Mindig jobbak-e a hosszabb szélturbinás lapátok?

Az ügyfelek gyakran kérdezik tőlünk: Meghosszabbíthatók-e a szélkerekek lapátjai? A lapátok meghosszabbítása növeli-e az áramtermelés hatékonyságát? Ma ezt a kérdést tárgyaljuk.

Elvi szempontból minél hosszabbak egy szélturbina lapátjai, annál nagyobb a forgás során átbarlangolt terület. Elméletileg valóban több szélenergiát tudnak befogni. Például ha a lapát hosszát 9 méterről 10 méterre növeljük, akkor a lapát átbarlangolt területe körülbelül 20–30%-kal nő, és elméletileg az áramtermelési kapacitás körülbelül 40%-kal is növekedhet.

Azonban a gyakorlati alkalmazásokban a szélturbinák nem hosszabbítható tetszőlegesen. Először is, túl hosszú lapátok esetén a csúcssebesség túlzottan magas lesz. Ha ez meghaladja az optimális tervezési tartományt, az aerodinamikai hatásfok csökken, és a végső teljesítménykimenet valójában nem növekszik. A hosszabb lapátok emellett érzékenyebbek az áramlásválasztódás jelenségére, ami növeli a lapátforgás ellenállását, és csökkenti az általános aerodinamikai teljesítményt.

Ezen felül a hosszabb lapátok forgás közben nagyobb nyomvonalterületet („wake”-területet) hoznak létre, amely befolyásolja a következő lapátok működési környezetét, és így csökkenti a szélgenerátor teljes hatásfokát.

A lapátok hossza gyakran függ a telepítési hely szélsebességi viszonyaitól is.

Alacsony szélsebességű régiókban a választáskor szélturbinák a lapátok megfelelően meghosszabbíthatók, így hatékonyabban tudják begyűjteni a szélenergiát, és javíthatják a villamosenergia-termelés hatékonyságát. Magas szélsebességű területeken a hosszabb lapátok viszont nagyobb mechanikai terhelést eredményeznek, ami jövőben gyakoribb megerősítést vagy alkatrész-cserét igényel, ezzel növelve a karbantartási költségeket. Ilyen esetekben a szélturbinák lapátainak rövidebbnek kell lenniük, és az egész gép stabilabb lesz.

Ezen felül minél hosszabb a lapát, annál nagyobb az inercia, és pontosabb vezérlőrendszerre van szükség az optimális üzemállapot fenntartásához, ami ebben a tekintetben is növeli a költségeket.

Összegzés

A szélturbina lapáthosszának kiválasztását a helyi átlagos éves szélsebesség, a telepítési hely topográfiai jellemzői és a hálózati igény alapján kell meghatározni. Ne kövessük vakon a hosszabb lapátok iránti törekvést.