miten pitkät

Pienillä tuulilla tuotto jää alle 0,5kw. Tuulimyllyn (kotitarve)ongelma on pieni tuotto pienillä tuulilla, ja sitten myrskyillä tuottoa voi olla 40-200kw ja ei ole oikein paikkaa mihin sellaista tuottoa työntäisi. Itse tekisin myllyn 4-6m lavoilla, jolloin tuulesta saisi jo 2-15kw tavan tuulilla ja huipputehot 50-200kw pitäisi antaa mennä ohi. Niitä kuitenkin on niin vähän vuodessa, vaikka tuoton suuresta määrästä ne vastasivat neljäsosaa koko tuotosta, mutta ei ole järkevää mitoittaa rakennetta,(generaattoria, kaapeleita ja vastaanottoa) huipun mukaan.

puhumasi tehon tyypistä. Noista on viimekädessä kyse. Jos rakennat laitteen, jossa siivet on "mitensattuu" ja sen hyötysuhde lähenee nollaa, niin ei niin pitkiä lapoja ole olemassakaan, joilla sen ylittäisi. Sama pätee myös tapaukseen, jossa generaattori on rakennettu keskelle kuusikkoa ja lapoihin asti ei tule tuulen värettäkään. Lopputulos riippuu siis ennen muuta paikasta ja turbiinin laadusta. Viimekädessä lavoistakin.

Tuossa on esimerkiksi Aerostar'in 3m lavoilla varustettu (halkaisija 6.7m), joka tuottaa nimellistehon 10 kW jollakin (?myrsky?)tuulella

http://www.aerostarwind.com/specifications.html

Kun tarkastelee valmistajan tuotantotietoja, niin nähdään niistä, että kyseinen generaattori tuottaa (arvion mukaan) 1569 kWh/kuukausi, kun keskimääräinen tuuli on 6.71 m/s. Kyseinen tuulen nopeus lienee aika optimistinen arvio vaikkapa sisämmahan? No kuitenkin, kun siitä laskee, paljonko laitteesta keskimäärin saadaan, saadaan:

1569/(24*30) = 2.2 kW

Elikkä 6.71 m/s keskimääräisellä tuulella kyseinen Aerostar antaa 2.2 kW keskimäärin kuukaudessa (vaikka sen nimellisteho onkin 10 kW). Jos tarvitset keskimäärin 6 kW, niin tuo
jää pieneksi.

----------------------------

Tuossa on Kiinalainen 20 kW generaattori (nimellisteho), jolla voisi päästä 6 kW keskinmääräiseen tehoon joissain olosuhteissa. Sen lavat ovat 5 m ja halkaisija 10 m.

http://www.made-in-china.com/image/2f0j00YMZEmADyyzbOM/Wind-Turbine-FD10-0-20K-10H-.jpg

http://www.made-in-china.com/showroom/ouyadjack/product-detailaMXEFZzyMUhs/China-Wind-Turbine-FD10-0-20K-10H-.html

Voisi siis lähteä liikkeelle vähintäänkin 5 m lavoista. Valitse huolellisesti mahdollisimman tuulinen paikan ja/tai korkea torni. Rakenteen pitää olla riittävän hyvä, jotta myrsyky ei sitä tuhoa. Generaattorin pysäytyksen varmuuteen myrskyllä kannattaa kiinnittää huomiota.

Mitään takuita tuotoksesta ei kuitenkaan ole, koska kaikki riippuu niin monesta tekijästä. Aluksi ainakin paikan pitää olla mahdollisimman avoin ja tuulinen. Ei siis puustoa, rakennuksia tms. tuulen esteitä lähistöllä. Meri ja kumpareiden huiput ovat tässä suhteessa parhaita.

Jos paikka on vähääkään huono, on edelleen kasvatettava lapojen pituutta tai lisättävä tornin korkeutta. Jossain vaiheessa ei auta muu kuin hakea se tuulisin paikka. Tämä kannattaakin tehdä aivan aluksi.

Hyvä muistisääntö tilastojen mukaan voisi olla, että tuulivoimalan nimellistehosta saadaan keskimäärin vain n. 20%. Eli jos haluaa 6 kW, niin pitää nimellistehon olla 6/0.2 = 30 kW.

---------------------

Lounais-Suomessa talven tuulet ovat yleensä heikkoja tai kohtalaisia. Keskimääräinen tuulen nopeus on 3-4 m/s. Hyvillä paikoilla rannikoilla vaikkapa 6 m/s.

Teoreettisessa tarkastelussa tuuligeneraattorin maksimihyötysuhdetta rajoittaa Petz'in laki, joka sanoo, että roottorin pyörähdyspinta-alassa olevasta tuulesta saadaa parhaimmallakin laitteella vain n. 60% talteen. Tämä usein käytetty kaava on seuraavassa:

http://en.wikipedia.org/wiki/Wind_turbine#Potential_turbine_power

Sillä voi laskea erilaisia lapojen pituuksia pyörähdyshalkaisijasta.

P = 0.5*alpha*roo*pi*r^2*v^3

esim.

alpha=0.59
roo=1.225 kg/m^3
v=6 m/s
r=5.5 m

Pmax = 0.5*alpha*roo*pi*r^2*v^3 = 7418 W ~ 7.5 kW

Mutta tuo on siis 100% hyötysuhteen omaavalla turbiinilla ja sellaista ei käytännössä olekkaan. Jos hyvällä lapojen rakenteella pääsisi vaikkapa 90% lapojen hyötysuhteeseen, niin loppulaskelma voisi olla vaikkapa:

Pout = 0.9*P ~ 6.7 kW

Tätä edelleen rajoittaa generaattorin ja siirtoverkon hyötysuhteet yms. tekijät.

Yhteenveto:

Sanoisin, että yli 5.5 m lavoilla voisi pärjätä, mutta kaikki riippuu ratkaisevasti paikan tuulisuudesta ja muistakin tekijöistä.