„
„
Małe elektrownie
Małe elektrownie
wiatrowe”
wiatrowe”
Autor:
Tytko Ryszard
Tytko Ryszard
Projekt „Chwytamy słońce”
„
„
Małe elektrownie
Małe elektrownie
wiatrowe”
wiatrowe”
Autor:
Tytko Ryszard
Tytko Ryszard
Projekt „Chwytamy słońce”
Moc zainstalowana i energia
Moc zainstalowana i energia
wyprodukowana w elektrowniach
wyprodukowana w elektrowniach
wiatrowych w UE w latach 2007/08
wiatrowych w UE w latach 2007/08
Z danych Urzędu
Z danych Urzędu
Regulacji Energetyki z
Regulacji Energetyki z
dnia 30.06.2009
dnia 30.06.2009
wynika, że w kraju
wynika, że w kraju
istnieją 253
istnieją 253
elektrownie wiatrowe,
elektrownie wiatrowe,
a ich łączna moc sięga
a ich łączna moc sięga
552,97 MW
552,97 MW
Energia ruchu atmosfery, czyli
Energia ruchu atmosfery, czyli
energia wiatru jest przekształconą
energia wiatru jest przekształconą
formą energii słonecznej. Wiatr jest
formą energii słonecznej. Wiatr jest
wywołany przez różnicę w
wywołany przez różnicę w
nagrzewaniu lądów i mórz, biegunów
nagrzewaniu lądów i mórz, biegunów
i równika czyli przez różnicę ciśnień
i równika czyli przez różnicę ciśnień
między poszczególnymi strefami
między poszczególnymi strefami
cieplnymi oraz przez siłę Coriolisa
cieplnymi oraz przez siłę Coriolisa
związaną z obrotowym ruchem Ziemi
związaną z obrotowym ruchem Ziemi
Energię wiatru można obliczyć następującym
Energię wiatru można obliczyć następującym
uproszczonym wzorem:
uproszczonym wzorem:
gdzie:
gdzie:
e
e
- wydajność energetyczna wiatru [kWh/m²];
- wydajność energetyczna wiatru [kWh/m²];
q
q
- gęstość powietrza [kg/m
- gęstość powietrza [kg/m
3
3
];
];
v
v
- prędkość [m/s];
- prędkość [m/s];
t
t
- czas [s];
- czas [s];
- sprawność układu turbiny wiatrowej
- sprawność układu turbiny wiatrowej
E - wydajność energetyczna wiatru
E - wydajność energetyczna wiatru
[kWh/m²];
[kWh/m²];
A
A
- powierzchnia skrzydeł siłowni [m
- powierzchnia skrzydeł siłowni [m
2
2
];
];
Es
Es
- wydajność energetyczna siłowni [kWh/rok].
- wydajność energetyczna siłowni [kWh/rok].
