Lokalizacja elektrowni wiatrowych w terenie.pdf

Lokalizacja elektrowni wiatrowych w terenie.

Wydajność siłowni wiatrowych w dużej mierze zależna jest od ich lokalizacji w terenie. Na wydajność siłowni zasadniczy

wpływ ma ukształtowanie terenu (podłużne wzgórza, pojedyncze wzgórza i góry, skarpy zagłębienia, przełęcze),

przeszkody (budynki, drzewa). Płaski obszar porośnięty trawą jest typowym przykładem terenu o jednolitej szorstkości.

Na tym obszarze prędkość wiatru na wybranej wysokości jest prawie jednakowa. Przeszkody terenowe (budynki, rzędy

drzew, pojedyncze drzewa), znajdujące się na drodze przesuwających się mas powietrza, powodują gwałtowne

zmniejszenie prędkości wiatru i wzrost turbulencji w jej pobliżu. Zaburzenie w przepływie wywołane przeszkodą ma

niezwykle negatywny wpływ na trwałość i żywotność konstrukcji elektrowni, aczkolwiek współczesne obiekty

charakteryzują się wysoką niezawodnością i trwałością. W tabeli poniżej podano szacunkowe warunki uwzględniające

przykładowe przeszkody terenowe.

klasa

Energia

Rodzaj terenu

szorstkości

(%)

100

Powierzchnia wody

0,5

Całkowicie otwarty teren np. betonowe lotnisko, trawiasta łąka itp.

Otwarte pola uprawne z niskimi zabudowaniami (pojedynczymi).Tylko lekko pofalowane

teren.

Tereny uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8 metrowymi żywopłotami oddalonymi od

1,5

siebie o ok. 1250 metrów.

Tereny uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8 metrowymi żywopłotami oddalonymi od

siebie o ok. 500 metrów.

Tereny uprawne z licznymi zabudowaniami i sadami lub 8 metrowe żywopłoty oddalone od

2,5

siebie o ok. 250 metrów.

Wioski , małe miasteczka , tereny uprawne z licznymi żywopłotami , las lub pofałdowany

teren.

3,5

Duże miasta z wysokimi budynkami.

Bardzo duże miasta z wysokimi budynkami i drapaczami chmur.

Charakterystyka klas szorstkości.

Zmienność wiatru w ujęciu przestrzennym to także uzależnienie od wysokości. Średnia prędkość wiatru rośnie wraz z

wysokością względem powierzchni ziemi. Im wyżej tym wiatr ma coraz bardziej stały charakter (mniejsze turbulencje

spowodowane ukształtowaniem terenu). Z drugiej strony wraz ze wzrostem wysokości względem poziomu morza

zmniejsza się gęstość powietrza a to oznacza mniejszą proporcjonalnie moc wiatru.

Budowa elektrowni wiatrowej wymaga dużej, otwartej przestrzeni. Stanowi to poważny problem szczególnie dla farm

wiatrowych, w których muszą być zachowane odpowiednie odległości między samymi wiatrakami. Jednak obszar

faktycznie zajmowany przez siłownie jest niewielki. Szacuje się, że 99 % gruntów leżących w strefie oddziaływania parku

wiatrowego nadaję się użytku rolniczego, zarówno do uprawy ziemi jak i hodowli zwierząt, a dzierżawa gruntu pod

elektrownie może być dodatkowym źródłem dochodu dla rolników. Znane są również przypadki lokalizacji elektrowni

wiatrowych na wysokich hałdach (np. zwałowisk kopalnianych), co stanowi pewien sposób ich zagospodarowanie.

Wzrost prędkości wiatru wraz z wysokością, jako funkcja szorstkości terenu (przykładowa aproksymacja). Założony

punkt odniesienia to: średnią prędkość wiatru 5,5 m/s dla klasy szorstkości 1,5 na wysokości 30 m nad ziemią

Po dokonaniu wyboru odpowiedniej działki pod farmę wiatrową pozostaje nam tylko jej rozplanowanie. Służą do tego

specjalne programy komputerowe (np. WindPRO duńskiej firmy EMD). Jest wiele czynników, które poprzez niewłaściwe

rozplanowanie mogą spowodować obniżenie efektywności turbin od kilku, nawet do kilkunastu procent, co w skali roku

może przynieść ogromne straty w produkowanej energii. Od inwencji i wiedzy projektującego farmę zależy więc, jak w

miarę możliwości wykorzystać jej pełną moc.

Pierwszą zasadą właściwego planowania jest zachowanie odpowiedniej odległości turbin względem siebie. Według

zaleceń producenta odległość ta powinna wynosić od 5 do 8 średnic wirnika turbiny, a więc w przypadku elektrowni 2

MW, V80 powinno to być 400-640m. Dystans mniejszy niż 400 metrów przyczyniłby się do wzajemnego pozbawiania się

energii przez turbiny.

Jeśli chodzi o ekspozycję farmy największą uwagę należy zwrócić na dominujące kierunki wiatru w danym miejscu.

Turbiny powinny być wystawione na najczęściej i najsilniej wiejące wiatry. Poza tym muszą stać w taki sposób, aby

możliwie najmniej nawzajem się zasłaniały. Elektrownie stojące w pierwszej linii względem dominujących kierunków

wiatru mają zawsze największą efektywność.

Nad Morzem Północnym i Bałtykiem farmy wiatrowe przemieszczają się z lądu na przybrzeżne wody. W porównaniu z

terenami lądowymi, lokalizacja turbin wiatrowych na otwartym morzu posiada kilka wyraźnych zalet:

wiatry wykazują większą stabilność, umożliwiając bardziej efektywne wykorzystanie

ich energii oraz zmniejszenie zużycia urządzeń,

siła wiatru na morzu jest większa na niższej wysokości, co umożliwia zużycie niższych wież,

wiatry przybierają na sile w miarę oddalania się od brzegu,

obszary morskie stwarzają więcej przestrzeni dla lokalizacji farm wiatrowych.

Z powodu trudności budowlanych, morskie farmy wiatrowe nie są konkurencyjne ekonomicznie w porównaniu z

lądowymi elektrowniami wiatrowymi. Koszty budowy podrażają wysokie opłaty za transport sprzętu i personelu oraz

użycie ciężkiego sprzętu budowlanego. Osobne problemy stwarza budowa podwodnej linii kablowej oraz fundamentów.

Morska farma wiatrowa.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: