1442680621

Politechnika Białostocka    Ćwiczenie nr 4

Katedra Ciepłownictwa    Badanie charakterystyk turbiny wiatrowej

z wirnikiem trzy- i sześcioplatowym

1. Wprowadzenie

Pod względem liczby łopatek wirnika wyróżnia się siłownie wiatrowe jedno-, dwu-, trzy-, cztero- i wielopłatowe.

Rys. 2 Schemat turbiny dwupłatowej

Rys. 3. Schemat turbiny tizypłatowej

Rys. 4 Schemat turbiny w\e\opłatowej

Siłownie z większą ilością łopat są wykorzystywane głównie do przepompowywania wody, napędu młynów lub innych zastosowań z wykorzystaniem energii mechanicznej. Najpowszechniej wykorzystywane są w słabo zamieszkanych obszarach USA, gdzie służą jako dodatkowe źródło energii elektrycznej oraz napęd pomp wodnych. Charakteryzują się rozruchem już przy bardzo słabym wietrze, dużym momentem obrotowym, prostotą konstrukcji (płaty nie mają specjalnych profili aerodynamicznych) i niską ceną w porównaniu z elektrowniami o dwóch lub trzech śmigłach.

W przypadku turbin wiatrowych z poziomą osią obrotu (HAWT z ang. Horizontal Axis Wind Turbines) najpowszechniej stosowane są wirniki trzypłatowe, rzadziej jedno- lub dwupłatowe.

Mniejsza liczba łopat oznacza spadek masy wirnika, a tym samym obniżenie jego kosztów. Jednocześnie wirniki jedno- i dwupłatowe wymagają bardziej złożonej budowy piast, co skutkuje zwiększeniem kosztów produkcji.

Im mniejsza liczba łopat wirnika, tym większa prędkość obrotowa wirnika, aby uzyskać moc porównywalną z mocą turbiny trójpłatowej. Konsekwentnie zwiększa się prędkość wierzchołkowa wirnika (stosunek prędkości wierzchołka wirnika do prędkości wiatru tzw. TSR, z ang. Tip Speed Ratio), co powoduje wzrost poziomu hałasu generowanego przez turbinę.

2