„

„

Małe elektrownie

Małe elektrownie

wiatrowe”

wiatrowe”

Autor:

Tytko Ryszard

Tytko Ryszard

Projekt „Chwytamy słońce”

Moc zainstalowana i energia

Moc zainstalowana i energia

wyprodukowana w elektrowniach

wyprodukowana w elektrowniach

wiatrowych w UE w latach 2007/08

wiatrowych w UE w latach 2007/08

Z danych Urzędu

Z danych Urzędu

Regulacji Energetyki z

Regulacji Energetyki z

dnia 30.06.2009

dnia 30.06.2009

wynika, że w kraju

wynika, że w kraju

istnieją 253

istnieją 253

elektrownie wiatrowe,

elektrownie wiatrowe,

a ich łączna moc sięga

a ich łączna moc sięga

552,97 MW

552,97 MW

Energia ruchu atmosfery, czyli

Energia ruchu atmosfery, czyli

energia wiatru jest przekształconą

energia wiatru jest przekształconą

formą energii słonecznej. Wiatr jest

formą energii słonecznej. Wiatr jest

wywołany przez różnicę w

wywołany przez różnicę w

nagrzewaniu lądów i mórz, biegunów

nagrzewaniu lądów i mórz, biegunów

i równika czyli przez różnicę ciśnień

i równika czyli przez różnicę ciśnień

między poszczególnymi strefami

między poszczególnymi strefami

cieplnymi oraz przez siłę Coriolisa

cieplnymi oraz przez siłę Coriolisa

związaną z obrotowym ruchem Ziemi

związaną z obrotowym ruchem Ziemi

Energię wiatru można obliczyć następującym

Energię wiatru można obliczyć następującym

uproszczonym wzorem:

uproszczonym wzorem:

gdzie:

gdzie:

e

e

- wydajność energetyczna wiatru [kWh/m²];

- wydajność energetyczna wiatru [kWh/m²];

q

q

- gęstość powietrza [kg/m

- gęstość powietrza [kg/m

3

3

];

];

v

v

- prędkość [m/s];

- prędkość [m/s];

t

t

- czas [s];

- czas [s];





- sprawność układu turbiny wiatrowej

- sprawność układu turbiny wiatrowej

E - wydajność energetyczna wiatru

E - wydajność energetyczna wiatru

[kWh/m²];

[kWh/m²];

A

A

- powierzchnia skrzydeł siłowni [m

- powierzchnia skrzydeł siłowni [m

2

2

];

];

Es

Es

- wydajność energetyczna siłowni [kWh/rok].

- wydajność energetyczna siłowni [kWh/rok].

Klasyfikacja obszaru Polski pod względem

Klasyfikacja obszaru Polski pod względem

możliwości wykorzystania wiatru, jako źródła

możliwości wykorzystania wiatru, jako źródła

Energii

Energii

Według IMGW suma energii wiatru
na powierzchnię 1 m

2

wirnika

wiatraka w Polsce wynosi 1000÷1500
kWh/rok.[89] Roczny zysk netto z 1
MW szacowany jest na ok. 620 tys. zł
(przy 2200 MWh/rok wytworzonej
energii, zmniejszeniu emisji CO

2

o 2780 ton/rok, podatku dla gminy
ok. 30 tys/rok)

Zasada działania turbiny wiatrowej

Zasada działania turbiny wiatrowej

Zakres pracy i moc generowana przez

Zakres pracy i moc generowana przez

siłownię w funkcji prędkości wiatru dla

siłownię w funkcji prędkości wiatru dla

małej EW

małej EW

Roczny uzysk energii elektrowni wiatrowej

w instalacjach różnych wielkości przy

różnych prędkościach wiatru na wysokości

osi wirnika

Podstawowe wyposażenie

Podstawowe wyposażenie

nowoczesnej elektrowni wiatrowej

nowoczesnej elektrowni wiatrowej

Przykładowe ceny siłowni

Przykładowe ceny siłowni

wiatrowych używanych (luty 2009)

wiatrowych używanych (luty 2009)

