HAWT/VAWT výpočet ročního výkonu větrné elektrárny

[Davsch]

Zdravím všechny odborníky na větrné elektrárny.
Registroval jsem se zde, abych se poradil s lidmi, kteří již větrné elektrárny používají a mají dlouholeté zkušenosti.
Začal bych popisem mé lokality viz obrázek níže na základě této mapy: http://vitr.ufa.cas.cz/male-vte/
Na jeho základě jsem si přepočítal možné zisky na teoretickou 1KW turbínu a weibulovu funkci v=3.98m/s, K=1.98.

Výkon elektrárny při nižších rychlostech než je 12m/s jsem přepočítal dle Pv = ½.ρ.A.v3.Cp.účinnost.

Rychlosti větru z weibulllovy distribuce nižší než 3m/s započítávám jako 0m/s - nic se točit nebude...
Pro 0m/s tato weibulova funkce má špatnou hodnotu, proto počítám 20% času s 0m/s (dle článku na Povetron.cz pro mou lokalitu) = 4818h v roce teoreticky nic nevyrábí.

Zbytek 3877h počítám že se vyrábí dle weibullvy distribuce viz obrázek, kde jsou uvedeny procenta využití a hodiny v roce vynásobeny s jednotlivými výkony vypočtenými pro danou rychlost větru dle výše zmíněné rovnice pro výkon větru.

Výsledek pro mou lokalitu podle těchto vstupů je 256kWh ročně.

Je tento výpočet dobře? popř. jak jste to počítali vy, když jste se rozhodovali jestli malou větrnou pořídit?
Děkuji mockrát za konstruktivní námitky.

David

Obrazek distribuce a výkonů pro rychlosti větru

[fugas]

Ahoj. Nepovažuji se rozhodně za odborníka jako spíš za hračičku. Došel jsem k tomu, že se ničeho nedopočítám. Vlastní zkušenost nic nenahradí. Také záleží na zástavbě. Zjistil jsem, že během slunečného dne v určitém období má "diskotéku" v obýváku jeden soused a jak se slunce stěhuje výš a níž, tak zase jiní sousedé. Vztahy máme dobré a nikdo mě neupozornil, ale nechci nikomu dělat pakárnu. Takže jsem to často úmyslně brzdil. Volnou ruku jsem tomu nechával jen v zimním období v noci, protože přes léto zase lidé větrají a poslouchat celou noc hluk z vrtulky pro mých 200Wh není asi adekvátní cena.
Každopádně i tak jsem byl překvapen příjemně. Po přechodu na 48V jsem zatím nový stroj nerealizoval, ale ta chvíle jistě přijde.

[kybos]

Je tento výpočet dobře? popř. jak jste to počítali vy, když jste se rozhodovali jestli malou větrnou pořídit?
Děkuji mockrát za konstruktivní námitky.

David

Jedná se o přesný výpočet nad nepřesnými daty. Měření v konkrétní lokalitě a v skutečné budoucí výšce rotoru by dalo mnohem přesnější podklady pro výpočet. Je nutno připomenout i to, že větrnost dané lokality není v průběhu let konstantní, ale může se lišit z roku na rok i o 30%. Na skutečný výkon má podstatný vliv i lokální drsnost terénu, okolní stavby a flóra (což uvedená mapa zcela nepostihuje). Nezanedbatelné je také to, zda je proudění vzduchu převážně laminární, nebo v energeticky zajímavých časech vysoce turbulentní. Proto bych před výstavbou VE doporučil provést alespoň jeden rok měření v konkrétním předpokládaném místě výstavby a také přímo v uvažované výšce rotoru, aby potom měly výpočty na základě změřených dat reálnou vypovídací hodnotu. Při vyšších rychlostech větru, kdy často dochází k turbulentnímu proudění není schopna HAVT prudce měnit azimut, jelikož jí v tom brání gyroskopický moment. Protože vysoké rychlosti větru díky kubické závislosti výkonu na rychlosti větru mají značný podíl na celkovém energetickém zisku VE, je nutno zohlednit chování konkrétního typu VE zejména v této oblasti výkonu.
Před instalací jsem měřil několik let.

[Davsch]

Děkuji za reakce.
Vím, že vstupní data rozhodují o výsledku, ale ted v ruce nemám vůbec nic, tak jsem použil dostupné data.

Pane Kybos, jaký anemometr jste pro měření použil? Odpovídaly výsledky měření a následného přepočtu realiné výrobě, kterou ted dlouhodobě pozorujete?

