Ćwiczenie nr 17/18	Temat ćwiczenia: Energia wiatru
Nr zespołu:	Wydział, rok, grupa:	Data:
Nazwisko i imię:	Ocena
	Teoria	Wykonanie ćwiczenia
1. Joanna Krakowiak
2. Magdalena Papka
Elementy układu: 1. tunel wraz z generatorem wiatru na bazie wentylatora, 2. turbina wiatrowa „Rutland 503”, 3. układ sterujący, 4. termoanemometr Delta OHM HD29V3TO3, 5. woltomierz.

I. Cel ćwiczenia:

1 Badanie profilu prędkości w tunelu wiatrowym

2. Badanie charakterystyk turbiny wiatrowej,

II. Wyniki pomiarów:

Tabela 1. Badanie profilu prędkości

Otwór w którym umieszczono sondę pomiaru prędkości przepływu: C Moc dmuchawy przy której prowadzono pomiar: 5% Obciążenie turbiny ustawione na sterowniku: 60 Ω
Głębokość wsunięcia sondy [cm]
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

Średnia arytmetyczna z prędkości= 4,54 m/s. Natomiast odchylenie standardowe wynosi 1,75.

Na wykresie zaznaczono błędy pomiarowe z wykorzystaniem funkcji Excela. Zostały one wyznaczone z poniższego wzoru:

Gdzie:

s = numer serii

i = numer punktu w serii s

m = liczba serii dla punktu danych y na wykresie

n = liczba punktów w każdej serii

yis = wartość danych dla serii s oraz punktu o numerze i

ny = całkowita liczba wartości danych we wszystkich seriach

Na powyższym wykresie przedstawiona została zależność głębokości wsunięcia sondy od prędkości przepływu powietrza

Maksymalną prędkość przepływu osiągamy dla 12 cm. Dla tej wartości w kolejnych obliczeniach wyznaczana była prędkość przepływu powietrza przy sterowaniu mocą dmuchawy.

Można również stwierdzić, że uzyskany przepływ był turbulentny.

Tabela 2. Wyznaczanie charakterystyki prądowo – napięciowej turbiny wiatrowej

Otwór w którym umieszczono sondę pomiaru prędkości przepływu: C (A lub B lub C) Głębokość wsunięcia sondy prędkości przepływu powietrza: 12 [cm]
Moc dmuchawy [%]
40
Średnia
50
Średnia
60
Średnia
70
Średnia

Na wykresie zaprezentowano zależność napięcia generowanego przez generator od prądu.

W każdym przypadku maksymalna moc generatora występuje w przypadku obciążenia równego 24 Ω. W przypadku mocy dmuchawy 70 % możemy uznać, że jeden wynik został błędnie odczytany z powodu różnego od pozostałych wykresu.

Są to wartości:

O,5 W dla mocy dmuchawy 40 %

2,32 W dla mocy dmuchawy 50 %

4,68 W dla mocy dmuchawy 60 %

6,25 W dla mocy dmuchawy 70 %

Tabela 3. Wyznaczanie krzywej mocy turbiny wiatrowej

Otwór i głębokość umieszczenia termoanemometru: C (A lub B lub C) i 12 [cm] Obciążenie turbiny ustawione na sterowniku: 12 [Ω]
Moc dmuchawy [%]
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
61
63
65
67
69

Na wykresie przedstawiono zależność mocy w funkcji prędkości przepływu wiatru. Jest to funkcja wykładnicza. Dla ustawionego obciążenia turbina wiatrowa startuje przy prędkości wiatru równej ponad 4 m/s.