Z e s z y t y P r o b l e m o w e M a s z y n y E l e k t r y c z n e N r 8 2 / 2 0 0 9
7 9
A r t u r P o l a k , M a r c i n B a r a Ds k i
B O B R M E K o m e l , K a t o w i c e
D O B R G E N E R A T O R A D L A M A AE J E L E K T R O W N I W I A T R O W E J
T H E S M A L L W I N D M I L L S G E N E R A T O R S E L E C T I O N
A b s t r a c t : T h e s m a l l w i n d m i l l s c o n s t r u c t i o n s m u s t t a k e i n t o a c o u n t f r e q u e n t c h a n g e s o f w i n d s p e e d a n d d i r e c t i o n .
T h e p h e n o m e n o n r e l a t e d w i t h s w i m m i n g a i r m a s s d i s t u r b a n c e s o v e r t h e l a n d . T h e e f f e c t i s c h a n g e o f w i n d t u r b i n e
s p e e d . M o s t o f p r o b l e m c a u s e i s l o a d a d j u s t i n g t o w i n d t u r b i n e c h a r a k t e r i s t i c .
1 . W s t p
M a Be e l e k t r o w n i e w i a t r o w e p r a c u j p o d c z a s 3 . d u \a p r z e c i \a l n o [,
w i a t r u w i e j c e g o z p r d k o [c i o d 3 m / s g d y g e - 4 . n i s k a w a r t o [ m o m e n t u z a c z e p o w e g o ,
n e r o w a n a m o c j e s t n i e w i e l k a , d o 1 8 m / s p o 5 . o d p o r n o [ n a o d d z i a By w a n i e w a r u n k w a t -
p r z e k r o c z e n i u k t r e j e l e k t r o w n i a j e s t z a t r z y - m o s f e r y c z n y c h .
m y w a n a ( s t a n p a r k o w a n i a ) z e w z g l d w b e z - W c e l u d o b o r u g e n e r a t o r a d l a m a Be j e l e k t r o w n i
p i e c z e Ds t w a . W w a r u n k a c h n a s z e g o k r a j u w i a t r o w e j n a l e \y u w z g l d n i , c o n a s t p u j e :
p r z y j t o z n a m i o n o w a p a r a m e t r y m a By c h e l e k - - zr d Bo m o c y m e c h a n i c z n e j ( c h a r a k t e r y -
t r o w n i w i a t r o w y c h d l a p r d k o [c i w i a t r u 1 0 m / s . s t y k t u r b i n y w i a t r o w e j ) ,
W p r o j e k c i e m a Be j e l e k t r o w n i w i a t r o w e j n a l e \y - s p r z g n i e c i e g e n e r a t o r a z t u r b i n ( b e z p o -
u w z g l d n i c h a r a k t e r y s t y k w i a t r u w i e j c e g o [r e d n i e l u b p o p r z e z p r z e k Ba d n i )
b l i s k o p o w i e r z c h n i z i e m i ( n a w y s o k o [c i d o - s p o s b z a b u d o w y o r a z p o z y c j p r a c y g e n e -
r a t o r a ,
2 5 m ) . W i a t r t e n j e s t d y n a m i c z n y , c h a r a k t e r y -
z u j e s i d u \ z m i e n n o [c i p r d k o [c i i k i e - - r o d z a j o b c i \e n i a ,
- s p o s b s t e r o w a n i a o b c i \e n i e m .
r u n k u .
W m a By c h e l e k t r o w n i a c h w i a t r o w y c h z a z w y -
c z a j s t o s u j e s i d w a s p o s o b y k o n w e r s j i e n e r g i i :
b e z p o [r e d n i a z a m i a n a w y g e n e r o w a n e j e n e r g i i
e l e k t r y c z n e j w c i e p Bo l u b m a g a z y n o w a n i e e n e r -
g i i e l e k t r y c z n e j z w y k o r z y s t a n i e m b a t e r i i a k u -
m u l a t o r w . R z a d z i e j s p o t y k a s i b e z p o [r e d n i e
w y k o r z y s t a n i e w y g e n e r o w a n e j e n e r g i i e l e k -
t r y c z n e j d o z a s i l a n i a n p . s i l n i k w p o m p w o d y .