Děkuji
David

[kybos]

Vzhledem, ke skutečnosti, že měření probíhalo před cca 25 lety, jsem použil amatérsky zhotovený miskový anemometr, který jsem ocejchoval podle profesionálního přístroje. Dnes už je k dispozici množství relativně snadno dostupných povětrnostních měřících zařízení a příručních anemometrů a není tedy nutno takové zařízení na koleně vyrábět.
Výsledky měření odpovídaly reálné výrobě v době stavby VE. Vzhledem ke skutečnosti, že jsem stavěl malou VE navzdory odporu stavebního odboru města, vyskytlo se při schvalovacím řízení množství překážek a po výstavbě se v relativně prázdné městské pokladně našlo dost prostředků na to, aby mohl být na sousední parcele vysazen větrolam. Větrné poměry v místě VE se tedy s postupem času měnily. Kromě větrolamu vyrostla v okolí nová výstavba, která tam v době stavby VE nebyla ani naplánovaná. Ale i tak v dnešní době (VE funguje již 20 let) výroba elektřiny stačí pro pokrytí původně plánovaného záměru. Viz https://forum.mypower.cz/viewtopic.php?f ... ADk#p79792 nebo také amatérský anemometr https://forum.mypower.cz/viewtopic.php?f ... tr#p104634

[Davsch]

Vzhledem, ke skutečnosti, že měření probíhalo před cca 25 lety, jsem použil amatérsky zhotovený miskový anemometr, který jsem ocejchoval podle profesionálního přístroje. Dnes už je k dispozici množství relativně snadno dostupných povětrnostních měřících zařízení a příručních anemometrů a není tedy nutno takové zařízení na koleně vyrábět.
Výsledky měření odpovídaly reálné výrobě v době stavby VE. Vzhledem ke skutečnosti, že jsem stavěl malou VE navzdory odporu stavebního odboru města, vyskytlo se při schvalovacím řízení množství překážek a po výstavbě se v relativně prázdné městské pokladně našlo dost prostředků na to, aby mohl být na sousední parcele vysazen větrolam. Větrné poměry v místě VE se tedy s postupem času měnily. Kromě větrolamu vyrostla v okolí nová výstavba, která tam v době stavby VE nebyla ani naplánovaná. Ale i tak v dnešní době (VE funguje již 20 let) výroba elektřiny stačí pro pokrytí původně plánovaného záměru. Viz https://forum.mypower.cz/viewtopic.php?f ... ADk#p79792 nebo také amatérský anemometr https://forum.mypower.cz/viewtopic.php?f ... tr#p104634

Děkuji za fajn příklad toho jak se vše mění. To že úřady házejí klacky pod nohy je obecně známá věc, ale že někdo má koule postavit drahý větrolam...

At výpočty stavím na "trvdých" datech, začnu s měřením.

Příruční anemometr mi nezachytí delší časové úseky, navíc člověk musí pořád myslet na měření. Ideálně bych šel podobnou cestou jako vy pane Kybosi - koupím cyklistický rychloměr nebo nějáký levný dataloger a zkusím mu elektricky přizpůsobit signál z miskového anemometru, který jsem kdesi našel za 300Kč.. z datalogeru se dají data vysosat na PC a tam zpracovat dle libosti..

Napadlo mě měřit četnost a rychlost rovnou malou HAWT turbínkou, která se dá koupit na aliexpresu do 4tis - co na to říkáte? Původně jsem sice chtěl spíše WAVT (hledisko hluku), ale tyhle malé HAWT by nemusely dělat tak velký kravál svými malými vrtulemi...

Hledám a čtu a v jedné diplomové práci jsem četl, že ta mapa na kterou jsem se odkazoval výše je přepočtená z výšky 100m na výšku 10m nad terénem, přitom ale "terénem" se rozumí nad překážkami (střechy, stromy). V mém případě, pokud bych dal 5metrový stožár na 9metrovou střechu baráku, tak výška elektrárny bude pouze 5metrů nad "terénem"... Hezké...

Na základě toho jsem přepočítal původní propočet (jak správně říkáte na špatných vstupních lokálních datech) dle rovnice, která vypočítá rychlost v 5metrech nad "terénem" při znalosti rychost větru v 10m a drsnosti povrchu (stromy, domy). Vyšla mi roční výroba 90MWh z 1KW turbíny. Na základě toho co jsem četl tady na fóru by i toto mohlo být ještě přehnaný/nadsazený výsledek a výroba může být nižší z i důvodu horších parametrů turbíny...

Větru zdar.

David

[kybos]

Na základě toho jsem přepočítal původní propočet (jak správně říkáte na špatných vstupních lokálních datech) dle rovnice, která vypočítá rychlost v 5metrech nad "terénem" při znalosti rychost větru v 10m a drsnosti povrchu (stromy, domy). Vyšla mi roční výroba 90MWh z 1KW turbíny. Na základě toho co jsem četl tady na fóru by i toto mohlo být ještě přehnaný/nadsazený výsledek a výroba může být nižší z i důvodu horších parametrů turbíny...

Větru zdar.

