Strona korzysta z plików cookies zgodnie z Polityką prywatności. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.

Ok, rozumiem
Green Power Development
Wersja polska Wersja polska English version

Kontakt

+48 533 404 400
office@green-power.com.pl
Kraków, ul. Zjazdu Gnieźnieńskiego 10/3
Green Power Development Green Power Development Green Power Development Green Power Development

Licznik

1) Od początku Twoich odwiedzin na naszej stronie () turbina Vestas V112 o mocy nominalnej 3 MW, wyprodukowała powyższą ilość energii elektrycznej.

2) Ilość gospodarstw domowych (zakładając średnie zapotrzebowanie na energię = 0,28 kW/h) zaopatrywanych przez turbinę Vestas V112 moc nominalna 3 MW.

Aktualności

Nabór na płatne praktyki do naszego działu prawnego

Dział prawny firm... zobacz więcej

Informacja dla osób wydzierżawiających nieruchomości na potrzeby farm wiatrowych

W związku z licznymi pytaniami Właścicieli nieruchomości wydzierżawionych na potrzeby farm wiatrowych zamieszczamy poniżej informacje dotyczące... zobacz więcej

Zmiana numeru kontaktowego

Nastąpiła zmiana numeru kontaktowego biura. Aktualnie numer kontaktowy to: +48 533 404 400 ... zobacz więcej

Piknik na Stawku 2016

Annopol

Jak co roku Farma Wiatrowa Annopol sp. z o.o. miała możliwość uczestnictwa w organizowan... zobacz więcej

Turniej Miejscowości w Sokołówce

Radzięcin

Mamy przyjemność zrelacjonować Państwu udział spółki Farma Wiatrowa Frampol w wy... zobacz więcej

Archiwum aktualności

Wiatr i jego pomiar w energetyce wiatrowej


Źródłem wiatrów są różnice ciśnień występujące w atmosferze. W skali globalnej głownymi czynnikami wpływajacymi na występowanie tych różnic są nierównomierny dopływ energii promieniowania słonecznego do Ziemi (zależny od stopnia nasłonecznienia, który jest ściśle związany z szerokością geograficzną) oraz ruch obrotowy kuli ziemskiej wokół własnej osi. Powyższe czynniki wpływają na powstanie tzw. ogólnej cyrkulacji atmosfery, która określana jest jako układ krążenia powietrza w troposferze charakterystyczny dla Ziemi. Ma ona wyraźny charakter roczny i dotyczy zarówno prędkości jak i kierunków wiatrów.

Oprócz ogólnej cyrkulacji atmosfery na prędkość i kierunki wiatrów mają wpływ czynniki lokalne, niezależne od szerokości geograficznej. Różnice w zdolności przejmowania i oddawania ciepła przez lądy i morza wpływają na tworzenie się oraz przemieszczanie mas powietrza. Duże znaczenie mają również czynniki orograficzne, czyli rzeźba terenu. Miejsca położone na większych wysokościach niż otaczające obszary odznaczają się większymi średnimi prędkościami wiatrów. Dodatkowo na kierunek i prędkość wiatru mogą mieć wpływ duże formy geomorfologiczne, takie jak doliny rzek czy łańcuchy górskie. Dla prędkości wiatru ważny jest również wpływ pokrycia terenu. Przykładowo duże obszary leśne wpływają na powstawanie zawirowań w przemieszczających się masach powietrza, natomiast tereny pokryte niską roślinnościa nie powodują takich zakłóceń.

Poniższy wykres przedstawia przykładowy dla obszaru Polski procentowy udział wiatrów wiejących z poszczególnych kierunków. Widoczna jest wyraźna dominacja kierunków południowo-zachodnich. Wpływ mają tutaj zarówno ogólna cyrkulacja atmosfery (na półkuli północnej w umiarkowanych szerokościach geograficznych powstajace układy baryczne przemieszczają się z zachodu na wschód) jak i czynniki astrefowe (bliskość Oceanu Atlantyckiego i Prąd Północnoatlantycki).