Liczba instalacji i moc zainstalowana

Liczba instalacji i moc zainstalowana

elektrowni wiatrowych do

elektrowni wiatrowych do

30.06.2009

30.06.2009

Małe elektrownie

Małe elektrownie

wiatrowe –

wiatrowe –

charakterystyka

charakterystyka

Zalety:

Zalety:

-praca przy wiatrach wiejących z

-praca przy wiatrach wiejących z

prędkością ok. 2 m/s znacznie

prędkością ok. 2 m/s znacznie

zwiększa możliwość ich

zwiększa możliwość ich

wykorzystania;

wykorzystania;

-mogą pracować w ekstremalnych

-mogą pracować w ekstremalnych

warunkach, zwłaszcza turbiny o osi

warunkach, zwłaszcza turbiny o osi

pionowej;

pionowej;

-koszt wytwarzania 1 kWh energii

-koszt wytwarzania 1 kWh energii

waha się w zależności od warunków

waha się w zależności od warunków

wiatrowych i wynosi ok. 0,07÷0,10

wiatrowych i wynosi ok. 0,07÷0,10

zł;

zł;

-

-

instalacja małych turbin

instalacja małych turbin

wiatrowych jest stosunkowo

wiatrowych jest stosunkowo

prosta;

prosta;

-niskie koszty inwestycyjne;

-niskie koszty inwestycyjne;

-akceptacja społeczności

-akceptacja społeczności

lokalnej;

lokalnej;

-znikomy wpływ na

-znikomy wpływ na

środowisko;

środowisko;

-nie wymagają budowy (rozbudowy)

-nie wymagają budowy (rozbudowy)

sieci energetycznych;

sieci energetycznych;

-ze względu na swoje małe rozmiary

-ze względu na swoje małe rozmiary

mogą zostać wkomponowane w

mogą zostać wkomponowane w

otoczenie, a niekiedy mogą być

otoczenie, a niekiedy mogą być

potraktowane, jako element

potraktowane, jako element

dekoracyjny (zwłaszcza te o osi

dekoracyjny (zwłaszcza te o osi

pionowej);

pionowej);

-nie muszą być wydawane na nie

-nie muszą być wydawane na nie

pozwolenia na budowę. Dotyczy to

pozwolenia na budowę. Dotyczy to

jednak tylko tych turbin, które nie są

jednak tylko tych turbin, które nie są

trwale związane z gruntem.

trwale związane z gruntem.

Elektrownia wiatrowa Zefir-6

Elektrownia wiatrowa Zefir-6

Dane techniczne

Dane techniczne

Małe elektrownie wiatrowe z

Małe elektrownie wiatrowe z

pionową osią obrotu

pionową osią obrotu

Zasada działania

Zasada działania

turbina wiatrowa o pionowej osi

turbina wiatrowa o pionowej osi

obrotu

obrotu

Zalety turbin o

Zalety turbin o

pionowej osi obrotu:

pionowej osi obrotu:

-stała praca niezależna od kierunku wiatru,

-stała praca niezależna od kierunku wiatru,

nie wymagają mechanizmu "

nie wymagają mechanizmu "

ustawiania pod

ustawiania pod

wiatr

wiatr

";

";

-pionowa oś obrotu i niewielka średnica

-pionowa oś obrotu i niewielka średnica

umożliwia łatwy montaż, nie jest konieczne

umożliwia łatwy montaż, nie jest konieczne

budowanie wysokich masztów. W

budowanie wysokich masztów. W

sprzyjających warunkach, na otwartym

sprzyjających warunkach, na otwartym

terenie wystarczy wysokość 2÷4 m nad

terenie wystarczy wysokość 2÷4 m nad

poziom gruntu;

poziom gruntu;

-start przy prędkości wiatru wynoszącej ok.

-start przy prędkości wiatru wynoszącej ok.