David

Odhaduji, že uvedený výsledek : "výroba 90MWh ročně z 1kW turbíny" je i řádově zcela mimo realitu.
P.S.: Amatérský anemometr ze tří nabíraček se dá poskládat do 1000 Kč včetně elektroniky.

[fugas]

Řekl bych, že optimistické číslo , hodně optimistické bude kolem 300kWh.

[Davsch]

Na základě toho jsem přepočítal původní propočet (jak správně říkáte na špatných vstupních lokálních datech) dle rovnice, která vypočítá rychlost v 5metrech nad "terénem" při znalosti rychost větru v 10m a drsnosti povrchu (stromy, domy). Vyšla mi roční výroba 90MWh z 1KW turbíny. Na základě toho co jsem četl tady na fóru by i toto mohlo být ještě přehnaný/nadsazený výsledek a výroba může být nižší z i důvodu horších parametrů turbíny...

Větru zdar.

David

Odhaduji, že uvedený výsledek : "výroba 90MWh ročně z 1kW turbíny" je i řádově zcela mimo realitu.
P.S.: Amatérský anemometr ze tří nabíraček se dá poskládat do 1000 Kč včetně elektroniky.

Už vidím chybu...to má být 90kWh !!! chyba tří řádů, sorry za to...

[fugas]

Za 5-6 měsíců provozu vrtulky s výkonem 400W max jsem dosáhl hodnoty 50kWh. Samozřejmě se ta hodnota nedá brát jako ukazatel, protože záleží na konkrétních podmínkách. U mě je průměr 3 m/s. To jak se to bude chovat se tak jako tak bude od výpočtů lišit. Udělat měření to chce, aby se prokázalo jestli má vůbec cenu se do toho pouštět. Je ale pak příjemné, když vítr shodí síť a u mě naopak dělá energii.

[Franta2776]

Za 5-6 měsíců provozu vrtulky s výkonem 400W max jsem dosáhl hodnoty 50kWh. Samozřejmě se ta hodnota nedá brát jako ukazatel, protože záleží na konkrétních podmínkách. U mě je průměr 3 m/s. To jak se to bude chovat se tak jako tak bude od výpočtů lišit. Udělat měření to chce, aby se prokázalo jestli má vůbec cenu se do toho pouštět. Je ale pak příjemné, když vítr shodí síť a u mě naopak dělá energii.

Jak máš velkou vrtuli???

[fugas]

Průměr 1,6 m. Když jsem si hrál s regulátorem a z blbosti povolil parametry, dávalo to chvíli 1kW. Přežilo...

[Davsch]

Za 5-6 měsíců provozu vrtulky s výkonem 400W max jsem dosáhl hodnoty 50kWh. Samozřejmě se ta hodnota nedá brát jako ukazatel, protože záleží na konkrétních podmínkách. U mě je průměr 3 m/s. To jak se to bude chovat se tak jako tak bude od výpočtů lišit. Udělat měření to chce, aby se prokázalo jestli má vůbec cenu se do toho pouštět. Je ale pak příjemné, když vítr shodí síť a u mě naopak dělá energii.

Supr, díky za to. Ted to vypadá, že by to mohlo být +/- dobře.

Ty 3m/s je průměr z mapy pro 10m nad terénem?

[fugas]

Je to dlouhodobý průměr z meteostanice. Totiž ani předpovědi absolutně nesedí. Když například Windy předpovídá 6 m/s, tak s klidnou duši na ten čas vyhlásim badmintonový turnaj. Tam je to extrémně mimo.

[marko250]

90kWh mám z panelů za 14dnů během nejhorších měsíců prosinec ,nebo leden.Toto je slepá cesta.

[fugas]

To přece víme. Ale to není to oč běží. Jednak je to hlavně pro zábavu. Za další není k zahození třeba pokrytí vlastní spotřeby během noci. Ale za slepou uličku bych to nepovažoval.

[miroc]

90kWh mám z panelů za 14dnů během nejhorších měsíců prosinec ,nebo leden.Toto je slepá cesta.

Toto je krátkozraký názor.

[Davsch]

90kWh mám z panelů za 14dnů během nejhorších měsíců prosinec ,nebo leden.Toto je slepá cesta.

Toto je krátkozraký názor.

Ano, pokud je FVE dobře projektovaná, tak dává pro běžného uživatele průměrně v roce vyšší užitek. FVE už nakupuji, právě je ke mě na cestě 5,5kWp mono s 7,2Kw baterkou + 8KW Hybrid od solaxu.

Nicméně mít nějákou hračku, kterou bych mohl připojit do druhého MPPT...
Pokud budou reálně nějáké využitelné rychlosti/četnosti, tak do toho půjdu.
Výhodu vidím, že by to mohlo sem tam podpořit systém tehdy když slunko nesvítí...

Dav