1109810927

INŻYNIERIA ŚRODOWISKA - MŁODYM OKIEM TOM 8, 2014

Istotną informacją płynącą z badań Głównego Urzędu Statystycznego jest również fakt, iż w roku 2011 osiągalne w elektrowniach wiatrowych moce wynosiły 1800 MW, co oznacza że wzrosły ponad 56-krotnie w odniesieniu do roku 2002 (32 MW). Wynik ten oznacza, że stanowiły około 60% osiągalnych mocy elektrowni bazujących na odnawialnych źródłach energii do produkcji prądu elektrycznego. [10]

4. Przegląd wybranych technologii turbin wiatrowych o pionowej osi rotacji

Początki zastosowania turbin wiatrowych o pionowej osi obrotu sięgają VIII w., gdzie stosowane przez Persów służyły pompowaniu wody i mieleniu ziarna. W celach wytworzenia energii elektrycznej zostały zastosowane pod koniec XIX w. Jednym z pierwszych urządzeń tego typu była turbina autorstwa Jamesa Blyth’a z 1887 r., która była zdolna do wytworzenia 12 kW energii elektrycznej. We współczesnych czasach dominuje jednak wykorzystanie turbin o poziomej osi obrotu, czyli tupu HAWT (ang. Horizontal Axis Wind Turbinę). Turbiny o pionowej osi rotacji - VAWT (ang. Vertical Axis Wind Turbinę) stanowią w znacznej mierze instalację małych mocy wykorzystywanych na potrzeby indywidualnych odbiorców. [3, 11] Prowadzone są jednakże badania naukowe nad wykorzystaniem turbin VAWT w przypadku dużych farm wiatrowych. W swojej publikacji John O. Dabiri z Califomia Institute of Technology porównał pracę dwóch zespołów urządzeń o odmiennych osiach obrotu. Instalację urządzeń o pionowej osi budowały turbiny Widspire o mocy znamionowej 1,2 kW i średnicy wirnika wynoszącej 1,2 m, natomiast instalację turbin o osi poziomej stanowiły turbiny o mocy znamionowej 2,5 MW i 3 MW, i rozpiętości 100 i 112 metrów. Wyniki przeprowadzonych badań polowych wskazują, że turbiny o osi pionowej są wstanie generować więcej energii przypadającej na metr kwadratowy zajmowanej powierzchni, a mianowicie 6-30 W/m². Urządzenia typu HAWT produkowały 2-3 W/m². Przeprowadzone badania mogą świadczyć, za słusznością koncepcji zastosowania turbin o pionowej osi obrotu również w wypadku dużych farm wiatrowych. [11]

Do głównych zalet technologii turbin o wertykalnej osi obrotu zaliczyć należy możliwość pracy niezależnie od kierunku wiejącego wiatru. Ponadto turbiny te uważa się za bezpieczniejsze dla przemieszczających się ptaków i nietoperzy. [3] Kolejną cechą charakterystyczną tego typu urządzeń jest wyższy wskaźnik wykorzystania energii wiatru, niż w przypadku turbin o poziomej osi obrotu, jednak wadę stanowi tu praktycznie zerowy moment startowy, co rodzi konieczność rozruchu instalacji. [12]

Do najszerzej stosowanych w praktyce turbin o pionowej osi obrotu należą turbiny typu

16