2 m/s;

2 m/s;

możliwość montażu: na gruncie, dachach

możliwość montażu: na gruncie, dachach

budynków, słupach, istniejących

budynków, słupach, istniejących

konstrukcjach itp.;

konstrukcjach itp.;

-cicha praca nawet przy maksymalnej

-cicha praca nawet przy maksymalnej

prędkości obrotowej;

prędkości obrotowej;

-odporność na silne podmuchy wiatru. Nie

-odporność na silne podmuchy wiatru. Nie

wymaga zatrzymania nawet przy wietrze

wymaga zatrzymania nawet przy wietrze

o prędkości 40 m/s. Kształt wirnika

o prędkości 40 m/s. Kształt wirnika

zapewnia aerodynamiczne ograniczenie

zapewnia aerodynamiczne ograniczenie

obrotów;

obrotów;

-odporność w warunkach zimowych na

-odporność w warunkach zimowych na

pokrycie szronem czy lepkim śniegiem;

pokrycie szronem czy lepkim śniegiem;

-bezobsługowa praca zespołu

-bezobsługowa praca zespołu

prądotwórczego;

prądotwórczego;

-możliwa jest konstrukcja przenośna, dzięki

-możliwa jest konstrukcja przenośna, dzięki

łatwemu montażowi i demontażowi, który

łatwemu montażowi i demontażowi, który

trwa kilka godzin;

trwa kilka godzin;

-stabilna praca (brak drgań);

-stabilna praca (brak drgań);

-możliwa instalacja nawet w strefach

-możliwa instalacja nawet w strefach

zurbanizowanych;

zurbanizowanych;

-znacznie uproszczona konstrukcja

-znacznie uproszczona konstrukcja

gwarantuje -długą żywotność urządzenia;

gwarantuje -długą żywotność urządzenia;

-nie wymaga dużych płaskich terenów, aby

-nie wymaga dużych płaskich terenów, aby

uzyskać optymalne parametry pracy;

uzyskać optymalne parametry pracy;

-estetyczny wygląd - podczas pracy odnosi

-estetyczny wygląd - podczas pracy odnosi

się wrażenie cyklicznej zmiany kształtu.

się wrażenie cyklicznej zmiany kształtu.

Daje to możliwość umieszczenia reklam

Daje to możliwość umieszczenia reklam

oraz wykorzystania, jako element

oraz wykorzystania, jako element

scenografii krajobrazu;

scenografii krajobrazu;

-niska cena;

-niska cena;

-mała prędkość obwodowa wirnika i jego

-mała prędkość obwodowa wirnika i jego

kształt zapewniają bezpieczeństwo dla

kształt zapewniają bezpieczeństwo dla

zwierząt i ptaków.

zwierząt i ptaków.

Dane techniczne turbin

Dane techniczne turbin

wiatrowych z pionową osią

wiatrowych z pionową osią

obrotu

obrotu

Bezpośrednie wykorzystanie

Bezpośrednie wykorzystanie

energii wiatru

energii wiatru

-dostarczyć do sieci energetyki

-dostarczyć do sieci energetyki

zawodowej;

zawodowej;

-zasilić sieć wydzieloną np. stację

-zasilić sieć wydzieloną np. stację

meteo.

meteo.

zakumulować w akumulatorach

zakumulować w akumulatorach

kwasowych lub zasadowych;

kwasowych lub zasadowych;

-zamienić na energię mechaniczną,

-zamienić na energię mechaniczną,

np. zasilić silnik pompy wodnej;

np. zasilić silnik pompy wodnej;

-zamienić na energię cieplną.

-zamienić na energię cieplną.

Dziękuję za uwagę ;-)

Dziękuję za uwagę ;-)

W opracowaniu wykorzystano materiały z podręcznika

,,Odnawialne Źródła Energii” autor: Ryszard Tytko gdzie

zacytowano również materiały źródłowe

Ryszard

Ryszard

Tytko

Tytko