Generatory wiatrowe

Szybciej niz wiatr...

Obalanie mitów cz1.

9 czerwca 2015

Wiele już słyszałem na temat wyższości pionowych elektrowni wiatrowych nad klasycznymi. Wiele z tych informacji jest prawdziwych i całkowicie uzasadnionych, ale ostatnie wiadomości jakie do mnie dotarły nie pozwalają mi przejść obok nich obojętnie. Zupełnie nieprawdziwe informacje trafiają na grunt nieświadomych niczego osób. Ludzi inteligentnych, ale nie będących w temacie, którzy dają się w ten sposób łatwo manipulować ponieważ nie mają w tym zakresie wystarczającej wiedzy. Co gorsza te nieprawdziwe informacje są przekazywane dalej pocztą pantoflową. Ogólnie informacja na temat turbin wiatrowych w Polsce jest niewielka, a w szczególności na temat turbin przydomowych. Dlatego postanowiłem obalić mity i zdemaskować kłamstwa i fantazje niektórych osób, które chcą być nazywane wynalazcami, producentami czy konstruktorami turbin wiatrowych. W kilku słowach odpowiem na najważniejsze w/g mnie argumenty dlaczego do tej pory wiatraki pionowe nie zdobyły zbytniego uznania na rynku i z całą pewnością go nie zdobędą w szerokim zakresie, bez względu na to, co ktoś sobie wymyśli i jak nowatorskie, przełomowe czy rewolucyjne rozwiązania zastosuje.

Powszechne mniemanie o turbinach pionowych jest takie, że startują przy mniejszej prędkości wiatru niż turbiny poziome. W praktyce wszystkie elektrownie wiatrowe startują przy zbliżonej prędkości wiatru. Zwykle jest to około 2m/s. Wynika to z oczywistego faktu, że zanim coś zacznie się poruszać musi pokonać opór wewnętrzny. W przypadku wiatraków mamy na myśli np. opór łożysk, ewentualnie przekładni jeżeli są (my nie stosujemy) i opór magnetyczny. Nie ma żadnych powodów dlaczego łożyska stosowane w turbinach pionowych miały by mieć lepsze parametry niż w turbinach poziomych lub że wirniki pionowe mają mniejszą reaktywność od poziomych. Nawet urządzenie łożyskowane w pionie stawia większy opór na łożyskach tocznych niż wał poziomy. Drugim czynnikiem jest masa własna turbiny. Wiadomo, że im urządzenie jest cięższe tym trudniej wprowadzić je w ruch. Turbiny o pionowej osi obrotu zwykle są cięższe od poziomych. Są to oczywiste fakty, a nie chwyty marketingowe sprzedawców. Jedynym czynnikiem jaki może mieć dodatni wpływ na szybszy start turbiny pionowej jest powierzchnia łopat. Im jest większa, tym wiatr napierający na większą powierzchnię łatwiej poruszy łopatkę. Z drugiej strony większa powierzchnia wirnika stawia opór w chwili kiedy wracająca łopatka porusza się „pod wiatr”, co skutecznie minimalizuje ten czynnik. W konsekwencji jest bardzo mało prawdopodobne, że wiatrak poziomy będzie startował przy silniejszym wietrze niż wiatrak pionowy. Wyklucza to nie tylko teoria. Praktycznie nie zaobserwowaliśmy istotnych różnic pomiędzy prędkością startową dla wielu urządzeń. Nasze ośmioletnie doświadczenie pozwala obiektywnie spojrzeć na ten temat.

