Cum sa alegem un sistem eolian

1. Informatii utile pentru alegerea sistemului eolian.

Turbinele eoliene devin din ce in ce mai populare printre echipamentele de generare a energiei electrice. Destinatia turbinei eoliene - convesia energiei cinetice a fluxului de aer, numita energie eoliana in energie electrica. Energia generata de eoliene poate fi calculata cu urmtoarea formula:

P = 0,5 * rho * S * Cp * V³ * Nb * Ng

unde P – puterea, W; rho - densitatea aerului (in jur de 1,225 kg / m³); S – suprafata de rotire a elicei; V – viteza vantului, m/s; Cp - coeficientul aerodinamic (teoretic, 0.5); Ng - randamentul generatorului; Nb – randamentul reductorului(daca exista).

Toate componentele acestei formule pentru o turbina eoliana, exceptand viteza vantului sunt constante (densitatea aerului, desigur, depinde de temperatura, dar schimbarile sale pot fi neglijate, fiind foarte mici). Putem spune, prin urmare, ca puterea produsa de turbina eoliana este proporţionala cu cubul vitezei vantului.

Aceasta inseamna ca puterea turbinelor eoliene la un vant slab (chiar daca aceasta se roteşte) este foarte mica.Dar, cu cresterea puterii vantului rezulta o creştere semnificativa a energiei furnizate.Si pentru ca vantul bate cu o viteza si directie constanta doar intr-un tunel de vant, este clar ca energia care rezulta la turbinele eoliene, este variabila ca valoare in timp.Prin urmare, orice sistem energetic cu turbine eoliene ca sursa de energie trebuie sa aiba un element stabilizator.

In sistemele autonome mici, elementelul stabilizator este, de obicei, un banc de baterii ( acumulatoare ). Daca puterea turbinei este mai mare decat energia consumata, bateria se incarca. In cazul in care energia consumata este mai mare - bateria se descarca. Din acest lucru rezulta o caracteristica importanta al turbinei eoliene ca sursa de energie: in cazul in care majoritatea altor surse de energie sunt selectate pentru puterea maxima furnizata, turbinele eoliene ar trebui sa fie selectate functie de energia produsa intr-o anumita perioada de timp(luna, an).

Sa demonstram acest lucru cu un exemplu.La malul marii, in cazul in care viteza medie a vantului este de aproape 6 m/s, avem o casa in care familia din trei persoane vine la sfarsitul saptamanii.Echipamentul electric este folosit de asemeni, numai la sfarsit de saptamana.Ziua consumul de energie este de pana la 15 kW/h, cu sarcina maxima - pana la 3 kW.In consecinta, intr-o luna se consuma 120 kW.In cazul in care viteza medie a vantului este de 6 m/s, 120 kW pe luna poate fi furnizat de un generator de vant mic de 700 W.In plus, pentru acumularea de energie in termen de 5 zile va fi nevoie de un banc de baterii ( acumulatoare ) si un invertor (care converteste curentul continuu de la bancul de baterii in curent alternativ) de 3 kW, pentru sarcina maxima..

Un alt exemplu.Intr-o zona cu viteza medie a vantului de 5 m/s este construit un turn de telecomunicatii, care consuma in mod constant o medie de 2 kW/h de energie electrica, in timp ce sarcina maxima este nu mai mica decat aceeasi 3 kW.In acest caz se inmulteste 2 kW cu numarul de ore pe luna (720) si primim 1440 kW - valoarea consumului pe luna.Pentru o aceeasi viteza a vantului sa producem 1420 kW avem nevoie de un generator eolian de 10 kW si de asemenea vom folosi un invertor de 3 kW.

Cum se poate observa in fiecare din cazurile de mai sus, puterea turbinelor este foarte diferita de sarcina maxima. Sarcina maxima determina puterea invertorului. Generatorul eolian determina doar cantitatea de energie produsa intr-o anumita perioada de timp la o viteza medie a vantului anumita.In afara de viteza medie a vantului mai exista si alte date importante pentru aprecierea resurselor de vant, numiti parametrii Weibull, care reflecta distributia duratei vanturilor cu o anumita viteza pentru o anumita zona, utilizati la proiectarea parcurilor eoliene de zeci de MW.

Pentru proiectele energetice mici cheltuite pentru aceste cercetari nu au sens economic, deoarece puteti estima aproximativ productia energetica in functie de viteza medie a vantului la locul de instalare a turbinei eoliene.Din aceste exemple se poate concluziona, de asemeni, despre natura sarcinii pentru care este cel mai oportun sa se aleaga generatoarele eoliene.Aceasta este o sarcina neuniforma, care poate fi mai mare de 10 ori decat sarcina medie.

Cazul cel mai comun pentru utilizarea unei turbine eoliene relativ mici- utilizarea casnica.De exemplu, pentru o familie intr-un apartament de oras consumul mediu este - 0,5 kW/h ( 360 kW/h pe luna dupa contor). Sarcina maxima - 5 kW, atunci cand functioneaza plita electrica, masina de spalat, cuptorul cu microunde si alte dispozitive mai putin puternice.Un generator eolian de 5kW poate asigura acest consum, chiar intr-un loc cu vant nu foarte puternic.O sarcina uniforma, cum ar fi incalzirea, cu un dispozitiv de incalzire de 1 kW, pe luna necesita 720 kw /h, pe care o turbina eoliana de 5kW o poate asigura numai in zonele cu resurse eoliene bune (de exemplu, pe malul marii, in camp deschis etc.).



2. Informatii utile pentru alegerea turbinei eoliene.

- Nu va straduiti sa cautati eoliene care sa inceapa sa functioneze la viteze ale vantului mai mici de    2.5m/s ca oricum la o asemenea viteza energia este foarte mica.

-La functionarea eolienelor pe timp de ploaie si ninsoare productivitatea sa scade cu 10-30%.

-O atentie deosebita trebuie sa acordati nu numai puterii generatorului dar si la ce viteza a vantului se obtine aceasta putere.Unii producatori afiseaza parametri mai ridicati.Pentru a verifica puterea reala oferita de generator puteti utiliza o formula simplificata a celei de sus si anume:

P=D2v³/7000, ±20%

unde P-puterea, kW, D-diametrul elicei, V-viteza vantului.

Aceasta putere dupa cum se vede depinde de diametrul D al elicei si viteza vantului V, iar restul variabilelor au o influenta mai mica asupra puterii turbinei.Deci, din generatoarele eoliene care au aceeasi putere se alege acela care are diametrul elicei mai mare.La alegerea generatorului trebuie de avut in vedere ca va fi mai productiv acela care are o viteza nominala de functionare mai mica(acele generatoare sunt si mai grele din cauza cantitatii mai mari de magneti permanenti).