Gazeta EL-Plus nr 2/2009
Gazeta EL-Plus nr 2/2009
Gazeta EL-Plus nr 2/2009
- TAGS
- gazeta
- el-plus.com.pl
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
JAN STROJNY<br />
Tabela. 1. Skala prędkości wiatru<br />
Prędkość wiatru<br />
na wys. 10 m<br />
nad terenem<br />
m/s węzły<br />
Skala<br />
Beauforta<br />
Wiatr<br />
< 0.4 < 0.9 0 spokój<br />
0.4 - 1.8 0.9 - 3.5 1<br />
1.8 - 3.6 3.5 - 7.0 2<br />
3.6 - 5.8 7 - 11 3<br />
lekki<br />
5.8 - 8.5 11 - 17 4 średni<br />
8.5 - 11 17 - 22 5 umiarkowany<br />
11 - 14 22 - 28 6<br />
14 - 17 28 - 34 7<br />
17 - 21 34 - 41 8<br />
21 - 25 41 - 48 9<br />
25 - 29 48 - 56 10<br />
29 - 34 56 - 65 11<br />
silny<br />
sztorm<br />
silny sztorm<br />
> 34<br />
Jednostki:<br />
> 65 12 huragan<br />
1 m/s = 3.6 km/h = 2.187 mph = 1.944 węzła,<br />
1 węzeł = 1 mila morska/godzinę = 0.5144 m/s =<br />
1.852 km/h = 1.125 mph<br />
Tabela. 2. Moc wiatru w zależności od<br />
prędkości (przy +15°C i gęstości 1.225 kg/m 3 )<br />
Moc (siła) wiatru w W/m 2<br />
m/s W/m 2 m/s W/m 2 m/s W/m 2<br />
0 0 8 314 16 2509<br />
1 1 9 447 17 3009<br />
2 5 10 613 18 3572<br />
3 17 11 815 19 4201<br />
4 39 12 1058 20 4900<br />
5 77 13 1346 21 5672<br />
6 132 14 1681 22 6522<br />
7 210 15 2067 23 7452<br />
Czynnikiem decydującym o mocy<br />
elektrowni jest prędkość wiatru.<br />
Zwiększanie wysokości wieży i średnicy<br />
łopatek jest ograniczone ze względów<br />
konstrukcyjnych do nieco ponad<br />
100 m. Niemniej ważna jest stałość<br />
występowania wiatru w danym miejscu,<br />
gdyż od tego zależy ilość wyprodukowanej<br />
przez elektrownię wiatrową<br />
energii elektrycznej w ciągu<br />
roku, a więc opłacalność danej instalacji.<br />
Roczny czas wykorzystania<br />
mocy zainstalowanej w elektrowniach<br />
wiatrowych wynosi 1 000 – 2 000 godzin,<br />
a czasami przekracza nawet<br />
2 500 godzin. Turbina powinna być<br />
usytuowana daleko od wirów powietrznych,<br />
które powstają w pobliżu<br />
wysokich drzew lub zabudowań, dlatego<br />
ważna jest konfiguracja terenu<br />
w otoczeniu planowanego miejsca pracy<br />
elektrowni oraz ewentualne przeszkody<br />
terenowe. Najkorzystniejsze<br />
miejsce to tereny przybrzeżne, wzgórza,<br />
pagórki dominujące nad wolnymi,<br />
nie zabudowanymi i nieporośniętymi<br />
drzewami terenami.<br />
W tabeli 1 podano podstawowe dane<br />
dotyczące prędkości wiatru.<br />
W tabeli 2 podano jak gęstość mocy<br />
wiatru w W/m 2 , nazywana czasem siłą<br />
wiatru, zależy od jego prędkości.<br />
POTENCJALNE ZASOBY ENERGII<br />
WIATRU W POLSCE<br />
Dla oceny zasobów energii wiatru posługuje<br />
się tzw. użyteczną energią wiatru<br />
E, określaną w kWh/m 2 rocznie,<br />
przyjmując dolne ograniczenie prędkości<br />
wiatru v > 4,0 m/s.<br />
Dla oszacowania praktycznych zasobów<br />
energii wiatru przeprowadzana jest<br />
Tabela 3. Ocena możliwości lokalizacji elektrowni wiatrowych w Polsce (rys. 6)<br />
Oznaczenie<br />
strefy<br />
Ocena lokalizacji<br />
elektrowni wiatrowej<br />
Średnia kwartalna prędkość wiatru<br />
w okresie jesiennym na wysokości 10 m<br />
i klasie 0 szorstkości terenu*<br />
I wybitnie korzystna > 6<br />
II bardzo korzystna > 5<br />
III korzystna > 4<br />
IV mało korzystna > 3<br />
V niekorzystna < 3<br />
* klasa „0” oznacza teren płaski otwarty, na którym wysokość nierówności jest mniejsza od 0,5 m<br />
28 30<br />
<strong>EL</strong>ektro<strong>Plus</strong> Nr 2/<strong>2009</strong> (15)<br />
ocena w skali regionalnej (tzw. mezoskali),<br />
a następnie dokonuje się szczegółowej<br />
oceny dla wybranej lokalizacji siłowni.<br />
Energię wiatru na danej wysokości<br />
nad terenem oblicza się z następującej<br />
zależności;<br />
E 1 /E 2 = (h 1 /h 2 ) 3a<br />
gdzie:<br />
– E 1 wartość energii na wysokości h 1<br />
– E 2 wartość energii na wysokości h 2<br />
– a – wykładnik potęgowy zależny od<br />
szorstkości podłoża, prędkości wiatru,<br />
stanu atmosfery i czasu uśredniania<br />
prędkości wiatru.<br />
Wydajność energetyczną siłowni wiatrowej<br />
E S w kWh/rok, można obliczyć<br />
znając wymiary skrzydeł wirnika:<br />
E S = E.A<br />
gdzie:<br />
– E – energia użyteczna wiatru kWh/<br />
m 2 /rok<br />
– A – powierzchnia zakreślana skrzydłami<br />
wirnika m 2 .<br />
W Polsce, tylko w niektórych regionach<br />
kraju, średnia prędkość wiatru<br />
przekracza 4 m/s, tj. minimalną prędkość<br />
startową elektrowni wiatrowej.<br />
Dlatego siłownie wiatrowe w Polsce<br />
nie mogą być jedynym źródłem energii<br />
i konieczna jest ich współpraca z krajową<br />
siecią elektroenergetyczną lub też<br />
z innym źródłem energii elektrycznej.<br />
Na rys. 6 przedstawiono mapę Polski<br />
przedstawiającą zasoby energii wiatru.<br />
Wydzielono (tab. 1) 5 rejonów o różnych<br />
zasobach energii określonych dla wysokości<br />
30 m nad powierzchnią gruntu.<br />
Z mapy tej wynika, że około 60% kraju<br />
posiada dobre warunki do wykorzystania<br />
wiatru jako źródła energii.<br />
Należy zwrócić uwagę na to, że dane<br />
dotyczące prędkości wiatru, pochodzące<br />
z różnych źródeł, mogą się znacznie<br />
różnić w zależności od rozpatrywanego<br />
okresu i roku pomiaru, a nawet<br />
zastosowanej metody pomiarowej. Za<br />
najbardziej miarodajne uważane są<br />
dane publikowane przez IMiGW ale<br />
i one mogą być różne w zależności od<br />
roku pomiarowego.<br />
Jako najkorzystniejsze uważa się następujące<br />
regiony:
Change language