docGLOBEnergia: Pomiar wiatru za pomocą SODARU
download 
Reklamacja Transkrypt
GLOBEnergia: Pomiar wiatru za pomocą SODARU
ENERGETYKA WIATROWA Pomiar wiatru za pomocą SODARU uzupełnieniem danych z masztu pomiarowego Jednym z najważniejszych etapów w całej procedurze projektowania farmy wiatrowej jest dokładne oszacowanie danych wietrzności na danym terenie. Trudności wykonania dobrych pomiarów związane są z nieprzewidywalną naturą wiatru zależną od warunków meteorologicznych i fizjogeograficznych. Uzyskanie precyzyjnych wyników umożliwia jednoczesny pomiar wiatru za pomocą masztu oraz urządzenia typu Sodar. Dane uzyskane za pomocą metody teledetekcyjnej stanowią idealne uzupełnienie danych z masztu. Dynamiczny rozwój technologii konstrukcyjnych turbin wiatrowych (wyższe wieże, dłuższe śmigła) wymaga pozyskiwania danych z coraz to większych wysokości. Obecnie, elektrownie wiatrowe osiągają wysokość całkowitą nawet do 200 m, przy średnicy rotora sięgającej około 90 m. Najwyższe maszty pomiarowe budowane w Polsce mają do 140 m wysokości. Uniemożliwia to badanie siły wiatru w całym zakresie pracy rotora turbiny wiatrowej. Rys. 1. Fazowy układ anten w Sodarze Zasada działania Pomiar prędkości wiatru za pomocą urządzenia typu SODAR opiera się swoje działanie na zjawisku fizycznym zwanym efektem Dopplera. Odbiornik ustawiony na ziemi rejestruje sygnał odbity przez zmianę częstotliwości fali dźwiękowej wyemitowanej w przestrzeń. SODAR, za pomocą wbudowanych anten, jest w stanie określić składową poziomą i pionową kierunku wiatru oraz jego prędkość. Starsze typy urządzeń teledetekcyjnych posiadają trzy anteny akustyczne skierowane w różne strony, natomiast nowocześniejsze modele wyposażone są w anteny fazowane, umożliwiające znacznie szerszy zakres pomiaru (rys. 1). Hybrydowy system pomiaru wiatru Dobrze wykonany pomiar wiatru przy użyciu masztu pomiarowego musi trwać co najmniej rok. SODAR jest 30 4/2012 idealnym uzupełnieniem konwencjonalnych metod pomiarów wiatru, oraz może służyć jako podstawowa metoda badań wietrzności. Zaletą współpracy obu metod pomiarowych jest to, że SODAR posiada zasięg pomiaru do 500 m, co umożliwia uzyskanie dokładniejszych wyników. Poniżej zamieszczono wnioski z badań prowadzonych nad precyzją wyników uzyskanych z masztu pomiarowego pracującego samodzielnie oraz masztu pomiarowego współpracującego z urządzeniem SODAR WindCollector2 firmy Toragon, badającej wiatr na wysokości 77 m. Błąd pomiarowy związany z wyliczaniem prędkości wiatru jest znacznie mniejszy w układzie pomiarowym SODAR plus maszt, niż w przypadku, gdy maszt pomiarowy pracuje samodzielnie. Współpraca obu metod pomiarowych jest pożądana ze względu na wysoką korelację wyników. Podobieństwo to zostało przedstawione na rysunku 2, gdzie widoczne jest, że wyniki uzyskane metodą teledetekcji i pomiarem z masztu są bardzo zbliżone. Ciągły wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną, wymusza rozwój technologii, co bar-dzo często wiąże się z budową turbin o coraz większych gabarytach. Ryzyko związane z niekorzystnymi pod względem produktywności lokalizacjami pod turbiny wiatrowe, można zminimalizować wykonując rzetelne analizy wietrzności ENERGETYKA WIATROWA w całym obszarze pracy rotora. Jak obrazują przedstawione w artykule badania, najefektywniejszym sposobem pomiarów wiatru jest kompilacja metody tradycyjnej i nowoczesnej, umożliwiająca uzyskanie pełnego profilu wiatru w szerokim zakresie wysokości. Każde z omawianych urządzeń posiada swoje zalety. Maszt jest w stanie dostarczyć informacji np. o oblodzeniu na wysokości końca łopat śmigła, co może mieć wpływ na końcowy wybór modelu turbiny. SODAR wykonuje pomiar wiatru z wysoką dokładnością, przekraczającą 200 m, a wyniki otrzymane z takiego badania są akceptowane przez banki finansujące inwestycje w farmy wiatrowe. Ponadto, SODAR stanowi idealną alternatywę dla trudno dostępnych miejsc. Optymalnych lokalizacji pod elektrownie wiatrowe jest coraz mniej, natomiast zapotrzebowanie na zieloną energię wzrasta. Powoduje to poszukiwanie nowych terenów inwestycyjnych, gdzie nie zawsze istnieje możliwość wybudowania masztu pomiarowego. Przykładem mogą być popularne Tab. 1. Błąd względny dla pomiaru wiatru masztem pomiarowym działającym samodzielnie oraz współpracujący przez 2 miesiące z SODAREM Pomiar Błąd względny na 1 rok średniej prędkości wiatru, na wysokości 77 m jednoroczne pomiary za pomocą anemometrów na wysokościach 20 i 40 m 6,40% jednoroczne pomiary za pomocą anemometru na wysokości 40 m + 2 miesięczne pomiary SODAREM 2,10% Rys. 2. Zestawienie danych uzyskanych z masztu pomiarowego i urządzenia typu SODAR w Niemczech lokalizacje „on-forest”, czyli budowanie turbin wiatrowych w lasach. Pomiar wiatru SODAREM wykazał, że prędkość wiatru w przedziale wysokości od 80 do 140 m nad koronami drzew znacznie wzrasta, co czyni z tere- nów leśnych potencjalnie, atrakcyjne tereny inwestycyjne. Marcin Rudziński Piotr Rudyszyn w4e Centrum Energii Wiatrowej REKLAMA w4e Centrum Energii Wiatrowej Technopark, ul. Dubois 114-116, 93-465 Łódź, tel. (42) 236 50 60, [email protected] Zeskanuj fotokod i dowiedz się więcej 30044601 28102010 o w4e Centrum Energii Wiatrowej >>> 4/2012 ORXLO 31
