wokoło tak szumi, że hałasu wytwarzanego przez samą elektrownię wiatrową w ogóle nie słychać. Ginie ona w tle innych dźwięków. Tak dla lepszego zobrazowania można powiedzieć, że zaobserwowany przez nas rzeczywisty dźwięk wytwarzany przez elektrownię wiatrową przy najsilniejszym wierze (65dB) był mniejszy niż hałas jaki wytwarzał pojedynczo przejeżdżający samochód w odległości 30m.
Poglądowy schemat połączeń kontrolera
Każde urządzenie pracujące wymaga jakiegoś systemu sterownia. W przypadku elektrowni wiatrowej tum urządzeniem jest kontroler. Przez niektórych zwany również regulatorem ładowania. W rzeczywistości najczęściej porządny kontroler pełni szereg dodatkowych funkcji poza regulowaniem ładowania. Podstawowy kontroler zapewnia ładowanie akumulatorów do zadanego stanu napięcia. Może być wyposażony we wskaźniki prądu i napięcia ładowania, możliwość podłączenia fotoogniw jako alternatywnego zasilania. Kontroler może być uzbrojony także w kilak czujników mierzących np siłę i kierunek wiatru, temperaturę generatora itp. Niektóre zaawansowane kontrolery wyposażone są w funkcję podbijania napięcia generatora umożliwiając nawet w czasie słabego wiatru ładowanie akumulatorów.
Uwaga! Wejścia panelu solarnego i złącze sterowania występują opcjonalnie w zależności od modelu kontrolera, w kontrolerach o mocy 3kW i powyżej występuje standardowo.
Do pobrania: Modele i specyfikacja kontrolerów (PDF 65kB)
Produkcja energii
Elektrownia wiatrowa może wytworzyć tylko tyle energii ile odbierze od wiatru. Mylnym jest przekonanie, że elektrownia wiatrowa o mocy znamionowej powiedzmy 3kW, tyle właśnie mocy zawsze wytwarza. Zrozumiałym jest przecież, że jeżeli nie ma wiatru to elektrownia nie jest w stanie wyprodukować żadnego prądu. Przy małej prędkości wiatru tej energii będzie mało a przy dużej dużo. Jak więc policzyć ile faktycznie prądu wytworzy elektrownia wiatrowa? Od razu odpowiadamy, że opieranie się tylko na średniej prędkości wiatru jest niewłaściwym podejściem.Dlaczego? Ano gdyby tylko przyjść średnią prędkość wiatru, to wyjdzie wynik nieprawdziwy, zaniżony. W rzeczywistości bowiem w ciągu okresu pracy występują wiatry o większej i mniejszej sile. Te o mniejszej sile są mało znaczące. Te o większej sile mogą umożliwić wyprodukowanie kilka razy więcej energii niż to wynika tylko ze średniej prędkości. Damy taki przykład: dla uproszczenia powiedzmy, że w danym okresie jest 50% dni bez wiatru i 50% dni z prędkością wiatru 10m/s. Średnia jak by nie patrzeć 5m/s. Proszę teraz z tabeli odczytać dla dowolnej elektrowni wiatrowej ile teoretycznie ona wyprodukuje mocy przy 5m/s. Teraz proszę odczytać z tabeli ile ta sama elektrownia wytworzy mocy przy prędkości wiatru 10m/s i podzielić to na połowę (ponieważ tylko połowę czasu pracowała w takich warunkach). I co wychodzi? Jak to możliwe? Tak jest dlatego, że wraz ze wzrostem prędkości wiatru ilość wytworzonej energii rośnie bardziej niż prędkość wiatru. Dlatego dla prawidłowego pomiaru należy uwzględnić ilość dni (dla dokładnych ilość godzin), w których będzie określona prędkość wiatru i zsumować dla tych małych okresów ilość wytworzonej energii. Może powstać też pytanie dlaczego przy dużych prędkościach wiatru (powyżej 14m/s) nasze elektrownie wiatrowe pracują mniejszą mocą. Spowodowane jest to ograniczeniami konstrukcyjnymi. Elektrownia musi dobrze pracować już przy małej prędkości wiatru, w warunkach jakie występują najczęściej. Przy większych prędkościach wiatru elektrownia ma za zadanie przede wszystkim przetrwać (energia wiatru jest zbyt duża) i wówczas nie może już efektywnie produkować prądu.
Do pobrania: Tabele produkcji energii w ciągu roku w zależności od prędkości wiatru i generowanej mocy chwilowej w zależności od prędkości wiatru (PDF 89kB)
Przydomowe elektrownie wiatrowe