W w y m i e n i o n y c h u k Ba d a c h m a m y d o c z y n i e n i a
z t z w . s i e c i w y d z i e l o n . P r a c a m a By c h e l e k -
t r o w n i w i a t r o w y c h n a s i e z a w o d o w j e s t
o b e c n i e m a Bo p o p u l a r n a m . i n . z p o w o d u d u \e g o
k o s z t u a p a r a t u r y u m o \l i w i a j c e j p r z y Bc z e n i e
d o s i e c i .
R y s . 1 . K r z y w a m o c y z a w a r t e j w s t r u m i e n i u
w i a t r u
2 . P o d s t a w o w e s p o s o b y s t e r o w a n i a p r a c
m a Be j e l e k t r o w n i w i a t r o w e j
O d g e n e r a t o r w p r z e z n a c z o n y c h d o z a s t o s o w a -
n i a w m a By c h e l e k t r o w n i a c h w i a t r o w y c h w y - W m a By c h e l e k t r o w n i a c h w i a t r o w y c h n i e w y k o -
r z y s t u j e s i w y r a f i n o w a n y c h m e t o d o p t y m a l -
m a g a s i :
n e g o w y k o r z y s t a n i a e n e r g i i z a w a r t e g o w s t r u -
1 . d Bu g o t r w a Ba , b e z a w a r y j n a p r a c a b e z p o t r z e b y
m i e n i u w i a t r u . N a j p o p u l a r n i e j s z y m i i n a j s k u -
p r z e p r o w a d z a n i a p r a c k o n s e r w a c y j n y c h
( w y m i a n y l u b s m a r o w a n i a Bo \y s k , c z y s z c z e - t e c z n i e j s z y m i m e t o d a m i s t e r o w a n i a m o c m a Be j
e l e k t r o w n i w i a t r o w e j s : s t e r o w a n i e o b c i \e -
n i a w z B w p i e r [c i e n i [l i z g o w y c h i t p . ) ,
2 . u \y t e c z n a p r a c a g e n e r a t o r a p o w i n n a o b e j m o - n i e m g e n e r a t o r a o r a z z m i a n u s t a w i e n i a t u r b i n y
w i a t r o w e j w z g l d e m k i e r u n k u w i a t r u ( o d c h y l a -
w a s z e r o k i z a k r e s r o z w i j a n y c h p r d k o [c i
n i e p o z i o m e l u b o d c h y l a n i e p i o n o w e ) .
o b r o t o w e j ,
Z e s z y t y P r o b l e m o w e M a s z y n y E l e k t r y c z n e N r 8 2 / 2 0 0 9
8 0
a ) b )
R y s . 4 . S t e r o w a n i e p o p r z e z z m i a n o b c i \e n i a
g e n e r a t o r a
Z a p r o p o n o w a n y u k Ba d u m o \l i w i a s k o k o w r e -
g u l a c j o b c i \e n i a e l e k t r o w n i w i a t r o w e j , a w
s t a n a c h a w a r y j n y c h m o \e n a s t p i z a t r z y m a n i e
p r a c y e l e k t r o w n i p o p r z e z z w a r c i e u z w o j e D g e -
n e r a t o r a .
R y s . 2 . S t e r o w a n i e p o p r z e z z m i a n u s t a w i e n i a
3 . D o b r g e n e r a t o r a
t u r b i n y w i a t r o w e j w z g l d e m k i e r u n k u w i a t r u ;
a ) o d c h y l a n i e p i o n o w e , b ) o d c h y l a n i e p o z i o m e
W y b r g e n e r a t o r a d o m a Be j e l e k t r o w n i w i a t r o -
w e j j e s t u z a l e \n i o n y m . i n . o d c h a r a k t e r y s t y k i
I n n e s p o s o b y s t e r o w a n i a n p . p o p r z e z z m i a n
t u r b i n y w i a t r o w e j , s p r z g n i c i a g e n e r a t o r a z
k o n t a z a k l i n o w a n i a l u b z a s t o s o w a n i e h a m u l c w
t u r b i n , c h a r a k t e r u o b c i \e n i a , w a r u n k w c h Bo -
a e r o d y n a m i c z n y c h p o w o d u j i \ k o n s t r u k c j a
d z e n i a o r a z s y s t e m u s t e r o w a n i a p r a c e l e k -
t u r b i n y s t a j e s i b a r d z i e j z Bo \o n a , p r z e z c o w
t r o w n i . J a k w c z e [n i e j w s p o m n i a n o w d o b o r z e
w i k s z y m s t o p n i u n a r a \o n a n a w y s t p i e n i e
g e n e r a t o r a m u s i m y u w z g l d n i a p a r a m e t r y t u r -
a w a r i i .
