Fachowy Elektryk 1/2017
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
KIERUNKI<br />
rozwoju techniki<br />
Rys. 6.<br />
Schemat porównywalnych pomiarów w warunkach poligonowych<br />
go ściany zmontowane są z profilowanych<br />
powierzchni, tworzących kanały wlotowe,<br />
łączące zewnętrzne powierzchnie cylindra<br />
z jego wewnętrznym pionowym kanałem<br />
(zwężające się kanały konfuzorowe). Ich<br />
zadaniem jest zbieranie do wnętrza nadchodzącego<br />
strumienia powietrza i skierowanie<br />
go w górę, wzdłuż pionowej osi<br />
urządzenia oraz przesunięcie na łopatki<br />
turbiny generatora.<br />
Generator z łopatkami turbiny umiejscowiony<br />
jest wewnątrz aparatu koncentracji<br />
energii. Generator przemienia energię kinetyczną<br />
strumienia powietrznego w energię<br />
elektryczną.<br />
Aparat koncentracji energii konstrukcyjnie<br />
wypełnia pionową rurę, której przekrój<br />
wewnętrzny płynnie zmniejsza swą średnicę<br />
ku jej środkowi: tam umieszczony jest<br />
generator. Wewnętrzna przestrzeń tej rury<br />
jest przedłużeniem pionowego kanału aparatu<br />
gromadzenia energii. Taka konstrukcja<br />
tego węzła pozwala zwiększać koncentrację<br />
energii kinetycznej strumienia powietrza<br />
kierowanego na łopatki turbiny generatora.<br />
System sterowania (na rysunkach niepokazany)<br />
zapewnia we właściwym czasie otwarcie<br />
kanałów konfuzorowych wieży od strony<br />
nawiewu zewnętrznego strumienia powietrza<br />
i jednocześnie zamknięcie wszystkich pozostałych<br />
kanałów konfuzorowych.<br />
Czym zasadniczo różni się konstrukcja wieżowa<br />
od turbin wiatrowych przeobrażających<br />
energię swobodnego przepływu strumienia<br />
powietrza?<br />
• Konstrukcja ta pozwala kierować<br />
energią strumienia powietrza, drogą<br />
jej koncentracji na łopatkach turbiny<br />
generatora.<br />
• Nie ma konieczności sterowania, ukierunkowania<br />
łopatek turbiny generatora<br />
„na wiatr”. Generator z pionową osią<br />
obrotu stacjonarnie umieszczoną w górnej<br />
części urządzenia ma ukierunkowany<br />
na siebie strumień powietrza, dzięki<br />
odpowiedniej konstrukcji aparatu gromadzenia<br />
energii.<br />
• Znacząco podwyższa się moc strumienia<br />
powietrza kierowanego na łopatki<br />
Rys. 7.<br />
P1<br />
turbiny generatora. Konstrukcja aparatu<br />
koncentracji energii pozwala na zwiększenie<br />
prędkości strumienia powietrza<br />
w pionowym wewnętrznym kanale<br />
urządzenia, powiększając odpowiednio<br />
jego moc.<br />
Prowadzone eksploatacyjne badania modeli<br />
tej generacji wiatrowej w tunelu aerodynamicznym<br />
(rys. 3) wykazały zwiększenie<br />
produkcji energii generatora, uzyskane<br />
w wieży ponad 4-krotnie, a dla małych<br />
prędkości strumienia powietrza ponad<br />
10-krotnie (rys. 4 i 5).<br />
W celu potwierdzenia otrzymanych laboratoryjnie<br />
rezultatów został wykonany optymalny<br />
dla eksperymentu model w skali<br />
20:1. Porównawczy schemat pomiaru (analogicznie<br />
do wykonywanych w laboratorium)<br />
przedstawia rysunek 6.<br />
W badaniach porównawczych na poligonie<br />
wykorzystywany był generator na stałych<br />
magnesach CB-1.2/30.<br />
Średnica turbiny wiatrowej<br />
Startowa prędkość wiatru<br />
Maks. eksploatacyjna prędkość wiatru<br />
Nominalna częstotliwość obrotów<br />
Nominalne napięcie generatora<br />
Nominalna moc generatora przy 8 m/s<br />
Masa<br />
1,2 m<br />
3 m/s<br />
35 m/s<br />
800/min<br />
12 V<br />
150 W<br />
9 kg<br />
Analiza otrzymanych rezultatów pokazuje<br />
znaczący wzrost efektywności produkcji generatora<br />
przy jego umiejscowieniu w konstrukcji<br />
wieżowej – w koncentratorze:<br />
Produkcja energii elektrycznej w wieżowym i tradycyjnym generatorze<br />
P2<br />
P1- wieżowa elektrownia wiatrowa o osi pionowej<br />
P2- standardowa elektrownia wiatrowa o osi poziomej<br />
82 <strong>Fachowy</strong> <strong>Elektryk</strong> 1 • <strong>2017</strong>
Change language