Każdy chciałby mieć własną energię. I trochę nam tego dają panele fotowoltaiczne.
Niestety to nie wystarcza bo:
Bo Zimą Słońca mało za to dużo wiatru.
I nocą słońca brak a wiatr jest
Więc może na dachu zamiast Paneli turbina wiatrowa?
No tak ale..
to jest wielkie i ptaki zabija i jest glośne i się szybko kręci
na dodatek przepisy budowlane w większości krajów dość drastycznie ograniczają wysokość turbiny którą możemy postawić na własnym dachu bez walki o urzędowe zgody.
W przypadku Polski to jest 3m w przypadku UK jest to 3m do końcówki śmigła ale są też kraje gdzie jest to jeszcze mniej.
a taka normalna turbina to bez masztu nie ma szans
no i dlatego Panowie i Panie z ridgeblade wpadli na pomysł i zbudowali turbiny wystające o zaledwie pół metra i na dodatek posadowione bezpośrednio na szczycie dachu.
Co jak przeczytamy w materiałach ridgeblade daje nie tylko wolność od urzędniczej ingerencji w nasze plany wolnej energii z naszego dachu ale też może zapewnić większą owej darmowej energii ilość!!!
Jak i Dlaczego?
Bo dach to rodzaj wielkiego dyfuzora
a dobrze zaplanowany dyfuzor zwiększa sprawność KAŻDEJ ELEKTROWNI WIATROWEJ.
Bo Każda Elektrownia wiatrowa przetwarza energię kinetyczną wiatru!
A ta energia (mV^2/2) zależy jak widać ze wzoru od prędkości tego powietrza i od masy powietrza przetłaczanego przez wirnik elektrowni.
Kiedy postawimy na drodze wiatru dach dwuspadowy to zadziała on jak zwężka bernoulliego
Na szczycie dachu powietrze ulegnie i przyspieszeniu i zagęszczeniu, za to za szczytem uzyskamy b.szybki spadek ciśnienia czyli jeszcze większą sprawność.
A gdy różnica ciśnien się zwiększa zwiększa się prędkość wiatru a co za tym idzie ilość energii na powierzchni rotora elektrowni wiatrowej.
Brzmi to genialnie i rzeczywiście tysiące użytkowników elektrowni wiatrowych wykorzystuje już od lat to zjawisko montując elektrownie na szczycie dachu czy też instalując megawatowe elektrownie na szczytach wzniesień pełniących w tym wypadku tę samą rolę.
Czyli lepiej na dachu niż bez dachu. Ale o ile lepiej? Jaki jest zysk?
Firma ridgeblade podaje w swoich materiałach 3x zwiększenie energii wiatru dla dachu 45st
Z tym że nie podaje ani w zakresach jakich prędkości wiatru zostało to zmierzone ani nad jakim pokryciem dachowym.
Co każe nam spojrzeć na te obietnice z dużą dozą wątpliwości.
Czemu?
Dachy były sprawdzane w tunelach aerodynamicznych i pomiarów oraz symulacji jest całe mnóstwo ale żadna nie wygląda tak ładnie i równiutko jak na ilustracjach ridgeblade.
jak zawsze przy przepływie powietrza i jego kierowaniu największą przeszkodą są tu tarcie i turbulencje.
Bo zjawisko sprężania i przyspieszania ma największą skalę najbliżej powierzchni dachu ale niestety tam tarcie o tę powierzchnię powoduje największe spowolnienie strug powietrza
A z kolei to spowolnienie w stosunku do tej części wiatru który nie miał kontaktu z dachem tworzy zawirowania dodatkowo jeszcze spowalniające przepływ.
I tu jest problem z OPTYMISTYCZNYM “wyliczeniem” ridgeblade bazującym na przepływie uporządkowanym (inaczej laminarnym)
Bo przecież już fizyka ze szkoły sredniej uczy nas że
przepływu laminarnego nie ma w rzeczywistym świecie
zerowego tarcia powietrza o powierzchnię dachu nie ma w rzeczywistym świecie
założenie że powietrza jest niesprężalne nie jest prawdziwe w rzeczywistym świecie
i to wszystko oznacza mniejszą sprawność niż założona przez producenta ale przecież nie obala całego projektu.
