Siłownie wiatrowe wielopłatowe to konstrukcje bardzo popularne na słabo zaludnionych terenach USA czy Australii. Wiatraki te praktycznie nie znajdują zastosowania w zawodowej energetyce, ale jako dodatkowe źródło energii elektrycznej dla domu lub mechanicznej (napęd pomp wodnych) sprawdzają się znakomicie. Ich największymi zaletami są: rozruch już przy bardzo słabym wietrze, duży moment obrotowy oraz prostota konstrukcji (płaty nie mają specjalnych profili aerodynamicznych) i niska cena w porównaniu z elektrowniami o dwóch lub trzech śmigłach.
Przykładowy wiatrak wielopłatowy o mocy 5 kW ma średnicę wirnika 5,5 m, co daje współczynnik wytworzonej energii do powierzchni zakreślanej przez wirnik 0,21 kW/m2 co nie jest imponującą wartością, mniejszą od osiąganej przez przeciętne konstrukcje 3 płatowe o tej samej mocy (od 0,26-0,36 kW/m2 w przypadku małych aerogeneratorów).
Należy jednak mieć na względzie to, że wirnik wielopłatowy rozpoczyna produkcję energii już przy wietrze rzędu 2,1 m/s, podczas gdy dobre wirniki trzypłatowe dopiero przy wiatrach w granicach 3-4 m/s. Moc nominalną aerogenerator typu T550 (rys. poniżej) osiąga przy prędkości wiatru 12 m/s, co jest wartością porównywalną do nominalnej prędkości wiatru dla turbin 3 płatowych.
Nastawianie koła wiatrowego pod wiatr dokonuje się sterem tylnym wykonanym z kątowników i blachy stalowej. Do regulowania szybkości obrotowej silnika wiatrowego stosuje się zwykle odchylanie wirnika od kierunku wiatru przy pomocy steru bocznego. Zatrzymywanie silników wiatrowych tego typu jest dokonywane przez ściągnięcie ku sobie obu sterów, tylnego i bocznego, co przeprowadza się z dołu przy pomocy odpowiedniej linki nawijanej na kołowrót. Jeśli na skutek wzrostu szybkości wiatru moment silnika wiatrowego wzrośnie, to wzrost jego mocy ujawni się przede wszystkim w zwiększeniu się jego szybkości obrotowej. Ponieważ zaś w miarę zwiększania się szybkości obrotowej silnika jego moment obrotowy maleje, to silnik zwiększy swoje szybkości obrotowe aż do zrównoważenia swego momentu obrotowego z momentem obciążeniowym.
Gdy natomiast z jakichkolwiek przyczyn zwiększy się moment obciążeniowy lub moment obrotowy silnika się zmniejszy, to silnik wiatrowy zmniejszy przede wszystkim swą szybkość obrotową. Ponieważ w miarę zmniejszania szybkości silnika jego moment obrotowy wzrasta, to silnik będzie zmniejszał szybkość obrotową, aż jego moment obrotowy zrównoważy się z momentem obciążeniowym. Można więc stwierdzić, że praca wielołopatkowego silnika wiatrowego z maszyną produkcyjną o stałym momencie obciążeniowym jest stateczna. Wielołopatkowy silnik wiatrowy nawet przeciążony będzie w dalszym ciągu pracował zmniejszając tylko swoją szybkość obrotową oraz współczynnik wykorzystania energii wiatru, czyli swoją sprawność. Osiowe parcie wiatru w wiatrowych silnikach wielołopatkowych jest największe podczas rozruchu i w miarę zwiększania szybkości obrotowej prędkość maleje.
W kraju siłownie wielopłatowe produkowane są między innymi przez firmę KOMEL. Ponizej zestawienie turbin wiatrowych wielopłatowych.
Tabela Zestawienie parametrów pracy turbin wielopłatowych typu T
Fot. Turbiny wielopłatowe, po lewej firmy KOMEL 12 płatowa, po prawej turbina WE 1000
Źródło:
– instsani.pl