Green Power Development - Przykładowy dla obszaru Polski procentowy udział wiatrów wiejących z poszczególnych kierunków

Średnia miesięczna prędkość wiatru na terenie Polski wykazuje znaczną zmienność w ciągu roku. Najkorzystniejsze warunki dla energetyki wiatrowej występują od listopada do marca czyli w okresie największego zapotrzebowania na energię.
Green Power Development - Średnia miesięczna prędkość wiatru przez 18 lat
1. Wiatr blisko powierzchni ziemi: warstwa przyścienna 

Warstwa przyścienna jest to przestrzeń o grubości kilkuset metrów, przyległa do powierzchni Ziemi z wyraźnymi znamionami oddziaływania mechanicznego miedzy terenem a przemieszczającymi się masami powietrza.

Pionowy profil prędkości wiatru lub gradient prędkości w warstwie przyściennej określa prędkość wiatru w funkcji wysokości nad powierzchnią gruntu. Ma on kluczowe znaczenie w energetyce wiatrowej,  jego znajomość pozwala na wyznaczenie wydajności energetycznej turbiny. W praktyce wyznacza się go przy pomocy funkcji interpolacyjnej na podstawie pomiarów wiatru lub mniej dokładnie na podstawie klasy szorstkości terenu.

 Green Power Development - pionowy profil prędkości wiatru w zależności od szorstkości

Jedną z najbardziej popularnych funkcji interpolujących pionowy rozkład prędkości wiatru jest funkcja:

Green Power Development - funkcja interpolująca pionowy rozkład prędkości wiatru
   współczynnik szorstkości terenu

     prędkość wiatru

     wysokość

 
Powyżej warstwy przyściennej mamy do czynienia z tzw. wiatrem geostroficznym (lub gradientowym). Charakteryzuje się on pomijalnie małym wpływem powierzchni Ziemi i jej pokrycia na przepływ. Prędkość i kierunek wiatru gradientowego zależy od sytuacji synoptycznej. Kierunek wiatru gradientowego jest prostopadły do izobar, natomiast jego prędkość jest proporcjonalna do gradientu ciśnienia.


2. Pomiary wiatru w energetyce wiatrowej

Pomiar wiatru ma na celu dostarczenie informacji o prędkości i kierunkach wiatru. Pomiary te przeprowadzane są przy pomocy skalibrowanych czujników prędkości i kierunku wiatru umieszczonych na maszcie pomiarowym. Oprócz tych podstawowych wielkości rejestruje się wilgotność powietrza, temperaturę oraz ciśnienie, które są potrzebne do wyznaczenia gęstości powietrza oraz wrażliwości lokalizacji na występowanie oblodzeń.

Poprawnie przeprowadzony pomiar kierunku i prędkości wiatru na potrzeby energetyki wiatrowej powinien być zrealizowany na maszcie nie niższym niż 75% wysokości osi wirnika turbiny, na którą projektowana jest farma wiatrowa. Pomiar prędkości wiatru powinien być przeprowadzony na nie mniej niż dwóch wysokościach. Czujniki powinny być odpowiednio usytuowane w stosunku do kierunku wiatru dominującego tak by cień aerodynamiczny wywołany przez konstrukcję masztu miał jak najmniejszy wpływ na błąd oszacowania potencjału wietrznego danej lokalizacji.

Alternatywą dla masztów pomiarowych są SODARY (ang. sound detection and ranging). Instrumenty te badają fluktuacje powietrza korzystając z fal dźwiękowych i dzięki dużej rozdzielczości pomiaru pozwalają stworzyć dokładne pionowe profile prędkości wiatru. Dokładność pomiarów z wykorzystaniem tych urządzeń zależy w dużym stopniu od poziomu hałasu w otoczeniu, stabilności atmosfery i turbulencji. Mimo tych wad SODARY umożliwiają prowadzenie szerszych i dokładniejszych pomiarów dla energetyki wiatrowej.


