Od czego zależy wydajność turbin wiatrowych?

Wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii jest jedyną alternatywą dla energetyki konwencjonalnej i sposobem na zatrzymanie zmian klimatycznych oraz skuteczną walkę z zanieczyszczeniami powietrza. Jedną z najbardziej efektywnych i tanich w eksploatacji metod otrzymywania energii elektrycznej przy wykorzystaniu jej naturalnych zasobów jest korzystanie z turbin wiatrowych.

Jak działa turbina wiatrowa?

Pozyskiwanie prądu dzięki turbinom wiatrowym należy do najbardziej przyjaznych środowisku i opłacalnych technologii. Działanie turbiny jest możliwe za sprawą zamiany energii kinetycznej wiatru w prąd generowany dzięki ruchowi obrotowemu generatora. Obroty łopat wiatraka są wywoływane przez napór powietrza, które naciska na ich powierzchnię. Ponieważ jest ona odpowiednio wyprofilowana, siły są w stosunku do łopat skierowane pod pewnym kątem, co powoduje ich przesunięcie. Rotujący wirnik obraca wałem, na którym jest osadzony, a to z kolei wprawia w ruch podłączony do niego generator.

Co wpływa na pracę turbiny?

Każda turbina wiatrowa może osiągać różną wydajność w zależności od swojej konstrukcji oraz lokalizacji. Parametrem, który określa efektywność turbiny, jest współczynnik mocy C_p, tzw. współczynnik mocy Betza, będący stosunkiem mocy turbiny do całkowitej mocy wiatru. Najważniejszymi czynnikami wpływającymi na jego wielkość jest rodzaj turbiny, a także jej cechy, takie jak liczba łopat, ich powierzchnia oraz ich ukształtowanie. Moc jest uzależniona od optymalnej wartości zmiany prędkości powietrza, które przepływa wokół łopat wirnika turbiny. Współczynnik C_p określający maksymalny poziom mocy wynosi 1/3, a największa możliwa moc to 59,2% mocy wiatru.

Co może zmniejszyć moc użyteczną turbiny wiatrowej?

Moc generowana przez konkretną turbinę może być mniejsza niż jej potencjał wynikający z konstrukcji. Na jej poziom może wpływać wielkość tarcia występującego między powierzchnią łopat a cząsteczkami powietrza, wynikającego m.in. z chropowatości lub niedoskonałości profilów. Ważna będzie możliwość równoważenia ciśnienia po obu stronach wirnika, a ponadto występujące odchylenia strumieni powietrza. Na ostateczne efekty wpływają rozmiary środkowej części wirnika oraz straty pojawiające się wskutek oporów mechanicznych. Ze względu na dążenie do optymalnego wykorzystywania mocy jednym z kluczowych zadań jest utrzymanie łopat wirników turbin wiatrowych w dobrym stanie technicznym. Prace tego rodzaju warto zlecić firmie BIATRAK z Wasilkowa, specjalizującej się w inspekcji, serwisie oraz naprawie łopat turbin wiatrowych.