Elektrownie wiatrowe klasyczne (Horizontal Axis Wind Turbine)
advertisement
Przydomowe elektrownie wiatrowe są najczęściej wykorzystywane do zasilania odbiorników elektrycznych w domu, na działce letniskowej lub do ogrzewania wody bieżącej. Mogą zasilać odbiorniki RTV, lodówkę lub komputer. Nadają się do zasilania oświetlenia, pomp wodnych instalacji solarnych i innych odbiorników 230V. Podstawowe elektrownie wiatrowe występują w mocach od 500W do 3000W. To czy dana elektrownia będzie wystarczająca do zasilania określonych odbiorników zależy od mocy tych odbiorników, czasu ich pracy na dobę oraz siły występującego wiatru. Najczęściej w celu uzyskania zasilania gwarantowanego stosuje się elektrownie wiatrowe z przetwornicą wyposażoną w przełącznik Power Switch, zwany też bypass. W przypadku braku prądu z elektrowni wiatrowej takie urządzenie automatycznie przechodzi w tryb zasilania z sieci energetycznej. W przypadku przywrócenia zasilania z elektrowni wiatrowej następuje automatyczne przełączenie na zasilanie z przetwornicy. Zwykle montując przydomowe elektrownie wiatrowe na konstrukcji nie związanej na stałe z gruntem nie potrzeba pozwolenia na budowę. W razie konieczności wystąpienia do urzędu gminy z wnioskiem o zgłoszenie budowlane warto posłużyć się następująca formułką: "Maszt telekomunikacyjny ogólnego przeznaczenia zasilany autonomicznie energią wiatrową i/lub słoneczną". Elektrownie wiatrowe klasyczne (Horizontal Axis Wind Turbine) Elektrownia wiatrowa jest to zespół urządzeń służących do wytwarzania i magazynowania energii elektrycznej. Elektrownie wiatrowe mogą pracować samodzielnie. To znaczy jako jedyne, niezależne źródło energii elektrycznej. Dzięki stosunkowo małemu obszarowi jaki zajmują turbiny wiatrowe są jednymi z efektywniejszych źródeł pozyskiwania energii. W przypadku mniejszych instalacji tzw. małe elektrownie wiatrowe często współpracują z fotoogniwami. Ze względu na parametry techniczne przydomowe elektrownie wiatrowe dzielimy na małe, podstawowe i zaawansowane. Małe - o średnicy wirnika do 2m i mocy do 1000W, waga do 20kg. Podstawowe - moce od 500W do 3kW sterowane mechanicznie do wiatru za pomocą ogona do 100kg wagi. Zaawansowane - moc od 3kW, zaawansowane sterowanie elektronicznie, ponad 300kg. W skład podstawowego zestawu elektrowni wiatrowej wchodzi trójfazowy generator elektryczny z magnesami neodymowymi, wirnik z łopatkami, kontroler ładowania. Opcjonalnie elektrownie wiatrowe można uzupełnić o: 1. akumulatory z przetwornicą jednofazową lub trójfazową, 2. sterownik grzałek z grzałkami do C.O. lub wody bieżącej, 3. przetwornicę on-grid do sprzedaży prądu do sieci energetycznej, Najczęściej wiatraki przydomowe działają w systemach autonomicznych. Oznacza to, że nie są wpięte do publicznej sieci energetycznej. Na przydomowe elektrownie wiatrowe do mocy 20kW, które wytwarzają prąd na własne potrzeby, nie potrzeba koncesji. Nie trzeba też zgłaszać ich użytkowania do zakładu energetycznego jeżeli nie są podłączone do sieci publicznej. Fotoogniwa Jednym z podstawowych źródeł energii odnawialnej, możliwym do wykorzystania, jest Słońce. W praktyce wszystkie źródła energii odnawialnej opierają się o energię słoneczną. Dzięki Słońcu występują na naszej planecie takie zjawiska pogodowe jak deszcz (rzeki) i wiatr, ale tylko fotoogniwa zamieniają bezpośrednio energię słoneczną w elektryczną. Fotoogniwa wytwarzają prąd elektryczny dzięki promieniom słonecznym (fotonom) padającym na powierzchnię absorpcyjną panela. Ze względu na brak elementów mechanicznych fotoogniwa są bardzo niezawodne i proste w montażu. Fotoogniwa występują samodzielnie w postaci pojedynczych paneli lub w zespołach nawet po kilkaset sztuk. Buduje się z nich farmy słoneczne po kilkanaście, kilkadziesiąt kilowatów mocy. Fotoogniwa mogą być mocowane na urządzeniach podążających za słońcem (tzw. trackery). Niestety w naszych warunkach trackery nie bardzo się sprawdzają. Wzrost efektywności fotoogniw jest nieadekwatny do kosztów trackera. Ze względu na oblodzenie jakie występuje zimą trackery ulegają uszkodzeniu. Ponadto w czasie stosunkowo