Siłownie wiatrowe w.2022

Siłownie wiatrowe

rok wydania: 2022, wydanie drugie
ilość stron: 160
ISBN: 978-83-8156-430-4
format: B5
oprawa: miękka

Opis

Opracowanie przeznaczone jest dla przyszłych inżynierów mechaników zajmujących się energetyką odnawialną.

Autor skoncentrował się na samej maszynie wiatrowej – głównie na wirniku siłowni. Starał się zrealizować dwa cele – przybliżenie Czytelnikowi problemów związanych z siłowniami wiatrowymi oraz podanie podstawowego narzędzia potrzebnego do przeprowadzenia obliczeń obciążeń i osiągów maszyny, takich jak moc i ilość energii pozyskiwanej z wiatru w ciągu roku w danej lokalizacji turbiny. Najistotniejsze znaczenie dla autora mają dwa rozdziały - rozdział 2 dotyczący oszacowania zasobów energii wiatru oraz rozdział 4 dotyczący zasad przetwarzania energii wiatru. Rozdział 3 „Wybrane pojęcia aerodynamiki” może być pominięty przez Czytelnika obeznanego z problematyką lotniczą.

Wywody teoretyczne zostały zilustrowane przykładami pozwalającymi na nabranie wprawy w korzystaniu z wyprowadzonych wzorów. Pojęcia ilustrowane są rysunkami, czasami w nadmiarze, po to żeby nie odrywać Czytelnika od tekstu w celu poszukiwania odpowiednich ilustracji. Charakterystyki dotyczące konkretnych maszyn można traktować jako poglądowe, ilustrujące tezy zawarte w pracy. Nie należy przenosić wartości liczbowych na inne rozwiązania techniczne. Obliczenia trzeba wówczas wykonać od początku. Niedogodność ta wynika z niejasności dotyczących praw autorskich i pokrewnych obowiązujących w Polsce.

Spis treści

Przedmowa / 7
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 9

1. Wstęp / 11

2. Zasoby energii wiatru / 17
2.1. Profil prędkości wiatru / 17
2.2. Analiza danych pomiarowych / 19

3. Wybrane pojęcia aerodynamiki / 35

4. Zasady przetwarzania energii wiatru / 67
4.1. Jednowymiarowa teoria Betza / 67
4.2. Co wykorzystywać: siłęoporu czy siłę nośną? / 79
4.3. Teoria jednowymiarowa uwzględniająca zawirowanie płynu / 81
4.4. Metoda elementu łopaty / 88
4.5. Poprawka Prandtla / 94
4.6. Poprawka Glauerta / 96
4.7. Optymalny rozkład kąta nastawienia i cięciwy profilu / 98
4.8. Stosowanie metody elementu łopaty / 102
4.9. Oszacowanie rocznej produkcji energii / 103

5. Układy sterowania i bezpieczeństwa / 109
5.1. Regulacja pasywna oderwaniem / 110
5.2. Regulacja kątem nastawienia łopat / 114
5.3. Regulacja odchyleniem wirnika / 117
5.4. Turbiny o zmiennej prędkości obrotowej / 119

6. Charakterystyki wirnika / 122

7. Procedura projektowania wirnika turbiny wiatrowej / 128

8. Generatory turbin wiatrowych / 130
8.1. Trójfazowy generator synchroniczny / 131
8.2. Trójfazowy generator asynchroniczny (indukcyjny) / 132

9. Konfiguracje układów przetwarzania energii wiatru / 137
9.1. Układy o stałej prędkości obrotowej / 137
9.2. Układy o zmiennej prędkości obrotowej / 138

10. Obciążenia turbin wiatrowych / 142

11. Uwagi o turbinach wiatrowych o pionowej osi obrotu (Vertical Axis Wind Turbines – VAWT) / 154
Literatura / 160