Generatory wiatrowe

Przydomowe elektrownie wiatrowe

Przydomowe elektrownie wiatrowe

Elektrownia wiatrowa HAWT     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).

Modele generatorów i ich specyfikacja

Model 300W 500W 1kW 2kW 3kW 5kW 10kW 20kW
Moc znamionowa (W) 300 500 1000 2000 3000 5000 10000 20000
Moc maksymalna (W) 500 700 1500 3000 4000 6000 12500 25000
Napięcie znamionowe (DCV) 12 24 48 120 120 240 240 360
Prąd znamionowy (DCA) 12 21 21 17 26 21 42 56
Średnica wirnika (m) 1,5 2,5 2,7 3,2 4,0 6,4 8 10
Startowa prędkość wiatru (m/s) 2.5 2 2 2 2 2 2 2
Znamionowa prędkość wiatru (m/s) 12 8 9 9 10 10 10 12
Graniczna prędkość wiatru (m/s) 35 35 35 35 45 45 25 45
Znamionowa ilość obrotów (obr/min) 450 400 400 400 220 200 180 90
Maksymalna ilość obrotów (obr/min) 600 500 500 500 275 250 225 112
Rodzaj generatora prądnica prądu 3-fazowego z magnesami neodymowymi (NdFeB)
Masa generatora (kg) 12,5 30 39 48 62 325 727 960
Zakres temperatur pracy (°C) od -40 do +60
Materiał łopaty śmigła – włókno kompozyt włókno szklane
Materiał obudowy stop aluminium
Ilość łopat śmigła 3 3 3 3 3 3 3 3
Poziom ochrony / izolacji IP54 / B
Odchylanie do kierunku wiatru mech. automat.
pojemność (Ah) 150 200 200 200 200 300 400 600
Sztuk 1 lub 2 2 4 10 10 20 20 30
czas ładowania (h) 14 12 12 15 10 17 12 13

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.

Hałas turbiny

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.

Prędkość wiatru (m/s) 300W 500W 1kW 2kW 3kW 5kW 10kW 20kW
3 29,7 21,3 20 20,9 24,6 23,3 20,9 20,9
4 34 21,7 22,6 27,8 24,8 24,8 22,7 23,4
5 38,2 29,4 24,5 36,2 29,5 30,9 26,2 28,5
6 40,9 30,6 32,2 40,2 35,2 36,9 33,6 36,7
7 45,1 41,4 35,6 45,8 40,7 42,2 40,3 43,6
8 48 44,5 40,4 46,9 48,2 49 45 49,8
9 51,3 50,3 44,7 48,9 52,6 53,4 52,7 51,6
10 54,6 54,8 48,6 59 61,8 62,4 58,4 61,8
11 57,5 58,4 58,4 62,4 65,8 64 59,5 66,2
12 61,7 59,4 59,3 64,6 70,5 70,7 63,3 69,5

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

Kontroler     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.

Połączenia kontrolera

Uwaga! Wejścia panelu solarnego i złącze sterowania występują opcjonalnie w zależności od modelu kontrolera, w kontrolerach o mocy 3kW i powyżej występuje standardowo.

Modele i specyfikacja kontrolerów

Parametr 300W 500W 1KW 2KW 3KW 5KW 10KW 20KW
Moc (W) 300 500 1000 2000 5000 5000 10000 18000
Napięcie znamionowe akumulatorów (V) 24 24 48 120 240 240 240 360
Napięcie ładowania (V) 30 30 60 150 300 300 300 450
Napięcie max / wznowienie (V) 30/28 30/28 60/56 150/140 300/280 300/280 300/280 450/420
Napięcie min / wznowienie (V) 21/24 21/24 42/48 105/120 210/240 210/240 210/240 315/360
Masa (kg) 1 2 8 10 13 52 67 75

 

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.Elektrownia wiatrowa 30kW 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.

 

