Energia eoliană identifică constrângerile și influențele pentru a optimiza performanța

Identificați constrângerile de funcționare ale turbinei eoliene

Constrângeri meteo:

constrângerile

Funcționarea turbinei eoliene trebuie perturbată cât mai puțin posibil de fenomene meteorologice precum zăpadă, îngheț, furtună de nisip, furtuni, grindină etc.

Constrângeri aerologice:

Pentru ca proiectul să fie rentabil din punct de vedere economic, o turbină eoliană necesită un vânt puternic și regulat. Viteza vântului ar trebui să fie în general între 4 și 25 m/s.

Constrângeri fizice:

Compoziția atmosferei, influențată de poluare, ceață, ceață și, în general, orice poate varia densitatea aerului, afectează eficiența turbinei eoliene.

Stresuri legate de coroziune datorită concentrației de sare sau nisip:

Problemele de coroziune sunt bine cunoscute de oricine locuiește lângă mare sau în zone nisipoase. Fără întreținere, performanța instalației este redusă rapid.

În mod tradițional, conținutul de sare a fost monitorizat folosind probe de volum mare, urmate de analiza chimică a probelor colectate. Cu toate acestea, această metodă nu este foarte utilă pentru o turbină eoliană. Cu toate acestea, balonul captiv poate fi utilizat pentru a estima conținutul de nisip sau sare la înălțimea păstăi la potențialele locuri.

Profilurile de concentrație verticală a conținutului de particule de sare sau de nisip pot fi măsurate într-un mod simplu folosind o pompă și o pungă de eșantionare așa cum se arată în figura 1, cu declanșatorul temporizatorului setat la aceea că eșantionarea are loc după timpul de zbor până la nivelul de eșantionare. La sfârșitul zborului, sacii sunt colectați și sigilați cât mai repede posibil; analiza este apoi efectuată în laborator. Pentru a converti concentrația de aer a compușilor doriți, notați durata și rata de pompare și cunoașteți numărul de metri cubi de aer pe care i-a tras pompa.

Influențe locale asupra vântului

Camp:

Pentru a optimiza performanța unei instalații de turbine eoliene, proiectantul trebuie să aleagă locațiile adecvate în funcție de influența locală asupra vântului.

Topografie:

Pe măsură ce depășește obstacolele topografice, fluxul de aer suferă modificări care pot determina creșterea vitezei vântului în vârful dealurilor.

Schimbarea rugozității:

La altitudini mari, la aproximativ un kilometru deasupra solului, influența suprafeței pământului asupra fluxului vântului este practic nulă. Pe de altă parte, în straturile de aer inferioare, fricțiunea pe suprafața solului are o mare influență asupra vitezei vântului. În cazul unui câmp de vânt, trebuie făcută o distincție între efectul rugozității terenului și influența exercitată de obstacolele învecinate și contururile peisajului.

Obstacole: Atunci când un obstacol sau o clădire izolată se află pe un loc deschis, fluxul vântului este foarte puternic perturbat în direcția fluxului și în jurul clădirii sau obstacolului. Dacă h este înălțimea clădirii și d dimensiunea fațadei laterale perpendiculare pe direcția vântului, fluxul generează o zonă de trezire a cărei extensie în direcția fluxului este de ordinul a 20 de ore, iar lateral aproximativ 4 până la 5 zile.

Evaluarea site-ului selectat

Pentru a-și optimiza locația pe un site, alegerea locațiilor (micrositing) trebuie deci făcută în funcție de caracteristicile locale ale vântului și să ia în considerare următoarele particularități:

  • Raportul maxim dintre înălțimea unei nereguli și lungimea acesteia nu trebuie să depășească 1/50 pe o rază de 4 km în aval de turbina eoliană, ceea ce favorizează dealurile înclinate ușor.
  • Punctul cel mai de jos al rotorului trebuie să fie de cel puțin trei ori mai mare decât cea mai mare neregularitate de la sol pe o rază de 4 km în aval de turbina eoliană.
  • În cazul unui obstacol natural, cum ar fi un șir de copaci sau obstacole provocate de om, cum ar fi clădirile, fluxul este perturbat pe o distanță în aval care corespunde de aproximativ douăzeci de ori înălțimea obstacolului. În această zonă, vântul este foarte fluctuant, atât în ​​amplitudine, cât și în direcție. În toate cazurile, turbina eoliană trebuie plasată în afara zonei de influență a obstacolelor.
  • Deoarece turbina eoliană trebuie orientată spre vânturile predominante, trebuie luată în considerare direcția vântului și nu numai viteza acestuia.