Klasyfikacja obszaru Polski pod względem
Klasyfikacja obszaru Polski pod względem
możliwości wykorzystania wiatru, jako źródła
możliwości wykorzystania wiatru, jako źródła
Energii
Energii
Według IMGW suma energii wiatru
na powierzchnię 1 m
2
wirnika
wiatraka w Polsce wynosi 1000÷1500
kWh/rok.[89] Roczny zysk netto z 1
MW szacowany jest na ok. 620 tys. zł
(przy 2200 MWh/rok wytworzonej
energii, zmniejszeniu emisji CO
2
o 2780 ton/rok, podatku dla gminy
ok. 30 tys/rok)
Zasada działania turbiny wiatrowej
Zasada działania turbiny wiatrowej
Zakres pracy i moc generowana przez
Zakres pracy i moc generowana przez
siłownię w funkcji prędkości wiatru dla
siłownię w funkcji prędkości wiatru dla
małej EW
małej EW
Roczny uzysk energii elektrowni wiatrowej
w instalacjach różnych wielkości przy
różnych prędkościach wiatru na wysokości
osi wirnika
Podstawowe wyposażenie
Podstawowe wyposażenie
nowoczesnej elektrowni wiatrowej
nowoczesnej elektrowni wiatrowej
Przykładowe ceny siłowni
Przykładowe ceny siłowni
wiatrowych używanych (luty 2009)
wiatrowych używanych (luty 2009)
Liczba instalacji i moc zainstalowana
Liczba instalacji i moc zainstalowana
elektrowni wiatrowych do
elektrowni wiatrowych do
30.06.2009
30.06.2009
Małe elektrownie
Małe elektrownie
wiatrowe –
wiatrowe –
charakterystyka
charakterystyka
Zalety:
Zalety:
-praca przy wiatrach wiejących z
-praca przy wiatrach wiejących z
prędkością ok. 2 m/s znacznie
prędkością ok. 2 m/s znacznie
zwiększa możliwość ich
zwiększa możliwość ich
wykorzystania;
wykorzystania;
-mogą pracować w ekstremalnych
-mogą pracować w ekstremalnych
warunkach, zwłaszcza turbiny o osi
warunkach, zwłaszcza turbiny o osi
pionowej;
pionowej;
-koszt wytwarzania 1 kWh energii
-koszt wytwarzania 1 kWh energii
waha się w zależności od warunków
waha się w zależności od warunków
wiatrowych i wynosi ok. 0,07÷0,10
wiatrowych i wynosi ok. 0,07÷0,10
zł;
zł;
-
-
instalacja małych turbin
instalacja małych turbin
wiatrowych jest stosunkowo
wiatrowych jest stosunkowo
prosta;
prosta;
-niskie koszty inwestycyjne;
-niskie koszty inwestycyjne;
-akceptacja społeczności
-akceptacja społeczności
lokalnej;
lokalnej;
-znikomy wpływ na
-znikomy wpływ na
środowisko;
środowisko;
-nie wymagają budowy (rozbudowy)
-nie wymagają budowy (rozbudowy)
sieci energetycznych;
sieci energetycznych;
-ze względu na swoje małe rozmiary
-ze względu na swoje małe rozmiary
mogą zostać wkomponowane w
mogą zostać wkomponowane w
otoczenie, a niekiedy mogą być
otoczenie, a niekiedy mogą być
potraktowane, jako element
potraktowane, jako element
dekoracyjny (zwłaszcza te o osi
dekoracyjny (zwłaszcza te o osi
pionowej);
pionowej);
-nie muszą być wydawane na nie
-nie muszą być wydawane na nie
pozwolenia na budowę. Dotyczy to
pozwolenia na budowę. Dotyczy to
jednak tylko tych turbin, które nie są
jednak tylko tych turbin, które nie są
trwale związane z gruntem.
trwale związane z gruntem.
Elektrownia wiatrowa Zefir-6
Elektrownia wiatrowa Zefir-6
Dane techniczne
Dane techniczne
Małe elektrownie wiatrowe z
Małe elektrownie wiatrowe z
pionową osią obrotu
pionową osią obrotu
Zasada działania
Zasada działania
turbina wiatrowa o pionowej osi
turbina wiatrowa o pionowej osi
obrotu
obrotu
Zalety turbin o
Zalety turbin o
pionowej osi obrotu:
pionowej osi obrotu:
-stała praca niezależna od kierunku wiatru,
-stała praca niezależna od kierunku wiatru,
nie wymagają mechanizmu "
nie wymagają mechanizmu "
ustawiania pod
ustawiania pod
wiatr
wiatr
";
";
-pionowa oś obrotu i niewielka średnica
-pionowa oś obrotu i niewielka średnica
umożliwia łatwy montaż, nie jest konieczne
umożliwia łatwy montaż, nie jest konieczne
budowanie wysokich masztów. W
budowanie wysokich masztów. W
sprzyjających warunkach, na otwartym
sprzyjających warunkach, na otwartym
terenie wystarczy wysokość 2÷4 m nad
terenie wystarczy wysokość 2÷4 m nad
poziom gruntu;
poziom gruntu;
-start przy prędkości wiatru wynoszącej ok.
