A szélerőművel telepítésének szabályai

 

Bármely szélerőgép/szélerőmű telepítés első fázisa a hely kijelölése. A cél a legjobb széljárású helyszín meghatározása, figyelembe véve a lehetséges műszaki-gazdasági korlátokat is. A lehetséges helyszínek kiválasztásához a széltérképek, ennek hiányában a közeleső mérőhelyek széladatbázisai (pl. meteorológiai, repülőtéri, mezőgazdasági mérőhelyek adatai) nyújthatnak támpontot. Energetikai szempontból azok a helyszínek ígéretesek, ahol a telepítés tervezett magasságában a várható évi átlagos szélsebesség legalább 6 m/s. A szélerőgépek élettartamát általában 20-25 évre tervezzük, de élettartamuk lényegesen hosszabb is lehet.

A különböző szélerőgépeket, szélmotorokat, teljesítményüknek megfelelő magasságokba érdemes telepíteni. Mivel a jellemző szélviszonyok, csak meghatározott magasságokban értelmezhetőek, így a szélkerekekhez is javasolnak ideális telepítési magasságokat. Ezt a javaslatot tehát érdemes megfogadni annak érdekében, hogy így a megfelelő energiatermelést biztosíthassuk. A példa kedvéért egy 1000 Watt névleges teljesítményű szélgenerátor ideális elhelyezési magasságát legalább 15 méterben jelölik a gyártók. Ez alatt a magasság alatt elhelyezve a szélgenerátortól ritkán várható ideális áramtermelés, mert ott még viszonylag sok turbulens fékező hatás lassítja, téríti el a szelet a munkavégző hatásától. Természetesen az ideális magasságok fölötti elhelyezésnek pozitív szerepe lehet a szélenergia hasznosításban. A megfelelő magasságú elhelyezést, gazdasági és technikai korlátok szerint érdemes optimalizálni. Az általános rendelkezések szerint a szabadon álló szélkerék esetében 6 méter magasságig kevesebb előírással találkozunk, ugyanez igaz az épületre szerelt szélkerék esetében is, ahol elvileg 3 méterrel túlnyúlhatunk a ház tetőgerincén. Ezekben a magasságokban viszont csak kisebb teljesítményű szélkerék tud optimálisan dolgozni.

A szélgenerátorok felépítése, szerkezete

A különböző célra kifejlesztett szélerőgépek felhasználási céljuknak megfelelően kerülnek kialakításra. A legegyszerűbb mechanikus szerkezetekkel vízszivattyúzás valósítható meg. Ebben az esetben a soklapátos, nagy felületű kialakítás használatos. Kis szélsebesség esetén is működő, nagy nyomatékigényű szerkezetek működtetésére alkalmas a berendezés. A nagyobb szélsebesség itt kártékony lehet, ezért az ilyen típusok önműködően “állnak ki” a szélből, egyszerű mechanikus elvű segéd-szerkezetekkel. A vízhúzó szélkerekek rotorjait tehát sok lapát, nagy felület és kis gyors járási tényező jellemzi.
Az áramtermelésben alkalmazott rotorok általában 1-2-3 lapátos, nagyobb sebességű, gyors járási tényezőjű megoldások. A lapátok tervezésénél a szárny profilra jellemző aerodinamikai jellemzőket veszik alapul. Alkalmazkodni kell a beépített generátor optimális üzemelési paramétereihez is. Generátorként leginkább speciálisan ilyen alkalmazási célra fejlesztett állandó mágneses, sokpólusú generátorokat alkalmaznak. Ezek egyedi fejlesztések eredményei, az alkalmazási terület igénye szerinti optimális paraméterekkel.
Kézenfekvő lenne, hogy az autóiparban használatos és nagy sorozatban gyártott, ezért olcsóbb generátorokat alkalmazzuk szélgenerátor alkotóelemeként. Ez a módszer viszont több, itt fel nem sorolt okból következően nem ad optimális eredményt, ezért a gyártók sem alkalmazzák.
Ipari jellegű szélerőművekben is megtalálhatóak az állandó mágneses speciális generátorok, melyek gyártása magas szintű technológiai hátteret feltételez.
Az áramtermelő szélerőgépek, szélmotorok esetében is van egy működési sebesség-tartomány. E sebességtartományok felett szükség van arra, hogy ezeket a berendezések megvédjék a viharkároktól. Az alkalmazott fékező megoldások között szerepel a generátor rövidzár, az érzékelő és vezérlő automatika, a mechanikus fék, valamint egyéb technikai variációk is.az érzékelő és vezérlő automatika, a mechanikus fék, valamint egyéb technikai variációk is.

Szélkerék állványok, állványrendszerek

Egyszerűbb esetekben, háztartási alkalmazásoknál és kisebb magasságokban leginkább csőállványokat célszerű alkalmazni. Ezzel a módszerrel megcélozhatjuk akár a 20 méter körüli telepítési magasságot is. A szerelés történhet a földön is, majd az oszlopot és a rászerelt egységet különböző módszerekkel emelhetjük a helyére. Daru vagy állvány segítségével a felállított oszlop rögzítése után is a helyére szerelhetjük a szélturbinát. Hasonló megoldást alkalmaznak az ipari méretű berendezések telepítése esetén is, de háztartási méreteknél is ez célravezető a módszer. Nagy gyakorlat és pontos számítások szükségesek az ilyen telepítéseknél, ezért ezt érdemes szakemberre bízni.
További lehetőséget jelent a rácsos acélszerkezetű állványok használata. A vízhúzó szélkerekek legtöbbször ilyen állványokra kerülnek fel. Az ilyen típusú állványnak is vannak előnyei és hátrányai. Vélhetően nagyobb költséget jelent egy ilyen hegesztett és/vagy csavarozott állvány, a helyszínre szállítása is nehézkesebb lehet, viszont nagyobb teherbírást, stabilitást eredményezhet.
Az ipari szélerőműveket napjainkban kúpos kiképzésű hatalmas csőállványokra telepítik. Ez lehetővé teszi akár a 100 méteres magasságú elhelyezést is. Korábban használtak rácsos állványokat, beton oszlopokat is hasonló célokra.