Krzysztof Doerffer 1) Warunki wietrzności w Polsce i niejednoznaczność danych 2) Dostępne rozwiązania -zarys 3) Nowa koncepcja wiatraka 4) Badania wraz z CTO 5) Potrzeby badania małych wiatraków PAŹDZIERNIK 8, 2015 1

ŚREDNIA ROCZNA PRĘDKOŚĆ WIATRU PAŹDZIERNIK 8, 2015 2

5,39 m/s 209 W/m 2 1393 kwh/m 2 /rok 5,39 m/s 169 W/m 2 1261 kwh/m 2 /rok PAŹDZIERNIK 8, 2015 3 m/s RÓŻNICA ROZKŁADU PRĘDKOŚCI WIATRU DLA IDENTYCZNEJ ŚREDNIEJ PRĘDKOŚCI

P 1 = ρ A V 2 3 Wiatr i niesiona moc Efektywność wiatraka max efektywności tam gdzie max mocy małe polepszenie dla małych wiatrów ma duże znaczenie istotna praca przy dużych wiatrach PAŹDZIERNIK 8, 2015 4

kwh/m2/rok ENERGIA WIATRU W CIĄGU ROKU PAŹDZIERNIK 8, 2015 5

Moc strumienia wiatru Nominalne prędkości wiatru: 10 14 m/s P 1 = ρ A V 2 V [m/s] P [W/m 2 ] 3 2 5 3 17 moc z 1 m2 strugi [W] 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 prędkość wiatru [m/s] V [m/s] P [W/m 2 ] 10 625 12 1080 PAŹDZIERNIK 8, 2015 6

Dane 2012 Propozycja małych wiatraków na polskim rynku Wiatry znam. różne Efektywność -???? Ceny????? Brak zaufania PAŹDZIERNIK 8, 2015 7

Podział wiatraków STANOWISKA DO BADAŃ Wiatraki dzieli się zwyczajowo według kierunku osi obrotu w stosunku do wiatru - wiatraki o osi poziomej - wiatraki o osi pionowej poprzecznej do kierunku wiatru Istotny jest jednak podział wiatraków na rodzaj wykorzystywanej siły aerodynamicznej: Siły oporu: V < Uwiatru Siły nośnej: V >> U wiatru Duże powierzchnie Małe wymiary PAŹDZIERNIK 8, 2015 8

Wiatraki wykorzystujące siłę oporu są najbezpieczniejsze ponieważ nie mogą się rozkręcać. Elementy wirnika nie mogą poruszać się szybciej od wiatru! Są jednak mniej wydajne ponieważ część wiatraka porusza się pod wiatr. Ruszają przy małych wiatrach duża powierzchnia Są wolno obrotowe PAŹDZIERNIK 8, 2015 9

Wykorzystanie siły nośnej Śmigłowy - wirnik o osi poziomej Darrieusa o osi pionowej Wiatraki o osi poziomej Mały moment startowy Wysokie obroty Możliwość rozkręcania wirnika!!! Jest wiatr, jest wiatrak Nie ma mocy Wiatraki o osi poprzecznej typu Darrieus a PAŹDZIERNIK 8, 2015 10

Nowy Wiatrak vs. wiatrak Savoniusa Zmniejszenie kosztów: Zastąpienie jednego dużego wirnika dwoma małymi Wiatrak Savoniusa System bliźniaczych rotorów ze sterującymi płytami PAŹDZIERNIK 8, 2015 11

Nowy Wiatrak vs. wiatrak Savoniusa B słaby wiatr A mocny wiatr Wiatrak Savoniusa Nowy Wiatrak (pozycja złożona i rozłożona odpowiednio dla silnych i słabych wiatrów) PAŹDZIERNIK 8, 2015 12

Pomiary w tunelu aerodynamicznym w CTO Szybkość wiatru 12 m/s 110 W 460 W 300 W/m 2 525 W/m 2 Nowy Wiatrak jest 1,75 razy bardziej wydajny niż Savonius PAŹDZIERNIK 8, 2015 13

W zakresie wolnych prędkości Nowy Wiatrak dostarcza więcej energii niż wiatrak Savoniusa i wiatraki z osią poziomą Porównanie możliwości wiatraków - efekt zwiększenia powierzchni i efektywności PAŹDZIERNIK 8, 2015 14

Dopasowanie mocy poprzez wysokość wiatraka Jeno- modułowy Dwu- modułowy Trój- modułowy PAŹDZIERNIK 8, 2015 15

Początek Laboratorium polowego małej energetyki wiatrowej wspólnie z Centrum Techniki Okrętowej i z firmą WinEnerg PAŹDZIERNIK 8, 2015 16

Projekt GEKON Realizacja październik 2015 Wyjście na rynek Wiatrak + Panel PV + Silnik na gaz Dostarczanie stałej mocy 15,7 m 2 kw 4 kw 26 m PAŹDZIERNIK 8, 2015 17

PAŹDZIERNIK 8, 2015 18

Potrzeba weryfikacji efektywności wiatraków w kraju. Potrzeba określenia standardów i certyfikatów. IMP PAN baza testowania małych wiatraków: laboratorium polowe małej energetyki wiatrowej z CTO tunel aerodynamiczny wspólnie z Instytutem Lotnictwa w ramach projektu MOLANOTE 5.1 laboratorium w IMP PAN dla zabudowanego terenu na dachu budynku tunele aerodynamiczne w CTO, IMP oraz IMP w Jabłonnie PAŹDZIERNIK 8, 2015 19

PAŹDZIERNIK 8, 2015 20

MOLANOTE Certyfikacja laboratorium PAŹDZIERNIK 8, 2015 21

Laboratorium IMP PAN dla zabudowanego terenu PAŹDZIERNIK 8, 2015 22

Laboratorium wiatrakowe w Jabłonnie PAŹDZIERNIK 8, 2015 23