0 shopping_cart

Lokalizacja elektrowni wiatrowych w terenie

Wydajność siłowni wiatrowych w dużej mierze zależna jest od ich lokalizacji w terenie. Na wydajność siłowni zasadniczy wpływ ma ukształtowanie terenu (podłużne wzgórza, pojedyncze wzgórza i góry, skarpy zagłębienia, przełęcze), przeszkody (budynki, drzewa). Płaski obszar porośnięty trawą jest typowym przykładem terenu o jednolitej szorstkości. Na tym obszarze prędkość wiatru na wybranej wysokości jest prawie jednakowa. Przeszkody terenowe (budynki, rzędy drzew, pojedyncze drzewa), znajdujące się na drodze przesuwających się mas powietrza, powodują gwałtowne zmniejszenie prędkości wiatru i wzrost turbulencji w jej pobliżu. Zaburzenie w przepływie wywołane przeszkodą ma niezwykle negatywny wpływ na trwałość i żywotność konstrukcji elektrowni, aczkolwiek współczesne obiekty charakteryzują się wysoką niezawodnością i trwałością. W tabeli poniżej podano szacunkowe warunki uwzględniające przykładowe przeszkody terenowe.

klasa szorstkości Energia (%) Rodzaj terenu
0 100 Powierzchnia wody
0,5 73 Całkowicie otwarty teren np. betonowe lotnisko, trawiasta łąka itp.
1 52 Otwarte pola uprawne z niskimi zabudowaniami (pojedynczymi).Tylko lekko pofalowane teren.
1,5 45 Tereny uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8 metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie o ok. 1250 metrów.
2 39 Tereny uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8 metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie o ok. 500 metrów.
2,5 31 Tereny uprawne z licznymi zabudowaniami i sadami lub 8 metrowe żywopłoty oddalone od siebie o ok. 250 metrów.
3 24 Wioski , małe miasteczka , tereny uprawne z licznymi żywopłotami , las lub pofałdowany teren.
3,5 18 Duże miasta z wysokimi budynkami.
4 13 Bardzo duże miasta z wysokimi budynkami i drapaczami chmur.

Charakterystyka klas szorstkości.

Zmienność wiatru w ujęciu przestrzennym to także uzależnienie od wysokości. Średnia prędkość wiatru rośnie wraz z wysokością względem powierzchni ziemi. Im wyżej tym wiatr ma coraz bardziej stały charakter (mniejsze turbulencje spowodowane ukształtowaniem terenu). Z drugiej strony wraz ze wzrostem wysokości względem poziomu morza zmniejsza się gęstość powietrza a to oznacza mniejszą proporcjonalnie moc wiatru.

Budowa elektrowni wiatrowej wymaga dużej, otwartej przestrzeni. Stanowi to poważny problem szczególnie dla farm wiatrowych, w których muszą być zachowane odpowiednie odległości między samymi wiatrakami. Jednak obszar faktycznie zajmowany przez siłownie jest niewielki. Szacuje się, że 99 % gruntów leżących w strefie oddziaływania parku wiatrowego nadaję się użytku rolniczego, zarówno do uprawy ziemi jak i hodowli zwierząt, a dzierżawa gruntu pod elektrownie może być dodatkowym źródłem dochodu dla rolników. Znane są również przypadki lokalizacji elektrowni wiatrowych na wysokich hałdach (np. zwałowisk kopalnianych), co stanowi pewien sposób ich zagospodarowanie.

Wzrost prędkości wiatru wraz z wysokością, jako funkcja szorstkości terenu (przykładowa aproksymacja). Założony punkt odniesienia to: średnią prędkość wiatru 5,5 m/s dla klasy szorstkości 1,5 na wysokości 30 m nad ziemią

Po dokonaniu wyboru odpowiedniej działki pod farmę wiatrową pozostaje nam tylko jej rozplanowanie. Służą do tego specjalne programy komputerowe (np. WindPRO duńskiej firmy EMD). Jest wiele czynników, które poprzez niewłaściwe rozplanowanie mogą spowodować obniżenie efektywności turbin od kilku, nawet do kilkunastu procent, co w skali roku może przynieść ogromne straty w produkowanej energii. Od inwencji i wiedzy projektującego farmę zależy więc, jak w miarę możliwości wykorzystać jej pełną moc.

Pierwszą zasadą właściwego planowania jest zachowanie odpowiedniej odległości turbin względem siebie. Według zaleceń producenta odległość ta powinna wynosić od 5 do 8 średnic wirnika turbiny, a więc w przypadku elektrowni 2 MW, V80 powinno to być 400-640m. Dystans mniejszy niż 400 metrów przyczyniłby się do wzajemnego pozbawiania się energii przez turbiny.

Jeśli chodzi o ekspozycję farmy największą uwagę należy zwrócić na dominujące kierunki wiatru w danym miejscu. Turbiny powinny być wystawione na najczęściej i najsilniej wiejące wiatry. Poza tym muszą stać w taki sposób, aby możliwie najmniej nawzajem się zasłaniały. Elektrownie stojące w pierwszej linii względem dominujących kierunków wiatru mają zawsze największą efektywność.

Nad Morzem Północnym i Bałtykiem farmy wiatrowe przemieszczają się z lądu na przybrzeżne wody. W porównaniu z terenami lądowymi, lokalizacja turbin wiatrowych na otwartym morzu posiada kilka wyraźnych zalet:

  • wiatry wykazują większą stabilność, umożliwiając bardziej efektywne wykorzystanie
    ich energii oraz zmniejszenie zużycia urządzeń,
  • siła wiatru na morzu jest większa na niższej wysokości, co umożliwia zużycie niższych wież,
  • wiatry przybierają na sile w miarę oddalania się od brzegu,
  • obszary morskie stwarzają więcej przestrzeni dla lokalizacji farm wiatrowych.

Z powodu trudności budowlanych, morskie farmy wiatrowe nie są konkurencyjne ekonomicznie w porównaniu z lądowymi elektrowniami wiatrowymi. Koszty budowy podrażają wysokie opłaty za transport sprzętu i personelu oraz użycie ciężkiego sprzętu budowlanego. Osobne problemy stwarza budowa podwodnej linii kablowej oraz fundamentów.

Regulacja przez ustawienia kąta łopat (kąta natarcia). W momencie kiedy rośnie prędkość wiatru, aby utrzymać stałą siłę nośną następuje zmniejszenie kąta natarcia.

Dhit sp. z o.o.
Internet Explorer Przykro nam, ale nasza strona elektrownie-tanio.net nie wspiera Internet Explorer'a. Zaktualizuj przeglądarkę na Microsoft Edge, Google Chrome lub Firefox.
help_outline Pomoc

Formularz kontaktowy indeterminate_check_box

Preferowana forma kontaktu

Facebook Youtube