b i n w i a t r o w y c h w c z y m m o \e n a m p o m c m e -
t o d a g r a f i c z n a o p a r t a n a c h a r a k t e r y s t y c e z
r y s . 5 . N a s t p n y k r o k t o o k r e [l e n i e m a k s y m a l -
n e g o m o m e n t u o b c i \e n i a j a k i m o \e w y t w o -
r z y g e n e r a t o r w s t a n i e z w a r c i a . W a r t o [ t a
u m o \l i w i o k r e [l e n i e m a k s y m a l n e j p r d k o [c i
w i a t r u p r z y j a k i e j j e s t m o \l i w e z a h a m o w a n i e
t u r b i n y w i a t r o w e j .
R y s . 3 S t e r o w a n i e p o p r z e z z m i a n k t a z a k l i -
n o w a n i a
A u t o r n a p o d s t a w i e w Ba s n y c h d o [w i a d c z e D
k o n s t r u k c y j n y c h p r e f e r u j e s t e r o w a n i e p o p r z e z
z m i a n o b c i \e n i a , d l a e l e k t r o w n i o [r e d n i c y
t u r b i n y w i a t r o w e j 3 , 5 m i m n i e j s z y c h . D o t y c z y
t o t a k \e p r o c e d u r y z a t r z y m a n i a . T a k i e p o s t -
p o w a n i e j e s t z g o d n e z n o r m P N - E N 6 1 4 0 0 - 2
T u r b o z e s p o By w i a t r o w e C z . 2 W y m a g a n i a
p r o j e k t o w e d o t y c z c e m a By c h t u r b o z e s p o B w
w i a t r o w y c h .
N a r y s . 4 p r z e d s t a w i o n o s c h e m a t u k Ba d y d o -
R y s . 5 . C h a r a k t e r y s t y k a z e w n t r z n a t u r b i n y
g r z e w a n i a w o d y w C O
( 3 - Bo p a t o w e j )
Z e s z y t y P r o b l e m o w e M a s z y n y E l e k t r y c z n e N r 8 2 / 2 0 0 9
8 1
K o l e j n e d z i a Ba n i a s z w i z a n e z z a b u d o w g e - 5 . U w a g i i w n i o s k i z b a d a D e k s p l o a t a c y j -
n e r a t o r a o r a z z p o Bc z e n i e m g o z t u r b i n . P r z y
n y c h g e n e r a t o r w m a By c h e l e k t r o w n i
z a b u d o w i e g e n e r a t o r a u w z g l d n i a m y p o t r z e b
w i a t r o w y c h
c h Bo d z e n i a u z w o j e D t w o r n i k a . S z c z e g l n
P r z e p r o w a d z o n e b a d a n i a g e n e r a t o r w d o w i o -
u w a g n a l e \y z w r c i n a s Ba b e m o \l i w o [c i
d By , i \ j e d n y m z k l u c z o w y c h z a g a d n i e D z w i -
c h Bo d z e n i a j a k i m i c h a r a k t e r y z u j s i g e n e r a t o r y
z a n y c h z p r a w i d Bo w y m d o b o r e m g e n e r a t o r a j e s t
t a r c z o w e z u z w o j e n i e m s t o j a n a u m i e s z c z o n y m
d o p a s o w a n i e o b c i \e n i a d o c h a r a k t e r y s t y k
p o m i d z y d w o m a t a r c z a m i w i r n i k a .
