Elektrownia wiatrowa SWIND 3200 jako źródło energii elektrycznej

posiada trójfazową prądnicę synchroniczną stałowzbudną wzbudzaną

magnesami trwałymi (neodymowymi).

Turbina czyli śmigło pracuje bezpośrednio na wale prądnicy czyniąc

elektrownię bardzo wydajnym źródłem energii. Brak przekładni głównej

podnosi maksymalnie sprawność elektrowni (brak strat energii powstających

w przekładni mechanicznej).

Założenie projektowe to maksymalne wykorzystanie słabych i średnich

prędkości wiatru. Rozruch następuje już przy prędkości wiatru ok. 2,8 m/s!!!

Krzywa wiatru to zależność ilustrująca moc elektrowni w funkcji prędkości

wiatru. Z przedstawionego poniżej wykresu wynika, że znamionowa moc

elektrowni jest osiągana już przy prędkości wiatru ok. 10.8 m/s. Maksymalna

prędkość wiatru została ograniczona do 15 m/s.

Pracą elektrowni steruje zaawansowany sterownik mikroprocesorowy.

Sterownik zabezpiecza elektrownię przed ekstremalnymi warunkami

pogodowymi powodując automatyczne wyłączenie elektrowni. Wyłączenia

i załączenia urządzenia można również dokonać w sposób manualny.

ZASTOSOWANIE

Strona 4 z 10

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Krzywa mocy elektrowni wiatrowej SWIND 3200

Moc (W)

Wiatr (m/s)

)

Z szafy sterowniczej dostarczanej wraz z elektrownią wyprowadzone są

dwa (maksymalnie do 4) programowalne wyjścia mocy. Wyjścia te możemy tak

skonfigurować aby mogły pracować z wieloma urządzeniami. W przypadku

zastosowania elektrowni do wspomagania układu centralnego ogrzewania

(C.O.) wystarczy w obwód z tradycyjnym kotłem np. gazowym lub olejowym

wpiąć wymiennik z grzałkami. Grzałki są bezpośrednio podłączone pod wyjścia

mocy. Wymierne korzyści z zastosowanego rozwiązania to zdecydowanie

niższe rachunki za gaz, olej opałowy itp. Podczas wietrznych dni czynnik

grzewczy w instalacji C.O lub

C.W.U (ciepłej wody użytkowej) absorbuje ciepło dostarczane z grzałek co

skutkuje znacznie „rzadszym” uruchamianiem się tradycyjnego kotła.

Współpraca z siecią energetyczną.

Strona 5 z 10

Elektrownia posiada możliwość współpracy z zewnętrzną siecią

energetyczną jednak nie bezpośrednio. Do współpracy z zewnętrzną siecią

energetyczną wymagane jest urządzenia pośredniczącego pomiędzy elektrownią

wiatrową a siecią. Urządzenie takie nazywamy falownikiem lub inwerterem.

Zasada działania inwertera: pobiera on energię z elektrowni o zmiennych

parametrach (napięcie, prąd i częstotliwość) za pośrednictwem trójfazowego

mostka prostowniczego Inwerter jest zasilany napięciem stałym przetwarzając

je na napięcie które jest oddawane bezpośrednio do sieci energetycznej. Korzyść

płynąca z takiego rozwiązania to zredukowanie rachunków za energię

elektryczną lub w przypadku podpisania umowy z zakładem energetycznym

komercyjna sprzedaż energii do sieci. Wówczas za wyprodukowaną energię

elektryczną zakład energetyczny wypłaca nam pieniądze. Poniżej zdjęcie

falownika typu WINDYBOY.

W przypadku zastosowania falownika musimy się liczyć z dodatkowymi

nakładami związanymi z zakupem falownika. W przypadku współpracy

Strona 6 z 10

elektrowni z falownikiem wymagane jest również dodatkowe obciążenie

podłączone do wyjść mocy ponieważ w okresie silnych wiatrów moc

elektrowni przekracza 3 kW widać to na krzywej mocy. Powstające nadwyżki

energii muszą zostać zaabsorbowane przez dodatkowe odbiorniki. Podobnie jak

w przypadku wykorzystania elektrowni do celów grzewczych odbiornikami

mogą być np. grzałki w układzie C.W.

Praca na sieć wydzieloną.

Do pracy na sieć wydzieloną czyli własną niezależną od sieci publicznej

niezbędny jest magazyn energii. Jak magazyn energii stosujemy odpowiedniej

wielkości baterię akumulatorów. Im większą baterię akumulatorów zastosujemy

tym będziemy mogli zgromadzić większą ilość energii. Zalecana minimalna

bateria akumulatorów dla elektrowni SWIND 3200 to 100 – 150 Ah przy

napięciu 48V. Zaleca się budowanie systemów z napięciem 24V lub 48 V

ponieważ stosowanie niższych napięć powoduje większe straty przy

przetwarzaniu napięcia stałego zgromadzonego w baterii na napięcie sieciowe.

Aby móc zasilać z naszej baterii akumulatorów odbiorniki w gospodarstwie

domowym na napięcie sieciowe 220V 50Hz niezbędna jest również

przetwornica napięcia. Przetwornica dokonuje konwersji napięcia stałego np.

48V na napięcie 220V 50Hz. Najważniejszym parametrem charakteryzującym

przetwornicę jest jej moc znamionowa np. 4kW. W praktyce oznacza to, że przy

zastosowaniu takiej przetwornicy suma mocy odbierana przez odbiorniki nie

może przekroczyć mocy znamionowej przetwornicy czyli w naszym przypadku

4kW.

Zdjęcie profesjonalnej przetwornicy do współpracy z baterią akumulatorów

Strona 7 z 10

Prezentowana przetwornica to urządzenie firmy SMA.

Praca w systemie mieszanym.

Ten rodzaj pracy ma ustalany priorytet np. w pierwszej kolejności

ładowana jest bateria akumulatorów. Po naładowaniu, czyli osiągnięciu

ustalonego poziomu napięcia następuje przełączenie wyjść mocy na inne

odbiorniki np. grzałki. Po rozładowaniu akumulatorów następuje powrót do

stanu pierwotnego. Zaletą tego rozwiązania jest to, iż możemy baterię

Strona 8 z 10

akumulatorów wraz z przetwornicą potraktować jako awaryjne źródło zasilania

dla wybranych odbiorników w gospodarstwie domowym, a po zgromadzeniu

odpowiedniej ilości energii w akumulatorach możemy grzać np. ciepłą wodę.

W przypadku takiego rozwiązania zastosowana bateria akumulatorów nie musi

być o tak dużej pojemności jak w przypadku omówionym wcześniej, a jedynie

ograniczona do naszych potrzeb w przypadku np. awarii sieci energetycznej.

Ograniczenia w dostawach energii z zakładu energetycznego zdarzają się

najczęściej w okresach niekorzystnej aury np. silne wiatry uszkadzają sieć

energetyczną. Brak prądu powoduje unieruchomienie domowej instalacji C.O

odczuwamy to dotkliwie zimą podczas silnych mrozów. Posiadając system

awaryjnego zasilania ładowany z elektrowni możemy ponownie uruchomić

pompy lub inne urządzenia w instalacji centralnego ogrzewania. Zamiast

świeczki świecimy żarówki energooszczędne, znacznie mniej odczuwając skutki

awarii. Oczywiście musimy pamiętać o zasadzie: im mniejsza pojemność baterii

akumulatorów, a większa ilość odbiorników tym krótszy czas działania

systemu.

Strona 9 z 10