GEO-PROJECT US�UGI GEODEZYJNO-PROJEKTOWE

Strona Główna        Geodezja        Architektura        Elektrownie wiatrowe        Kolektory Słoneczne        Kontakt

Elektrownie wiatrowe o pionowej osi obrotu

Elektrownie VAWT.

Pionowe turbiny wiatrowe Niewątpliwie do zalet należy cicha praca (niskie obroty), brak silnych drgań, bezpieczeństwo dla ptaków. Do wad zaliczyć należy przede wszystkim dużą masę, koszty części, niską sprawność. 
Elektrownie o pionowej osi obrotu są produktem przygotowanym dla specjalnych warunków i dla klientów, którym zależy głównie na zaletach tych elektrowni. Klienci ci muszą się liczyć z mniejszą wydajnością. W zamian za to mogą montować elektrownie bezpośrednio na budynku czy w najbliższym sąsiedztwie zabudowań jak również w miejscach, gdzie nie uzyskaliby zgody na postawienie klasycznej elektrowni. Oczywistym jest przecież, że z powierzchni jaką posiada elektrownia o pionowej osi obrotu połowa (w praktyce nawet zaledwie 45%) pracuje na wytworzenie energii, natomiast druga połowa stanowi opór uniemożliwiający uzyskanie większej sprawności. Stąd wydajność takiej elektrowni jest na poziomie 40%.     


SprawnośćMoc uzyskiwana jest z energii wiatru, a ta jest liczona w trzeciej potędze prędkości. Stąd mamy wzór, że energia jaką wytworzy generator będzie wprost proporcjonalna do powierzchni łopat wirnika pomnożonej przez prędkość wiatru do trzeciej potęgi pomnożonej przez sprawność elektrowni.


Na sąsiednim rysunku widać, że tylko część w kącie 148 stopni odpowiada za wytwarzanie energii pozostała część hamuje elektrownię. Oczywiście w tym wypadku rysunek jest przejaskrawiony w celu praktycznego zobrazowania.


Elektrownie wiatrowe VAWT posiadują dużą masę bezwładności,  stąd porywy wiatru nie są w stanie zwiększyć chwilowej mocy wytwarzanej przez tego typu elektrownię. Takie porywy liczy się do średniej pomiarowej prędkości wiatru, ale nie generują przyrostu mocy. Natomiast chwilowe zaniki wiatru powodują natychmiastowe wytracenie energii wirnika, który po prostu przyhamowuje. Stąd oczywistym musi być fakt,  że w warunkach laboratoryjnych wynik pomiaru wytworzonej energii przy stałej prędkości wiatru będzie inny (wyższy) niż wynik pomiaru wytworzonej energii dla średniej prędkości wiatru w czasie pomiarów w środowisku naturalnym.

    Pionowe elektrownie wiatrowe mają również zastosowanie w miejscach o częstych zmiennych kierunkach wiatru - obszary zurbanizowane, sąsiedztwo wysokich drzew i innych przeszkód terenowych. Zawirowania powietrza i zmiany kierunku wiatru nie powodują konieczności przestawienia się wirników, a co za tym idzie wyhamowania prędkości obrotowej. Zawsze ta sama część łopat będzie ustawiona zgodnie z aktualnym kierunkiem wiatru.


    Wszystkie elektrownie wiatrowe kiedy osiągną już obroty umożliwiające ładowanie akumulatorów pracują mniej więcej przy stałej prędkości obrotowej. Wynika to z faktu uzyskania poziomu napięcia aktualnego naładowania akumulatorów. Przy większej sile wiatru wzrasta wówczas jedynie moc wytwarzana przez generator (w praktyce rośnie prąd ładowania) bez zwiększania prędkości obrotowej.


Elektrownie wiatrowe "lubią"� stały wiatr. Chwilowe podmuchy wiatru nie są specjalnie wykorzystane przez generator ponieważ wprowadzają zaburzenia w ruchu wiatru (zawirowania).

Wiatrak