krótkich dni ilość prądu jaką pochłania obsługa trackera może nie pokryć energii uzyskanej z fotoogniwa. Dlatego zalecamy raczej zwiększenie ilości fotoogniw bez stosowania dodatkowych elementów mechanicznych niż stosowanie urządzeń podążających za słońcem. Ogniwa fotoowoltaiczne (fotoelektryczne) składają sie z pojedyńczych cel elektrycznych. Grupy cel łączy się w baterie słoneczne a grupy baterii słonecznych połączone są w panele słoneczne. Elektronika Żadne urządzenie elektryczne bez sterowania nie mogło by sprawnie pracować. Dlatego do naszych zestawów elektrowni wiatrowych i słonecznych należy dobrać odpowiednie urządzenia kontrolujące ich pracę. Podstawowymi urządzeniami elektronicznymi do elektrowni są regulatory ładowania zwane też kontrolerami. Regulatory najczęściej służą do ładowania akumulatorów. Bardziej zaawansowane sterują pracą całej elektrowni oraz podłączonych do niej odbiorników. Są to tak zwane kontrolery dedykowane. Niektóre regulatory ładowania są wyposażone w dodatkowe funkcje takie jak możliwość podbijania napięcia wytwarzanego przez generator w celu ładowania akumulatorów nawet przy słabym wietrze. Kolejnym urządzeniem elektronicznym jest przetwornica. Przetwornice mogą byc jednio fazowe lub trójfazowe. Ich zadaniem jest zamiana prądu stałego DC na prąd zmienny AC zgodny z napięciem w sieci energetycznej. W przypadku przetwornic o niewielkiej mocy spotyka się urządzenia zintegrowane z kontrolerem. My nazywamy te urządzenia inwerterami a na rynku znane są też jako kombajny. Przetwornice jako urządzenia wyspowe (niezależne od zewnętrznej sieci) działają autonomicznie. Przetwornice takie mogą być wyposażone w przełącznik źródła zasilania: akumulatory-sieć energetyczna. Taki przełącznik występuje pod nazwą Power Switch lub Bypass. Zupełnie inaczej przetwornice on-grid wpina się bezpośrednio do sieci energetycznej w celu synchronizacji źródeł. Osobną grupą są sterowniki grzałek. Często występują jako zespolone z kontrolerem ładowania ale te zwykle nie spełniają wszystkich norm bezpieczeństwa. Dzieje się tak dlatego, że nie uwzględniają one wszystkich sytuacji jakie mogą wystąpić: awaria grzałki, zagotowanie wody itp. Urządzenia takie najczęściej występują w postaci kaskadowych grzałek. Oświetlenie SMD NEW GENERATION Oświetlenie SMD następca LED staje się coraz bardziej popularne. Poniżej wymieniono kilka cech, które mogą pomóc w podjęciu decyzji dotyczącej wyboru oświetlenia. Niskie rachunki – Dzięki niskiemu poborowi energii elektrycznej, lampy SMD pozwalają zmniejszyć rachunki za prąd. Oszczędność zużycia energii wynosi 70-90% w stosunku do tradycyjnego oświetlenia. Źródłem dodatkowych oszczędności są niskie koszty serwisu dzięki temu, że lampy mogą działać bezobsługowo przez lata. Ekologia – Niskie zużycie energii połączone z możliwością zasilania z baterii słonecznych przekłada się na ochronę środowiska naturalnego. Co więcej, materiały wykorzystane w produkcji spełniają wymagania dyrektywy RoHS, a lampa w całości może zostać poddana procesowi recyklingu. Unikalny układ diod ogranicza rozproszenie światła przez co redukuje jego straty. Uproszczona budowa lampy SMD redukuje jej ciężar. Komfort i funkcjonalność – Zastosowanie SMD o wysokiej niezawodności i czasie życia liczonym w dziesiątkach tysięcy godzin pozwala na długo zapomnieć o konieczności serwisowania. Inteligentny system kontroli napięcia - zapobiega skokom zapewniając stałe napięcie. Pierwszy system optyczny, który dzięki prostokątnemu zastosowaniu układu SMD pozwala uzyskać kontrolę nad snopem światła. Brak wysokiego napięcia - nie przyciągają kurzu oraz nie emitując ciepła nie przyciągają owadów. Prosta instalacja – Montaż oprawy SMD o klasycznej, sprawdzonej konstrukcji jest równie prosty jak montaż zwykłej oprawy oświetlenia ulicznego. Dodatkowym atutem lampy jest możliwość doboru barwy świecenia. Praca w niskiej temperaturze - nie zażółca. Brak migotania, lampy odporne na wstrząsy i uderzenia. Brak promieniowania UV. Bezpieczeństwo – Stosunkowo wysoki współczynnik oddawania barw (CRI), funkcja „fast-start” oraz duża równomierność oświetlenia