553 3

15.3. ENERGETYKA WIATROWA

W przebiegu dobowym (rys. 15.9) [15.28] większe prędkości wiatru (na wysokości 3Oh-50 m) notowane są w ciągu dnia z maksimum w godzinach okołopołudniowych. Ruchy pionowe w atmosferze wywołane konwekcją przenoszą cząstki powietrza z górnych warstw w kierunku powierzchni ziemi. Wtedy występuj e największa intensywność turbulencji i pionowa wymiana pędu, co powoduje zmniejszenie pionowych gradientów prędkości (zbliżone wartości prędkości wiatru dla różnych wysokości). Po zachodzie Słońca turbulencja (ruchy pionowe) stopniowo zanika i prędkość wiatru przy powierzchni ziemi znacznie się zmniejsza (podczas nocy). Zahamowanie pionowej wymiany pędu powoduje, że wzrost prędkości wiatru z wysokością jest szybszy niż w ciągu dnia (rys. 15.9).

Przedstawione na rysunku 15.10 rzeczywiste wartości prędkości wiatru zarejestrowane w rejonie Przełęczy Dukielskiej (w miesiącu lutym 1995 r.) na wysokości 12 m [15.35] wskazująna znaczne wahania mocy wiatru w skali miesiąca.

c

30

m/s

Luty 1995 rok

Rys. 15.10. Rzeczywista prędkość wiatru zarejestrowana w rejonie Przełęczy Dukielskiej na wysokości 12 m w lutym 1995 roku, wg [15.35]

Takie gwałtowne zmiany wiatru powodują znaczne obciążenia dynamiczne łopat wirnika i wymagają szybkich reakcji układów sterowania. Elektrownie wiatrowe przy prędkościach wiatru mniejszych od 4 m/s osiągają bardzo małe moce, natomiast powyżej 25 m/s są wyłączane ze względu na możliwość uszkodzeń mechanicznych, choć sama konstrukcja elektrowni wiatrowej wytrzymuje prędkości wiatru do 60 m/s.

Moc znamionowa elektrowni wiatrowej jest określana dla prędkości wiatru z przedziału 9 -t- 15 m/s.

Do oszacowania rocznej produkcji energii elektrycznej wiatru wykorzystuje się histogram zmierzonych prędkości wiatru (rys. 15.11) oraz charakterystykę mocy turbiny P = f(c). Na podstawie przeprowadzonych pomiarów wiatru

553