2.1 Standardowa metodyka pomiaru

W pomiarach do wyznaczania zdolności energetycznej wiatru standardowo przyjęto średnie 10-minutowe wyniki pomiarów. Pomiar przeprowadzany jest w sposób ciągły, a rejestrowane są wyniki uśrednione (z 10-minutowego okresu pomiarowego). Wynikiem takiego pomiaru są ciągi danych: data, godzina, średnie 10-minutowe dla prędkości i kierunków wiatru, a także wilgotności, temperatury i ciśnienia powietrza.


3. Obróbka pomiaru prędkości wiatru

Rozkład częstości występowania danej prędkości wiatru może być przedstawiony w formie graficznej w postaci histogramu. Powstaje on przez sumowanie ilości zdarzeń dziesięciominutowych nwystępowania prędkości wiatru w danym przedziale Vi .

Green Power Development - histogram


W tym wypadku udział częstości występowania danej prędkości wiatru wyznacza się z zależności

Green Power Development - częstość występowania danej prędkości wiatru


gdzie N  oznacza ilość wszystkich pomiarów w danym okresie.

 Przykładowy histogram prędkości wiatru widoczny jest poniżej.

Green Power Development - Histogram prędkości wiatru
Aby okres pomiarowy prędkości wiatru był reprezentatywny w sensie statystycznym, powinien być wielokrotnością cyklu rocznego.

Histogram prędkości wiatru interpoluje się z wykorzystaniem funkcji analitycznych. Charakter rozkładu prędkości wiatru najlepiej oddaje funkcja Weibulla.

Green Power Development - Funkcja Weibulla

gdzie oraz to parametry decydujące o kształcie funkcji. Poprawnie dobrane parametry A  i k  wskazują, że prędkość średnia oraz energia wiatru brutto wyliczone z rozkładu Weibulla będą równe z wyliczonymi z histogramu.

Green Power Development - Histogram prędkości wiatru i rozkład Weibulla
Prędkość średnia wiatru obliczana jest według wzorów: 

Green Power Development - prędkość średnia wiatru

lub

Green Power Development - prędkość średnia wiatru

Dla przedstawionego powyżej histogramu średnia prędkość wiatru wynosi

Green Power Development - prędkość średnia wiatru

4. Energia wiatru

Energia wiatru brutto jest to energia wiatru przepływającego w ciągu (standardowo) rocznego okresu pomiarowego przez powierzchnię jednostkową 1 m2. Energia ta podawana jest w watogodzinach na rok na metr kwadratowy (Wh/rok/m2 ).

   Green Power Development - energia wiatru brutto

lub

Green Power Development - energia wiatru brutto
gdzie p  to gęstość powietrza, wynosząca w warunkach standardowych 1,225 kg/m3, natomiast 8760 to liczba godzin w roku.

Dla pomiaru którego rozkład tutaj zaprezentowano energia wiatru brutto wynosi

Green Power Development - energia wiatru brutto
Współcześnie dokładne obliczenia energii wiatru brutto odbywają się według nieco innego schematu, powyższe podejście ma jedynie charakter wstępnego oszacowania. Jednym z elementów w nim nie uwzględnionych jest zmiana gęstości powietrza, która również ma swój cykl roczny i której wpływ na energię wiatru brutto może być znaczący.

Inną metodą prezentacji warunków wiatrowych jest histogram rozkładu energii wiatru. Przedstawia on udział energii wiatru przypadający na dany przedział prędkości wiatru.

Green Power Development - histogram rozkładu energii wiatru

lub

Green Power Development - histogram rozkładu energii wiatru


Poniższy wykres przedstawia histogram energii wiatru, funkcję rozkładu energii oraz funkcję rozkładu prędkości wiatru.


Green Power Development - histogram energii wiatru, rozkład gęstości energii oraz rozkład prędkości wiatru  

Wykres pokazuje w jakich zakresach prędkości wiatru można spodziewać się najwięcej energii i uzasadnia zakres roboczych prędkości wiatru profesjonalnych turbin wiatrowych.