Pomiar Elektrowni Wiatrowej

DLA DOWOLNEJ ELEKTROWNI
wpisz w górnym polu średnicę i ilość łopat w wersji online
dane twojej elektrowni

albo wersja do pobrania

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1xHTOw1nfRL8nhPFvCPsLwiKKQIePhITXRJZniCRNY6Y/edit?usp=sharing

Energia elektrowni wiatrowej bierze się z wiatru
Wzór na energie wiatru to
Powierzchnia robocza(czyli z jakiej powioerzchni turbina zbiera energię) x gestość powietrza (1,22kg na każdy metr sześcienny) x prędkość wiatru do trzeciej potęgi
X sprawność turbiny(ile energii tujrbina maksymalnie odbierze z energii wiatru- dla turbin pionowych to ok 10% dla wielołopatowych poziomych to 20-30% dla 3 łopatowych poziomych to 40-45% dlatego to nie jest żaden spisek globalistów że w profesjonalnej energetyce używamy wyłacznie układu ploziomego o trzech śmigłach to po prostu 20-30% więcej energii w stosunku do np 3 śmigieł a 4krotnie więcej energii w stosun ku do każdej elekrrowni pionowej)
Idealne śmigła
To takie które kręcą się z pędkością 5-5,5 raza większą niż prędkość wiatru. Im dłuższer śmigła tym trudniej takie zbudować bo:
Nie tylko muszą być doskonałe aerodynamicznie ale też muszą wytrzymywać duży napór wiatru bez znacznych odkształceń czyli mówiąc po ludzku nie mogą się zbytnio wyginać nawet na wietrze 100km/h
Ta zależność 5x prędkość wiatru obowiązuje dla wiatrów od 3 do 12m/s poniżej 3m/s prędkość śmigła będzie niższa niż 5x prędkość wiatru ze względu na mała ilość energii w wietrze i powyżej 12m/s prędkość będzie poniżej 5x prędkość wiatru ze względu na turbulencje

Co to oznacza w praktyce?
Moc max elektrowni to moc dla 15m/s gdyż powyżej tej prędkości energia wiatru ciągle rośnie ale sprawność spada gwałtownie
Moc w przeliczeniu na m2 powierzchni roboczej elektrowni poziomej o 3 śmigłach podana jest w tabeli w linku pod filmem.

Jeżeli pomnożymy to przez PiR2 gdzie r toi sługość pojedyńczej łopaty uzyskamy moc elektrowni przy różnych prędkościach wiatru
Warto zwrócić uwagę na zaznaczone na zielono wiersze. Z obserwacji wieloletniej produkcji farm wiatrowych wynika że w okresie roku 70% energii jest wytworzone na wiatrach w tym zakresie prędkości.

Ale.. nasza elektrownia wiatrowa to połaczenie dwóch urządzeń turbiny wiatrowej nazywanej silnikiem wiatrowym i napędzanej przez nią prądnicy.
We wszystkich w tej chwili używanych elektrowniach prądnica jest trójfazowa ze wzbudzeniem na magnesach stałych.
Co czasem opisuje się też jako prądnicę bezszczotkową w przeciwieństwie do np alternatora w naszym aucie który ma tzw szczotki aby doprowadzić prąd do elektromagnesów rotora- w naszch elektrowniach zamiast elektromagnesów mamy magnesy neodymowe co oznacza że pradnica jest bezobsługowa i w przeciwieństwie do starszych prądnic klatkowych nie wymaga pradu do działania(możemy się spotkać z nazwą prądnica samowzbudna)
Taka pradnica samowzbudna ma w stosunku do alternatora samochodowego wiele zalet ale jedną dość dużą wadę
Napięcie z niej otrzymywane bardzo się zmienia w zależności od obrotów.
Alternator w aucie pod warunkiem że jest sprawny daje nam 14.4v bez względu na to czy auto pracuje na wolnym biegu(800obr) czy właśnie ścigamy się z sąsiadem w drodze do lidla(5000obr)
Nasza elektrownia daje inne napięcie na słabym wietrze a inne na silnym czy bardzo silnym
Stąd wiemy że istnieje zależność pomiędzy prędkością wiatru i napięciem pradnicy
A już wcześniej dowiedzieliśmy się że moc również zalezy od prędkości wiatru

Czyli jeżeli wykorzystamy te dwie zależności to możemy policzyć jaka jest moc elektrowni w zależności od tego jakie napięcie daje nam pradnica.

I tak właśnie działają sterowniki elektrowni wiatrowych i to jest ta krzywa wiatrowa o której tyle się mówi przy wpisywaniu danych do np inwertera Deye

Bo inwertery deye jako pierwsze zauważyły rosnącą popularność elektrowni wiatrowych i umożliwiły wpisanie jaka moc ma być odbierana przy jakim napięciu z prądnicy a że wiemy że napięcie zalezy od obrotów a te od prędkości wiatru no to mamy mozliwość wznaczenia mocy odbieranej w stosunku do prędkości wiatru prawda?

Oczywiście istniały wcześniej inwertery do których podłaczaliśmy trzy fazy pradu zmienneggo (windy boy sma) ale dzisiejsze deye wymaga najpierw wyprostowania tego prądu do DC co oznacza że napięcie DC będzie 1,7 raza większe niż napięcie trójdazowego prądu AC który daje prądnica

I to jest b.sprzyjająca nam zależność bo brądnica tak jak panele PV ma te napięcie VOC i Vmpp czyli napięcie bez obciążenia i pod idealnym obciążeniem

Z grubsza przyjmujemy że napięcie idealne DC to napięcie które zmierzyliśmy jako napięcie ac bez obciążenia
Oczywiście nie każdy musi mierzyć sam ale musimy wiedzieć o co pytamy sprzedawcę