-start przy prędkości wiatru wynoszącej ok.
2 m/s;
2 m/s;
możliwość montażu: na gruncie, dachach
możliwość montażu: na gruncie, dachach
budynków, słupach, istniejących
budynków, słupach, istniejących
konstrukcjach itp.;
konstrukcjach itp.;
-cicha praca nawet przy maksymalnej
-cicha praca nawet przy maksymalnej
prędkości obrotowej;
prędkości obrotowej;
-odporność na silne podmuchy wiatru. Nie
-odporność na silne podmuchy wiatru. Nie
wymaga zatrzymania nawet przy wietrze
wymaga zatrzymania nawet przy wietrze
o prędkości 40 m/s. Kształt wirnika
o prędkości 40 m/s. Kształt wirnika
zapewnia aerodynamiczne ograniczenie
zapewnia aerodynamiczne ograniczenie
obrotów;
obrotów;
-odporność w warunkach zimowych na
-odporność w warunkach zimowych na
pokrycie szronem czy lepkim śniegiem;
pokrycie szronem czy lepkim śniegiem;
-bezobsługowa praca zespołu
-bezobsługowa praca zespołu
prądotwórczego;
prądotwórczego;
-możliwa jest konstrukcja przenośna, dzięki
-możliwa jest konstrukcja przenośna, dzięki
łatwemu montażowi i demontażowi, który
łatwemu montażowi i demontażowi, który
trwa kilka godzin;
trwa kilka godzin;
-stabilna praca (brak drgań);
-stabilna praca (brak drgań);
-możliwa instalacja nawet w strefach
-możliwa instalacja nawet w strefach
zurbanizowanych;
zurbanizowanych;
-znacznie uproszczona konstrukcja
-znacznie uproszczona konstrukcja
gwarantuje -długą żywotność urządzenia;
gwarantuje -długą żywotność urządzenia;
-nie wymaga dużych płaskich terenów, aby
-nie wymaga dużych płaskich terenów, aby
uzyskać optymalne parametry pracy;
uzyskać optymalne parametry pracy;
-estetyczny wygląd - podczas pracy odnosi
-estetyczny wygląd - podczas pracy odnosi
się wrażenie cyklicznej zmiany kształtu.
się wrażenie cyklicznej zmiany kształtu.
Daje to możliwość umieszczenia reklam
Daje to możliwość umieszczenia reklam
oraz wykorzystania, jako element
oraz wykorzystania, jako element
scenografii krajobrazu;
scenografii krajobrazu;
-niska cena;
-niska cena;
-mała prędkość obwodowa wirnika i jego
-mała prędkość obwodowa wirnika i jego
kształt zapewniają bezpieczeństwo dla
kształt zapewniają bezpieczeństwo dla
zwierząt i ptaków.
zwierząt i ptaków.
Dane techniczne turbin
Dane techniczne turbin
wiatrowych z pionową osią
wiatrowych z pionową osią
obrotu
obrotu
Bezpośrednie wykorzystanie
Bezpośrednie wykorzystanie
energii wiatru
energii wiatru
-dostarczyć do sieci energetyki
-dostarczyć do sieci energetyki
zawodowej;
zawodowej;
-zasilić sieć wydzieloną np. stację
-zasilić sieć wydzieloną np. stację
meteo.
meteo.
zakumulować w akumulatorach
zakumulować w akumulatorach
kwasowych lub zasadowych;
kwasowych lub zasadowych;
-zamienić na energię mechaniczną,
-zamienić na energię mechaniczną,
np. zasilić silnik pompy wodnej;
np. zasilić silnik pompy wodnej;
-zamienić na energię cieplną.
-zamienić na energię cieplną.
Dziękuję za uwagę ;-)
Dziękuję za uwagę ;-)
W opracowaniu wykorzystano materiały z podręcznika
,,Odnawialne Źródła Energii” autor: Ryszard Tytko gdzie
zacytowano również materiały źródłowe
Ryszard
Ryszard
Tytko
Tytko