Jedyne co to zmusza nas do obniżenia oczekiwań co do mocy maksymalnej możliwej do uzyskania z turbiny ridgeblade.
bo maksymalny zysk z umieszczenia turbiny w szczycie dachu przy optymalnym kierunku wiatru i wysokości budynku/kącie nachylenia dachu i jego pokryciu
to wzrost energii dostępnej dla turbiny o 10-20% w stosunku do elektrowni umieszczonej na tej samej wysokości na maszcie wolnostojącym
Maksymalny czyli będą kierunki wiatru gdzie tej energii na dachu będzie mniej niż gdybyśmy postawili elektrownię kilka kilkanaście metrow dalej od domu
Mówimy o energii wiatru a ile energii można uzyskać z ridgeblade?
przyjrzyjmy się jak turbina ridgeblade przetwarza energię wiatru
jak jest zbudowana co to za typ turbiny? czy to zupełnie nowa konstrukcja której nikt wcześniej nie wymyślił?
Masz jakieś pomysły? Tak to savonius! Ale leżący na boku
To jest savonius położony na szczycie dachu.
Ale Czemu kłaść savoniusa?
Tak jak rozmawialiśmy na początku największym problemem w instalacji turbiny wiatrowej na dachu są urzędnicy. I tworzone przez nich przepisy ograniczające to o ile turbina może ponad dach wystawać.
Turbina Ridgeblade dzięki takiej konstrukcji ma b.małą wysokość.
I daje to dwie dodatkowe zalety w stosunku do klasycznych stojących konstrukcji typu savonius.
“Powracające” łopatki które normalnie hamują turbinę tutaj mogą być osłonięte dyfuzorem czyli zwiększa się sprawność
ale też przez to że turbina leży na dachu ramię działania dzwigni dla siły naporu wiatru jest 4-5 razy mniejsze niż przy stojącym savoniusie z wirnikiem tych samych rozmiarów.
Świetnie! Ale …wygląda na to że mimo wszystko nie jest to rozwiązanie do końca odporne na silne wiatry gdyż:
firma nie sprzedaje turbin na wolnym rynku,
zakup może się odbywać wyłącznie za pośrednictwem dealerów- najczęściej firm architektonicznych co każe podejrzewać że nawet producent zakłada konieczność wzmacniania konstrukcji dachu.
Niestety położenie savoniusa na boku pozbawiło go największej zalety czyli pracy na wietrze z każdego kierunku.
No i pozostawiło największą wadę czyli sprawność na poziomie 8% no może z dyfuzorem 10%?
Dla porównania mocy w stosunku do tradycyjnych konstrukcji każdy moduł takiej elektrowni w wersji rb1 ma powierzchnie roboczą rotora poniżej 0,5m2 (długość segmentu to 1,2m a wysokość to 30-40cm) co zauważywszy 4x mniejszą sprawność w stosunku do 3łopatowego układu standardowej elektrowni HAVT oznacza że taka elektrownia wyprodukuje tyle samo energii co standardowa elektrownia ze śmigłem wyposażonym w 20cm łopaty!!!.
Hmm czy to ma sens? Czy warto instalować ridgeblade na dachu? policzmy
jeżeli cały zestaw 5szt tych segmentów ma 6m długości i ma powierzchnię roboczą około 2-2.5m2 i sprawność dla łatwiejszych obliczeń zaokrąglimy do 10% to ile mocy jest w stanie wytworzyć?
Przyjmijmy prędkość wiatru 15m/s standardową dla wyliczeń mocy maks.
Przy wietrze o tej prędkości Jego cała MOC na powierzchni wszystkich łopat 5 wirników to razem 4kW
Co przy sprawności nawet zawyżonej do 10% daje nam 400W.
Czyli mniej więcej tyle ile najmniejsza dostępna na rynku elektrownia wystająca około metra ponad powierzchnię dachu i stwarzająca kilkukrotnie mniejszy nacisk na jego konstrukcję.
A przecież na 6m długości które zajmuje ridgeblade uda się bez problemu umieścić 5 takich elektrowni.
Dlaczego to zadanie bardziej z z ekonomii niż aerodynamiki czy inżynierii?
Koszt inwestycji!
Elektrownia 400-500W to 120$ sztuka i dodatkowo kawałek rury na maszt.
Ridgeblade ? koszt 65 000$
+koszt Wzmacniania konstrukcji dachu ze względu na dużą masę
Standardowa elektrownia 400-500W to waga 5kg w stosunku do kilkuset kilogramów podstawowej wersji ridgeblade
i na dodatek mniejszy nacisk na konstrukcję dachu przy silnych huraganowych wiatrach bo elektrownia pionowa ustawia się bokiem do wiatru.
Dlatego zanim damy się nabrać na jakikolwiek hype warto policzyć i obejrzeć każdy pomysł dokładnie
Tutaj okazuje się że największym argumentem za jest umieszczenie na dachu.
I to możemy zrobić .
Ale umiejąc liczyć nie kupimy ridgeblade tylko najtańszą elektrownię z allegro i za 1/500 ceny uzyskamy taką samą produkcję energii!
Wiedza to potęga