Dzisiaj jest: 21.9.2021, imieniny: Darii, Mateusza, Wawrzyńca

Elektrownie wiatrowe z dyfuzorem

Dodano: 5 lat temu Czytane: 7349 Autor:
Redakcja poleca!

Turbiny wiatrowe z dyfuzorem, to stosunkowo nowy rodzaj elektrowni wiatrowych, będących w pewnym sensie modyfikacją tradycyjnych konstrukcji.

Elektrownie wiatrowe z dyfuzorem
Wyglądają one jednak nieco inaczej, ponieważ do standardowej turbiny dodano specjalnie ukształtowaną obręcz na około, tak zwany dyfuzor. Wiąże się to z prawem Bernouliego, które mówi, że podczas przepływu ośrodka (np. gazu) przez rurę, w której występują zmiany średnicy zmienia się również prędkość przepływu gazu. Jeśli średnica tej rury zmniejszy się, to zwiększy się prędkość przepływu powietrza w tym miejscu. Dlatego dyfuzor jest zbudowany w ten sposób, że jego średnica zmniejsza się stopniowo w kierunku łopat turbiny. Większa prędkość wiatru wiąże się także z większą mocą, a co za tym idzie większą produkcją energii. Wg niektórych producentów, zastosowanie dyfuzora zwiększa efektywność wykorzystania energii powietrza nawet 3 krotnie względem zwykłych elektrowni wiatrowych nie posiadających dyfuzora.
 
Turbina wiatrowa z dyfuzorem - zasada działania
Rys.1 Turbina wiatrowa z dyfuzorem - zasada działania (fot. pacyopi)

Historia tego typu turbiny wiatrowej rozpoczyna się w latach siedemdziesiątych XX wieku, w zakładach Grummana. Zaczęto tam badać wiatraki tego typu i pracownicy doszli do wniosku, że obecność szczeliny w obręczy powoduje znaczny wzrost ciśnienia powietrza co przekłada się na wyższą sprawność wirnika. Kiedy wlot się zwężał, zauważono powstawanie strefy podciśnienia, co dawało wzrost prędkości przepływającego powietrza. Jednak komercyjne rozwiązanie przyszło trochę później. 
 
Symulacja przepływu CFD turbiny wiatrowej z dyfuzorem

Jednym z prototypów był wirnik o nazwie Maxi Vortec, posiadający 54 metry średnicy, co przekładało się na 3,5 MW mocy. Daje to bardzo dobry współczynnik wykorzystania powierzchni zakreślanej przez wiatrak do generowanego energii elektrycznej, który wynosi ponad 2,5 kW na metr kwadratowy, przy prędkości obrotowej 27 rpm i przekładni 45:1. Jest to ponadprzeciętny wynik na tle innych turbin.

Niestety w/w konstrukcja ma kilka dosyć istotnych wad. Ze względu na swoje duże gabaryty, potrzebuje dużej powierzechni do zagospodarowania. Ponadto turbiny z dyfuzorem ewidentnie wyróżniają się na tle krajobrazu i mogą "szpecić" najbliższą okolicę. Jednak przede wszystkim są to bardzo drogie konstrukcje. Przy większej średnicy turbiny można by już otrzymać około 4-5 standardowych elektrowni wiatrowych, co przekłada się na podobną moc i produkcję energii. 
 
Mikro turbina wiatrowa z dyfuzorem o mocy 3kW (fot. Tomon7, wikipedia.org)
Rys. 2 Mikro turbina wiatrowa z dyfuzorem o mocy 3kW (fot. Tomon7)

Z tego powodu większość firm produkujących turbiny wiatrowe z dyfuzorem rezygnuje powoli z większych jednostek i raczej stawia na mniejsze, które są znacznie bardziej opłacalne. Mają one sporo zalet, między innymi większy zakres pracy. Turbiny te pracują już przy prędkości wiatru w granicach 4 metrów na sekundę, co powoduje, że mogą być one instalowane także w regionach o gorszej wietrzności. Przekłada się to bezpośrednio na zwiększoną produkcję energii elektrycznej (częściej wykorzystujemy wiatr o różnych prędkościach).
Źródło: zdjęcia wikipedia.org
Polecane
Polub nas na Facebook-u i bądź na bieżąco z informacjami ze świata OZE! (kliknij)