poprawiają widoczność. Brak efektu niekorzystnego oślepiania zwiększa komfort i bezpieczeństwo ruchu drogowego zmniejszając liczbę wypadków. Lampy zaprojektowane do oświetlenia ulic, chodników, placów. Nie oświetlają obszaru poza wyznaczonym. Prestiż – Lampy SMD, stając się częścią krajobrazu, kształtują atmosferę miejsca, w którym się znajdują. Dzięki swym unikalnym cechom zostają w pamięci tych, którzy choć raz je widzieli. Znajdują uznanie u osób z wizją, która uwzględnia zarówno bezpieczeństwo użytkowników dróg jak i ochronę środowiska naturalnego. Oszczędności –przykładowe wyliczenie zwrotu kosztu inwestycji dla jednej lampy LED 15W i 30W jej odpowiednika lampy sodowej wysokoprężnej o mocy 250W i 500W na maila Maszty i wieże Zwykle do zamocowania urządzeń potrzebna jest jakaś konstrukcja. W przypadku elektrowni wiatrowych taką konstrukcją jest maszt. Praktycznie wszystkie konstrukcje masztowe odpowiednio zaprojektowane nadają się do zamontowania elektrowni wiatrowej. W zależności od wielkości elektrowni i jej typu konstrukcja taka powinna spełniać określone parametry wytrzymałości. Podstawowe rodzaje nośników pod elektrownię to słupy strunobetonowe, kratownice i słupy stalowe. Każda z tych konstrukcji może występować jako samodzielnie wolno stojąca (wieża) lub lekka, usztywniona poprzez liny odciągowe (maszt). Pod kolektory słoneczne i fotoogniwa stosuje się stelaże. Ze względu na trwałość i estetyczny wygląd proponujemy głównie stelaże aluminiowe. Wykonane są one z profili aluminiowych. Dzięki temu nie rdzewieją i służą przez wiele lat. Eksploatacja Eksploatacja turbiny jest praktycznie darmowa, po jej zainstalowaniu, wedle szacunków producentów, możemy z niej korzystać nawet 25 lat. Urządzenie nie potrzebuje dozoru pracownika, jednak, jak każdy system mechaniczny, turbiny również narażone są na usterki. Właśnie dlatego, dla wygody i minimalizacji ryzyka awarii, zaleca się przegląd techniczny, wykonywany co 1 – 2 lata. Wykwalifikowany pracownik sprawdzi i usunie ewentualne usterki bądź nasmaruje części ruchome. Jeżeli chcesz maksymalnie wydajną i bezawaryjną turbinę zaleca się kupowanie produktów od renomowanych firm, które nie tylko mają doświadczenia, ale również oferują części najwyższej jakości. Ma to ogromne znaczenie, gdyż wiele małych elementów turbiny poddawane jest ciągłemu ruchowi i przeciążeniu, a tylko specjalistyczne i rzetelne wykonanie zapewnia wysoką jakość osprzętu. Gdzie postawić? Gdzie postawić? Pewną wskazówką w tej kwestii mogą być atlasy i mapy wietrzności, jednak nie oddają one całej prawdy o uwarunkowaniach danego miejsca. Warto więc potraktować je jako wskazówkę i skorzystać z doświadczeń lokalnej ludności, oraz własnych. Gdy budujesz elektrownię wiatrową przy domu, to nie masz wielkiego wyboru, co nie oznacza jednak, że możesz sobie postawić ją gdzie ci się podoba. Maksymalne wykorzystanie potencjału własnej działki jest najważniejsza zasadą inwestycji. Przede wszystkim musisz odnaleźć miejsce, gdzie strumień wiatru ma przepływ niezaburzony (laminarny). Unikaj miejsc, w których wieje silnie, ale przez 2-3 godziny w ciągu dnia. Wykonaj pomiary, tak by znaleźć lokalizację w której wiatr będzie miał swobody i stały przepływ. Dzięki temu turbina maksymalizuje wydajność i produkuje najwięcej energii. Uważaj również na tzw. strefy zawirowań powietrza. Są to miejsca, gdzie powietrze zapętla się swobodnie wirując. Rozmieszczenie wiatraku na takim obszarze znacznie osłabia jego wydajność, a więc im dalej stawiasz wiatrak od tego miejsca, tym lepiej dla wirnika. Dlatego warto przeprowadzić pomiary wietrzności na terenie całej działki, oraz przeanalizować potencjalne zyski i straty dla każdej lokalizacji. Wiele osób stara się wykorzystać nie tylko uwarunkowania własnej działki, ale również okolic. Szukając specyficznych miejsc potęgujących siłę wiatru. Stąd też często wiatraki lokowane są w okolicach prześwitów budynków, przy niezalesionych pagórkach, bliżej szos, lub autostrad. Tam wiatr, przez brak naturalnych lub sztucznych przeszkód płynie bardziej swobodnie (pagórki), lub przyspiesza (prześwity).