Tabela produkcji energii w ciągu roku w zależności od prędkości wiatru (kWh)
Prędkość wiatru (m/s) 300W 500W 1kW 2kW 3kW 5kW 10kW 20kW
4 149 1 051 1 472 2 943 3 092 5 151 5 606 10 100
4,5 184 1 279 1 787 3 574 3 697 6 158 7 980 12 071
5 219 1 498 2 102 4 205 4 415 7 358 10 950 14 428
5,5 263 1 822 2 558 5 107 5 282 8 795 14 577 17 248
6 307 2 146 3 005 6 009 6 307 10 512 18 922 20 612
6,5 377 2 610 3 653 7 297 7 542 12 571 24 055 24 633
7 438 3 066 4 292 8 585 9 014 15 023 30 047 29 442
7,5 534 3 723 5 212 10 424 10 775 17 958 36 958 35 198
8 631 4 380 6 132 12 264 12 877 21 462 44 851 42 066
8,5 771 4 669 7 446 14 892 15 391 25 649 53 795 50 274
9 902 4 949 8 760 17 520 18 396 30 660 63 860 60 094
9,5 1 095 5 274 9 373 18 746 21 988 36 643 75 108 71 823
10 1 288 5 589 9 986 19 973 26 280 43 800 87 600 85 848
10,5 1 568 5 326 10 687 21 374 29 915 48 749 96 150 102 606
11 1 840 5 055 11 388 22 767 32 412 51 500 102 580 122 640
11,5 2 234 4 555 12 185 24 362 34 164 53 637 106 951 146 581
12 2 628 4 047 12 982 25 956 35 040 54 408 107 573 175 200
12,5 2 865 3 644 10 643 21 287 24 633 42 775 68 433 198 029
13 3 101 3 232 8 304 16 609 27 717 45 648 76 983 222 749
13,5 3 381 2 917 7 481 14 953 30 161 48 565 83 588 127 221
14 3 662 2 593 6 649 13 289 32 412 50 116 87 390 141 886
14,5 3 995 2 330 5 983 11 966 33 288 51 439 89 299 157 636
15 4 319 2 067 5 317 10 635 15 076 29 565 59 130 174 517
15,5 3 539 1 822 4 783 9 575 16 635 32 622 65 244 192 554
16 2 759 1 577 4 249 8 506 18 300 35 881 70 886 91 367
16,5 2 488 1 183 3 749 7 499 20 069 39 350 75 196 100 197
17 2 208 788 3 241 6 491 21 953 43 038 79 068 109 588
17,5 1 989 596 2 435 4 871 23 941 46 945 81 634 119 548
18 1 770 394 1 621 3 241 0 0 0 130 086
18,5 1 594 298 1 218 2 435 0 0 0 141 229
19 1 419 201 815 1 621 0 0 0 152 993
19,5 1 139 105 613 1 218 0 0 0 165 389
20 858 0 403 815 0 0 0 0

 

Tabela generowanej mocy chwilowej w zależności od prędkości wiatru (W)
Prędkość wiatru (m/s) 300W 500W 1kW 2kW 3kW 5kW 10kW 20kW
4 17 120 168 336 353 588 640 1 153
4,5 21 146 204 408 422 703 911 1 378
5 25 171 240 480 504 840 1 250 1 647
5,5 30 208 292 583 603 1 004 1 664 1 969
6 35 245 343 686 720 1 200 2 160 2 353
6,5 43 298 417 833 861 1 435 2 746 2 812
7 50 350 490 980 1 029 1 715 3 430 3 361
7,5 61 425 595 1 190 1 230 2 050 4 219 4 018
8 72 500 700 1 400 1 470 2 450 5 120 4 802
8,5 88 533 850 1 700 1 757 2 928 6 141 5 739
9 103 565 1 000 2 000 2 100 3 500 7 290 6 860
9,5 125 602 1 070 2 140 2 510 4 183 8 574 8 199
10 147 638 1 140 2 280 3 000 5 000 10 000 9 800
10,5 179 608 1 220 2 440 3 415 5 565 10 976 11 713
11 210 577 1 300 2 599 3 700 5 879 11 710 14 000
11,5 255 520 1 391 2 781 3 900 6 123 12 209 16 733
12 300 462 1 482 2 963 4 000 6 211 12 280 20 000
12,5 327 416 1 215 2 430 2 812 4 883 7 812 22 606
13 354 369 948 1 896 3 164 5 211 8 788 25 428
13,5 386 333 854 1 707 3 443 5 544 9 542 14 523
14 418 296 759 1 517 3 700 5 721 9 976 16 197
14,5 456 266 683 1 366 3 800 5 872 10 194 17 995
15 493 236 607 1 214 1 721 3 375 6 750 19 922
15,5 404 208 546 1 093 1 899 3 724 7 448 21 981
16 315 180 485 971 2 089 4 096 8 092 10 430
16,5 284 135 428 856 2 291 4 492 8 584 11 438
17 252 90 370 741 2 506 4 913 9 026 12 510
17,5 227 68 278 556 2 733 5 359 9 319 13 647
18 202 45 185 370 0 0 0 14 850
18,5 182 34 139 278 0 0 0 16 122
19 162 23 93 185 0 0 0 17 465
19,5 130 12 70 139 0 0 0 18 880
20 98 0 46 93 0 0 0 0

Kontakt

Biuro handlowe AirGenerator
ul. Hodowlana 16, 81-606 Gdynia
e-mail: biuro@generatory-wiatrowe.pl
tel.  +48 (53) 558 47 69; +48 (53) 430 60 30
+48 (58) 742 40 50; fax. +48 (58) 742 52 13

Odwiedź nasze pozostałe strony:
www.eco4globe.com,                Google+
www.fotoogniwa-hurt.pl

Aktualności

Elektrownie wiatrowe na bieżąco
w formie blogu

Najczęściej zadawane pytania

Jak przyłączyć mikroinstalację OZE do sieci?
Pokaż odpowiedź

Czy stawiając domowe elektrownie wiatrowe muszę posiadać jakieś pozwolenia budowlane?
Pokaż odpowiedź

Czy do produkowania energii elektrycznej przez elektrownie wiatrowe potrzebne są jakieś koncesje?
Pokaż odpowiedź               Czytaj więcej...






kręci mnie wiatr...

Copyright © 2008-2012 AirGenerator