To prawdopodobnie Twoja lokalizacja!
Jest to miejsce, gdzie chcesz zweryfikować, poprzez pomiary, zasadność inwestycji w przydomową elektrownię wiatrową. Aby to zrobić wystarczy, że zamontujesz nasze urządzenie pomiarowe, aby na bieżąco monitorować warunki wiatrowe.
Niezbędne będzie określenie kilku parametrów :
- docelowa wysokość - wysokość, na której został umieszczony punkt pomiarowy
- geolokalizacja - dokładne współrzędne dotyczące położenia Twojej lokalizacji
- maksymalna długość łopat - jaką przestrzenią dysponujesz
W lokalizacji, w ramach usługi "Wirtualny Wiatrak", zamontowane musi zostać urządzenie służące do zbierania szczegółowych pomiarów w tej lokalizacji:
=> Anemometr, który podaje informację o sile wiatu działającego na planowaną turbinę. Urządzenie przesyła informacje do dedykowanej składnicy danych w chmurze internetowej. Dane te są tam trwale przechowywane i podlegają dalszym analizom.
Chmura obliczeniowa - stanowi centrum przechowywania danych pomiarowych ze wszystkich lokalizacji. Każda lokalizacja posiada odrębną przestrzeń na dane zarówno bieżące jak i historyczne. Na bazie zebranych danych zrealizowane są obliczenia i analizy, dzięki którym, jesteśmy w stanie dostarczyć dla Użytkowników naszej usługi precyzyjne oszacowania generacji energii zgodnie z rzeczywistymi pomiarami.
Dzięki wykorzystanemu silnikowi analiz dużych zbiorów rzeczywistych pomiarów, możliwe są wielowymiarowe wyliczania w czasie rzeczywistym.
Jak to jest wyliczone?
Na początku trzeba uzmysłowić sobie od czego tak naprawdę zależy znamionowa moc turbiny wiatrowej. Z pomocą przychodzi nam wzór fizyczny na moc zawartą w strumieniu powietrza. Wyraża się ona poniższą zależnością :
gdzie:
ρ – gęstość powietrza (przyjmuje się r = 1,225, w [kg/m3]),
A – powierzchnia, przez którą przepływa strumień powietrza,
V – prędkość przepływu powietrza w rozpatrywanym miejscu (prędkość wiatru).
Moc zawarta w wietrze jest zatem proporcjonalna do powierzchni A, przez którą przepływa strumień, oraz do trzeciej potęgi prędkości wiatru.
Uproszczenie modelu pomiarowego
W naszym rozwiązaniu skupiamy się na oszacowaniu energii wiatru na podstawie bardzo dokładnych pomiarów prędkości wiatru, ponieważ jest to kluczowy i zarazem najbardziej zmienny czynnik. Nie dokonujemy pomiarów gęstości powietrza w badanej lokalizacji, lecz przyjmujemy wartość stałą, która w skali całego roku może dać rozbieżność na poziomie kilku procent – tzn. w okresach zimowych powietrze będzie miało gęstość nieco powyżej przyjętej wartości 1.225 kg/m3, a latem przy wyższych temperaturach poniżej tej wartości.
Uchwycenie zmienności i specyfiki wiatru
Dlaczego dokładne mierzenie wiatru jest to aż tak istotne? Wiatr ma cechy dużej zmienności tzn. w przeciągu chwili może znacząco zmienić się siła jak i kierunek. Prędkość wiatru może w porywach wzrosnąć kilkukrotnie, a ponieważ moc wiatru jest proporcjonalna do trzeciej potęgi prędkości, to przykładowo dwukrotny wzrost prędkości będzie skutkował ośmiokrotnym wzrostem mocy wiatru. Istotne jest zatem, aby mierzyć moc i energię dla każdej chwili pomiaru badanej lokalizacji. Dla kontrastu modele pogodowe uwzględniają dane uśrednione w ujęciu godzinowym dla obszaru o siatce np 4km. Modele te nie potrafią przewidzieć chwilowej prędkości wiatru, ani częstości podmuchów i nie uwzględniają również specyficznych warunków ukształtowania terenu i przeszkód terenowych dla Twojej lokalizacji . Poleganie na modelach prognozowanych i kalkulatorach jest obarczone wysokim ryzykiem inwestycyjnym i może dać oszacowania rozbieżne nawet o rząd wielkości.
Prędkość startowa turbiny
Każda turbina wiatrowa zaczyna generować energię od pewnej charakterystycznej dla niej prędkości wiatru – określa to parametr zwany prędkością startową turbiny. Wydaje się, że im niższa prędkość startowa tym lepiej. Niektórzy producenci chwalą się turbinami z prędkością startową od 1.5 m/s, a większość dostępnych turbin rozpoczyna przy prędkości wiatru powyżej 2.5 m/s. Czy warto zatem inwestować w turbinę o jak najniższej prędkości startowej za wszelką cenę? To zależy od powierzchni turbiny, ale dla małych przydomowych turbin uzysk mocy na turbinie z prędkością startową od 1.5 m/s jest znikomy i szacuje się na poziomie kilku watów na metr kwadratowy powierzchni turbiny. Nasze rozwiązanie pozwala na dokładne oszacowanie czy warto inwestować w zaawansowaną turbinę w Twojej okolicy i czy niska prędkość startowa turbiny ma dla Ciebie istotny uzysk energetyczny.
Każda elektrownia wiatrowa posiada następujące parametry:
typ – pozioma, pionowa, itd.
model – konkretny model turbiny nadany przez producenta
długość łopat – lub wielkość przepływu powietrza przez turbinę
krzywa mocy – teoretyczna funkcja zależności generowanej energii od siły wiatru
Zatem mając pomiary wiatru w Twojej lokalizacji będziemy w stanie wyliczyć precyzyjnie uzyskaną teoretycznie energię dla dowolnego modelu turbiny.
Stąd włąśnie wywodzi się nazwa naszej usługi, bo w lokalizacji uzyskujemy „wirtualny wiatrak” – nie mając fizycznej turbiny – możemy wykonać bardzo precyzyjne wyliczenia.
Całość naszego rozwiązania prezentuje się zatem następująco
W ramach rozbudowy naszej usługi będziemy również wykorzystywali dane pomiarowe (prędkości wiatru oraz generowanej faktycznej energii elektrycznej) z lokalizacji, w których zainstalowane zostały już turbiny wiatrowe. My doposażymy je w odpowiednie przekaźniki, które będą w stanie wysyłać na bieżąco dane pomiarowe do chmury obliczeniowej. Klienci otrzymają wówczas porównanie swoich wyliczeń do danych z rzeczywistych turbin.
