Είναι πάντα καλύτερες οι μακρύτερες πτερύγες ανεμογεννητριών;

Οι πελάτες μας ρωτούν συχνά: Μπορούν οι πτερύγες των ανεμογεννητριών να γίνουν μακρύτερες; Θα αυξηθεί η απόδοση παραγωγής ενέργειας εάν οι πτερύγες γίνουν μακρύτερες; Σήμερα, ας συζητήσουμε αυτό το θέμα.

Θεωρητικά, όσο πιο μακριές είναι οι πτερύγες μιας αιολική ανεμογεννήτρια , τόσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια που σαρώνεται κατά την περιστροφή της. Θεωρητικά, μπορεί πράγματι να αιχμαλωτίσει περισσότερη ενέργεια από τον άνεμο. Για παράδειγμα, εάν το μήκος της πτερύγας αυξηθεί από 9 μέτρα σε 10 μέτρα, η επιφάνεια που σαρώνεται από την πτερύγα θα αυξηθεί κατά περίπου 20% έως 30%, και θεωρητικά η ικανότητα παραγωγής ενέργειας θα μπορούσε να αυξηθεί κατά περίπου 40%.

Ωστόσο, στις πρακτικές εφαρμογές, οι πτερύγες των ανεμογεννήτριες δεν μπορεί να επεκταθεί αυθαίρετα. Καταρχάς, πολύ μακριές πτερύγες οδηγούν σε υπερβολικά υψηλές ταχύτητες στις κορυφές τους. Εάν υπερβούν το βέλτιστο εύρος σχεδιασμού, η αεροδυναμική απόδοση θα μειωθεί, ενώ η τελική ισχύς που παράγεται δεν θα μειωθεί πραγματικά. Επιπλέον, οι μακρύτερες πτερύγες είναι πιο ευάλωτες στο φαινόμενο του αποκολλημένου ρεύματος αέρα, γεγονός που αυξάνει την αντίσταση περιστροφής της πτερύγας και μειώνει τη συνολική αεροδυναμική απόδοση.

Επιπλέον, οι μακρύτερες πτερύγες δημιουργούν μεγαλύτερη περιοχή ροής πίσω από την πτέρυγα (wake) κατά την περιστροφή, επηρεάζοντας το περιβάλλον λειτουργίας των επόμενων πτερύγων και μειώνοντας έτσι τη συνολική απόδοση της ανεμογεννήτριας.

Το μήκος των πτερύγων επηρεάζεται συχνά επίσης από τις συνθήκες ταχύτητας ανέμου στην περιοχή εγκατάστασης.

Σε περιοχές χαμηλής ταχύτητας ανέμου, κατά την επιλογή ανεμογεννήτριες οι πτερύγες μπορούν να επεκταθούν κατάλληλα, γεγονός που επιτρέπει την καλύτερη αξιοποίηση της ενέργειας του ανέμου και τη βελτίωση της απόδοσης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Σε περιοχές με υψηλή ταχύτητα ανέμου, οι μακρύτερες πτερύγες δημιουργούν μεγαλύτερα μηχανικά φορτία, επιβάλλοντας συχνή ενίσχυση ή αντικατάσταση εξαρτημάτων στο μέλλον, με αποτέλεσμα την αύξηση του κόστους συντήρησης. Σε τέτοιες περιπτώσεις, είναι πιο κατάλληλο οι πτερύγες των ανεμογεννητριών να είναι συντομότερες, ενώ η συνολική μηχανή θα είναι πιο σταθερή.

Επιπλέον, όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος της πτερύγας, τόσο μεγαλύτερη είναι και η αδράνειά της, ενώ απαιτείται και πιο ακριβές σύστημα ελέγχου για τη διατήρηση της βέλτιστης λειτουργικής κατάστασης, γεγονός που αυξάνει επίσης το κόστος σε αυτόν τον τομέα.

Συμπέρασμα

Η επιλογή του μήκους των πτερύγων της ανεμογεννήτριας πρέπει να βασίζεται στην τοπική μέση ετήσια ταχύτητα ανέμου, στα τοπογραφικά χαρακτηριστικά του σημείου εγκατάστασης και στις απαιτήσεις του ηλεκτρικού δικτύου. Δεν πρέπει να επιδιώκεται αβλεψία το μεγαλύτερο δυνατό μήκος πτερύγων.