t u r b i n y w i a t r o w e j . P o d c z a s w y s t p i e n i a z w a r c i a
a )
n a z a c i s k a c h g e n e r a t o r a z m a g n e s a m i t r w a By m i
k r o t n o [ p r d u z w a r c i a , z a z w y c z a j n i e p r z e k r a -
c z a 3 - k r o t n e j w a r t o [c i p r d u z n a m i o n o w e g o
g e n e r a t o r a . W p r z e b i e g u p r d u z w a r c i a n i e w y -
s t p u j e u d a r p r d o w y , t a k c h a r a k t e r y s t y c z n y
d l a g e n e r a t o r w s y n c h r o n i c z n y c h o b c o w z b u d -
n y c h . T a c e c h a g e n e r a t o r w w z b u d z a n y c h m a -
g n e s a m i t r w a By m i u m o \l i w i a b e z p i e c z n e w y -
h a m o w a n i e t u r b i n y w i a t r o w e j o z n a c z n y m
m o m e n c i e b e z w Ba d n o [c i . P a m i t a j e d n a k m u -
s i m y , i \ e n e r g i a h a m o w a n i a u l e g a r o z p r o s z e n i u
w u z w o j e n i u g e n e r a t o r a . S t o s u j c g e n e r a t o r y o
s Ba b e j s k u t e c z n o [c i c h Bo d z e n i a u z w o j e D ( g e n e -
b )
r a t o r y t a r c z o w e , g e n e r a t o r y z w i r n i k i e m z e -
w n t r z n y m i t p . ) z a l e c a s i s t o s o w a n i e z a b e z -
p i e c z e D t e r m i c z n y c h w o b w o d z i e u z w o j e n i a .
L i t e r a t u r a
[ 1 ] . G l i n k a T . : M a s z y n y e l e k t r y c z n e w z b u d z a n e m a -
g n e s a m i t r w a By m i . W y d . P o l . Zl . , G l i w i c e , 2 0 0 2 r .
[ 2 ] . P o l a k A . , B e \a Ds k i A . : M a Be e l e k t r o w n i e
w i a t r o w e - p r z y k Ba d y p r a k t y c z n e g o z a s t o s o w a n i a , X I I
K o n f e r e n c j a P r o b l e m y E k s p l o a t a c j i M a s z y n i N a -
p d w E l e k t r y c z n y c h , U s t r o D 1 8 - 2 0 m a j , 2 0 0 5 .
R y s . 6 . G e n e r a t o r t a r c z o w y ; a ) w i d o k z e -
[ 3 ] . C z u c z m a n J . , C z e r e p a n j a k M . , S c z u r I . , G o l u -
w n t r z n y , b ) s c h e m a t g e n e r a t o r a t a r c z o w e g o
b o w s k i P . : G e n e r a t o r y s y n c h r o n i c z n e d o a u t o n o -
m i c z n y c h , b e z p r z e k Ba d n i o w y c h e l e k t r o w n i w i a t r o -
w y c h , X I I K o n f e r e n c j a P r o b l e m y E k s p l o a t a c j i M a -
s z y n i N a p d w E l e k t r y c z n y c h , U s t r o D 1 8 - 2 0 m a j ,
2 0 0 5 .
[ 4 ] . T r a b a j o d e D e s a r r o l l o d e G e n e r a d o r E l i c o E x -
p e r i m e n t a l M e m o r i a D e s c r i p t i v a : U N I V E R S I D A D
T E C N O L G I C A N A C I O N A L F A C U L T A D R E -
G I O N A L C R D O B A
R y s . 7 . G e n e r a t o r z w i r n i k i e m z e w n t r z n y m
P o d o b n i e m a s i s p r a w a s k u t e c z n o [c i c h Bo d z e -
n i a w g e n e r a t o r a c h z w i r n i k i e m z e w n t r z n y m ,
j e \e l i k o n s t r u k c j a e l e k t r o w n i w y k l u c z a z a s t o -
s o w a n i e g e n e r a t o r a p r z e w i e t r z a n e g o .
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