Jsou delší lopatky větrných turbín vždy lepší?

Zákazníci nás často ptají: Lze větrné turbíny vybavit delšími lopatkami? Zvýší prodloužení lopatek účinnost výroby elektrické energie? Dnes se tomuto tématu budeme věnovat.

Teoreticky platí, že čím jsou lopatky větrná turbína , tím je plocha, kterou při otáčení „přečistí“, větší. Teoreticky tak skutečně dokáže zachytit více energie větru. Například pokud se délka lopatky zvýší z 9 metrů na 10 metrů, přečištěná plocha se přibližně zvýší o 20 až 30 % a teoretický výkon výroby elektrické energie by se mohl zvýšit přibližně o 40 %.

Avšak v praxi jsou lopatky větrné turbíny nelze libovolně prodloužit. Za prvé, příliš dlouhé lopatky způsobí nadměrně vysoké rychlosti na špičkách. Pokud tyto rychlosti překročí optimální návrhový rozsah, aerodynamická účinnost klesne a konečný výkon se ve skutečnosti nezvýší. Delší lopatky jsou také více náchylné k jevu odtržení proudění, čímž se zvyšuje odpor rotace lopatek a snižuje se celkový aerodynamický výkon.

Navíc delší lopatky během rotace vytvářejí větší turbulentní sraženinu (wake), což ovlivňuje provozní prostředí následujících lopatek a snižuje celkovou účinnost větrné elektrárny.

Délka lopatek je často také ovlivněna podmínkami větrné rychlosti v místě instalace.

V oblastech s nízkou rychlostí větru při výběru větrné turbíny čepele lze vhodně prodloužit, čímž se lépe využije energie větru a zvýší se účinnost výroby elektrické energie. V oblastech s vysokou rychlostí větru však delší čepele vyvolají větší mechanické zatížení, což bude v budoucnu vyžadovat časté zesilování nebo výměnu komponentů a tím i zvýšení nákladů na údržbu. V takových případech je vhodnější použít kratší čepele u větrných turbín, čímž bude celý stroj stabilnější.

Navíc čím jsou čepele delší, tím větší je jejich setrvačnost a pro udržení optimálního provozního stavu je potřeba přesnější řídicí systém, což rovněž zvyšuje náklady v tomto ohledu.

Závěr

Výběr délky čepelí větrné turbíny by měl být založen na průměrné roční rychlosti větru v dané lokalitě, topografických charakteristikách místa instalace a požadavcích sítě. Nedoporučuje se slepě usilovat o co nejdelší čepele.