Poza prędkością startową istotniejszym wskaźnikiem jest moment, w którym wiatrak uzyskuje jakąś sensowną moc. Cóż bowiem z tego, że się kręci skoro nie produkuje prądu. Wszak w takim wypadku tylko niepotrzebnie zużywają się łożyska. Dla dobrego zweryfikowania uważam, że należy ustalić jakąś porównywalną moc uzyskiwaną dla obu typów wiatraków. Ponieważ producenci często podają parametry oderwane „nieco” od rzeczywistości, np. zamiast mocy znamionowej podają maksymalną itp., dlatego uważam, że sensownym będzie ustalenie parametru przy jakiej prędkości wiatru turbina uzyskuje 10% swojej mocy. W ten sposób wyeliminuje się nie tylko różnice w typie wirnika, ale też w mocy znamionowej. Tak możemy porównać wydajność wiatraka o mocy 1kW do nawet 20kW. Ja w tym miejscu nie będę porównywał parametrów konkretnych modeli ponieważ te dane mogą się u konkurencji zmieniać w zależności od tego co napisze producent. Jako przykład podam tylko, że nasz najpopularniejszy wiatrak o mocy znamionowej 2kW uzyskuje 10% swojej mocy (200W) przy prędkości około 3,7m/s.Warto ten parametr uwzględnić w jakiś normach bo tego nie da się nagiąć do własnych potrzeb i łatwo to zweryfikować. Ponownie opierając się na naszym doświadczeniu możemy jedynie potwierdzić, że pionowe wiatraki mają te parametry dużo słabsze od poziomych.

Kolejnym parametrem, który jest istotny do prawidłowego porównania urządzeń jest moc uzyskiwana przy znamionowej prędkości wiatru. Niby nie jest duża różnica kiedy jeden wiatrak uzyskuje moc znamionową przy 10m/s, a inny przy 12m/s. To wydaje się tylko 20% różnicy. Ktoś niewtajemniczony mógłby pomyśleć, że skoro przy 12m/s uzyskuje dajmy na to 12kW to przy 10m/s będzie po prostu  10kW. Niestety nic bardziej mylnego. Wiatrak uzyskujący 12kW przy 12m/s będzie uzyskiwał około 7kW przy 10m/s, i nie jest to w ogóle związane z rodzajem wiatraka, ale właśnie z prędkością wiatru. Po prostu wiar wiejący z większą prędkością niesie ze sobą znacznie więcej energii. To zjawisko opisane jest na wielu forach czy Wikipedii (chodzi o wzrost mocy w trzeciej potędze prędkości wiatru). Mogę jedynie wskazać, że niektórzy producenci podają moc znamionową na poziomie prędkości wiatru 14m/s. Co by oznaczało, że przy prędkości 10m/s taki wiatrak osiągnie niespełna 3m/s! Niestety zauważyłem, że tak często jest właśnie z wiatrakami o pionowej osi obrotu. Wnioski nasuwają się same…

Wreszcie najbardziej oczywistą różnicą rzucającą się wręcz w oczy pomiędzy poziomym, a pionowym wirnikiem jest fakt, że ten drugi zawsze część czasu pracuje „pod wiatr”. W praktyce musi więc uzyskiwać niższą sprawność. Tak jest w rzeczywistości. Maksymalna teoretyczna sprawność dla wirnika pionowego wynosi około 38% a dla poziomego 76%. Różnica jest na tyle wyraźna, że nie trzeba kontynuować wątku. Niektórzy zarzucali nam swego czasu, że owszem, że owszem ale tak jest tylko w przypadku dużych wiatraków. Bo małe mają inne cechy (niby jakie?). Dlatego dodam tylko, że kiedyś popularne były statki z kołem wodnym. Ostatecznie zostały zastąpione śrubą. Te małe tym bardziej.

Żeby nie być tak całkowicie krytycznym wobec konstrukcji pionowych wspomnę też o zaletach, których nie można pominąć. Turbiny pionowe mogą obracać się z dużo mniejszą prędkością obrotową niż poziome. Dzięki temu są absolutnie bezgłośne, nie wytwarzają tym samym drgań i mogą być montowane na budynkach. Tu jednak uwaga, to dotyczy tylko wybranej grupy produktów (posiadamy w ofercie najwolniej kręcące się turbiny pionowe w Polsce). Niektóre pionowe turbiny muszą kręcić się dużo szybciej niż poziome, szczególnie z wirnikiem Darieusa muszą kręcić się szybciej niż prędkość wiatru. Przyznam, że w tym ostatnim przypadku w ogóle nie widzę uzasadnienia dla ich stosowania.

Kontakt

Biuro handlowe AirGenerator
ul. Hodowlana 16, 81-606 Gdynia
e-mail: biuro@generatory-wiatrowe.pl
tel.  +48 (53) 558 47 69; +48 (79) 312 03 23
+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...

Logo AirGenerator - Generatory wiatrowe




kręci mnie wiatr...

Copyright © 2008-2017 AirGenerator