Mikro i mini elektrownie wiatrowe

30 kwietnia 2013

Zgodnie z informacją z poprzedniego tygodnia rozpoczynamy cykl prezentacji produktów. Dzisiaj najmniejsze z naszej oferty, elektrownie wiatrowe oznaczone symbolem M-300. Zacznijmy od tego, że mianem mikro oznaczać będziemy elektrownie o mocy znamionowej poniżej 100W. Na rynku o tej wielkości dostępne są elektrownie kilku producentów. Ze względu na brak standardów część producentów i importerów urządzeń elektrycznych podaje moc maksymalną wprowadzając, w oczywisty sposób, w błąd odbiorców.

Żeby łatwiej odnaleźć się w gąszczu parametrów technicznych i móc bez problemu porównać różne urządzenia przedstawiamy najważniejsze dane od których zależy ilość wyprodukowanej energii. Parametry które będziemy opisywali to moc, napięcie, prąd, wymiary gabarytowe oraz waga.

Najważniejszym parametrem urządzeń i niestety najczęściej podawanym nieprawidłowo jest moc urządzenia. Moc jaką wytwarza wiatrak jest zależna w praktyce tylko od siły wiatru. Porównanie dwóch różnych turbin wiatrowych ma sens jedynie w sytuacji kiedy pracują w takich samych warunkach. Tymczasem możemy spotkać się z kilkoma wielkościami mocy jakie podają producenci:

1. Moc znamionowa – najczęściej podawana wielkość określająca moc urządzenia uzyskiwaną w określonych warunkach wietrzności. Powinna być w pewnym względzie podstawowym parametrem porównawczym jednak w praktyce każdy z producentów podaje moc znamionową przy innym wietrze. Nie można porównywać urządzenia o mocy znamionowej 100W, które uzyskuje tą moc przy prędkości wiatru powiedzmy 10m/s, z urządzeniem uzyskującym tą samą moc przy prędkości wiatru np. 12m/s.
2. Moc maksymalna – jest to mocą jaką w naturalnych warunkach eksploatacji może wytworzyć urządzenie. Najczęściej producenci podają tą wartość.  Podawanie jej nie ma uzasadnienia ponieważ  moc maksymalna w praktyce nigdy nie jest osiągana.
3. Moc dopuszczalna – maksymalna moc chwilowa osiągana w skrajnych warunkach wietrzności. Często powiązana z dopuszczalną prędkością wiatru jaką jest w stanie przetrwać wiatrak. Po przekroczeniu tej mocy producent nie gwarantuje trwałości urządzenia. Także taka moc nic nie mówi o codziennych parametrach pracy wiatraka.

W rzeczywistości należy posługiwać się tzw. krzywą mocy. Opisuje ona dokładnie przy jakiej prędkości wiatru, jaką moc wytwarza wiatrak. Należy zawsze pytać o całą krzywą mocy w zakresie od 2m/s do 12m/s. Poniżej dolnej granicy żadne urządzenie nie jest w stanie produkować energii a powyżej górnej granicy praktycznie nie występują takie wiatry w naszych warunkach. Im  większa jest uzyskiwana moc przy mniejszej prędkości wiatru tym lepiej. Na jednym z naszych filmów widać różnice pomiędzy pracą elektrowni M-300 a inną, podobnej mocy elektrownią wiatrową.

Kolejnym ważnym parametrem jest napięcie pracy. Dopóki prądnica nie osiągnie zadanego napięcia nie będzie w stanie ładować akumulatorów a więc będzie kręcić się jałowo. Przy mikro elektrowniach wiatrowych niskie napięcie pracy uzasadnione jest niewielkimi mocami urządzeń. Obniża to koszty eksploatacji, nie potrzeba wielu akumulatorów.

Ponieważ przy małej mocy urządzeń wytwarzany prąd jest o niewielkim natężeniu więc straty przesyłowe są stosunkowo niewielki i nie potrzeba stosować grubych przewodów.

Wymiary gabarytowe urządzenia determinują jego sprawność. Niestety nie ma co ukrywać, im urządzenie mniejsze tym mniejszą ilość wiatru jest w stanie wykorzystać. Chodzi tu przede wszystkim o średnicę wirnika. Jeżeli nie można zwiększać wymiarów zewnętrznych, to można zwiększyć ilość łopat. Wpływa to korzystnie na moment rozruchowy i pracę przy mniejszych prędkościach wiatru. Należy jednak zachować rozsądek ponieważ przy małych wymiarach wytrzymałość poszczególnych elementów nie może pozostać bez wpływu na przenoszoną moc, a więc szczególnie obciążenia dynamiczne podczas pracy.

Dlatego wyjątkowo lekkie urządzenia można podejrzewać o krótką żywotność lub niespełnianie parametrów technicznych. Nie można jednoznacznie wyciągać wniosku, że urządzenie lżejsze jest gorsze, ale w przypadku turbin wiatrowych łopatki powinny być stosunkowo lekkie a obudowa ciężka. Jeżeli porównuje się dwa urządzenia o takich samych parametrach mocy i jedno jest o połowę lżejsze od drugiego, to raczej nie wróży to lżejszemu długowiekowej trwałości. Lżejsze oznacza najczęściej więcej plastyku i tańsze materiały eksploatacyjne. Jak ktoś chciał w jednym miejscu zaoszczędzić to w innym na pewno też.

Wracając do naszego najmniejszego modelu możemy rekomendować to urządzenie jako najtańsze i jednocześnie stosunkowo trwałe dzięki prostocie konstrukcji. Nie ma co oczekiwać cudów od mocy 100W, niemniej w porównaniu do wiatraczków konkurencyjnych, które widuje się m-in,. zamontowane do zasilania przydrożnych znakach drogowych, M-300 to wręcz rewolucyjny produkt.

Przeznaczenie podobne jak we wszystkich małych konstrukcjach do zasilania obiektów mobilnych o niewielkiej mocy (np oświetlenie na jachcie), raczej w otwartej przestrzeni niż w okolicach miast. Rekomendowany jako wiatraczek na działkę letniskową lub jako pierwszą własną siłownię wiatrową. Przy cenie niewiele ponad 1000zł jest to prawdopodobnie najtańsza, profesjonalnie wykonana, elektrownia wiatrowa na rynku.