Kompaktowa elektrownia wiatrowa o mocy 2 kW

Turbina wiatrowa o pionowej osi obrotu AEROCOPTER 450 (ARC 450) jest nowoczesnym urządzeniem energetycznym, opracowanym przez polskich inżynierów, przetwarzającym energię kinetyczną wiatru w energię elektryczną. Unikalna konstrukcja wirnika ze zintegrowanym generatorem, zapewnia bardzo dużą sprawność aerodynamiczną w bardzo szerokim paśmie prędkości wiatru. Niska prędkość liniowa łopat (ok. 50km/h) oraz stała prędkość obrotowa powoduje, że AEROCOPTER 450 gwarantuje wydajną, cichą i bezpieczną pracę, co zdecydowanie wyróżnia go na tle innych urządzeń produkowanych w Europie i na świecie. AEROCOPTER 450 wykonany jest z odpornych na warunki atmosferyczne kompozytów lotniczych gwarantujących długą, bezobsługową i bezawaryjną pracę. Zastosowanie nowoczesnych rozwiązań i technologii wpłynęło na znaczny spadek masy turbiny, co pozwala na montaż w miejscach dotychczas niedostępnych dla turbin wiatrowych o tradycyjnej konstrukcji.

Optymalną pracę AEROCOPTERA 450 zapewnia mikroprocesorowy sterownik połączony z inwerterem sieciowym zaprojektowanym dla rodziny turbin AEROCOPTER. Inwerter posiada nowoczesny inteligentny, samodzielny, dopasowujący się do danego generatora algorytm MPPT w maksymalny sposób wykorzystujący wydajność wiatraka. Inwerter sam analizuje charakterystyki generatora i dobiera odpowiednie sterowanie aby uzyskać jak największą sprawność i moc z generatora wiatrowego. Oprócz funkcji sterowania generatora inwerter posiada inteligentne funkcje zabezpieczeń i ochrony, które zapewniają bezpieczne działanie turbiny wiatrowej i oprócz klasycznego zadania inwerter zapewnia również całkowitą kontrolę nad wiatrakiem. Urządzenie monitoruje moc oraz pracę generatora i turbiny, a w przypadku awarii wiatraka przełącza go w tryb bezpieczeństwa. AEROCOPTER 450 posiada wielostopniowy system bezpieczeństwa pracy. Pierwszy stopień systemu, hamulec elektromagnetyczny sterowany jest poprzez niezależny układ mikroprocesorowy, który nadmiar energii przekazuje na grzałkę lub zestaw rezystorów dużej mocy. Zabezpieczenie turbiny wiatrowej na wypadek uszkodzenia kabla przyłączeniowego stanowi moduł systemu ASBT zlokalizowany w generatorze. Dodatkowo wiatrak pionowy wyposażono w mechaniczny, automatyczny hamulec bezwładnościowy oraz ręczny hamulec serwisowy.

Aerocopter® 450 jest jednym z najbardziej wydajnych urządzeń tego typu na świecie.

Opis turbiny:

1. aerodynamika
   1. cicha praca
   2. niska prędkość liniowa łopaty
   3. samodzielny start od 1 m/s
   4. zminimalizowane opory aerodynamiczne
   5. praca niezależnie od kierunku wiatru – wykorzystanie krótkich podmuchów
2. generator
   1. brak rdzenia- brak szkodliwego momentu startowego
   2. duża średnica – brak przekładni i strat na niej
   3. kompozytowa konstrukcja- niska masa
   4. magnesy neodymowe – wysoka wydajność
3. konstrukcja
   1. kompozyty lotnicze- lekkość i wytrzymałość konstrukcji
   2. odporność na warunki atmosferyczne
   3. brak mechanizmów ustawiania się do wiatru, brak mechanicznej zmiany kąta łopat- brak szkodliwych oporów, brak przeglądów, wymian itp.
   4. elementy mechaniczne ograniczone do dwóch wysokiej klasy łożysk- nie ma co się zepsuć
4. układ sterowania
   1. uniwersalność- możliwa praca z akumulatorami (od 12 do 48 V), grzałką lub inwerterem on grid
   2. układ oparty na dwóch mikroprocesorach
   3. sterowanie częstotliwością generatora- kontrola turbiny do 1 RPM i do 1 W
   4. możliwość omijania częstotliwości rezonansowych
   5. możliwość dokładnej analizy i zapisu parametrów turbiny
   6. autonomiczny układ hamulca bezpieczeństwa

Przy opracowywaniu turbiny 2 kW przeprowadzono szereg badań i symulacji: badania w tunelu aerodynamicznym, symulacje numeryczne opływów, badania wytrzymałościowe struktur kompozytowych, symulacje numeryczne drgań i odkształceń generatora, pomiary i wyznaczenie charakterystyk turbiny rzeczywistej, ponadto zamontowano około 50 turbin u klientów co dało nam dużą wiedzę praktyczną na temat eksploatacji i wymagań do tego typu urządzeń. Opracowano między innymi mapę wietrzności Ursynowa z uwzglednieniem specyfiki, chropowatości, terenu miejskiego, opracowano założenia budowy oprogramowania IT do rozwiązania smart – wyniki pracy generacji na komputerze czy smartfonie oraz możliwości zarządzania portfelem energetycznym.

Dokumentacja techniczno – ruchowa

Oszacowanie uzysku energii elektrycznej z turbiny wiatrowej Aerocopter 450, 2 kW dla dzielnicy Ursynów m. st. Warszawy. Badania przeprowadzono w latach 2014 – 2018

W 2014 roku rozpoczęliśmy badania wietrzności na Ursynowie. Badaniami objęto wybrane budynki spółdzielni mieszkaniowych: Jary, Wyżyny, Osiedle Kabaty, Ursynów, Stokłosy. Poniżej przedstawiamy wyniki badań wraz z szacowanymi wynikami rocznej produkcji energii przez turbinę ARC 450.