KWALIFIKACJA ELE10 - WRZESIEŃ 2015

PYTANIE NR 38.
Minimalna odległość między sąsiadującymi turbinami elektrowni wiatrowych, wyrażona w średnicach wirnika turbiny, powinna wynosić co najmniej
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Minimalny rozstaw turbin w farmie wynika z efektu śladu aerodynamicznego (wake effect).
Za turbiną powstaje strefa obniżonej prędkości wiatru i większej turbulencji, więc zbyt mała odległość obniża uzysk i zwiększa obciążenia. W praktyce jako minimum często przyjmuje się ok. 5 średnic wirnika (5D).

Pełne wyjaśnienie:

Odstęp między turbinami w farmie wiatrowej jest parametrem projektowym, którego celem jest ograniczenie strat energii i obciążeń wywołanych przez ślad aerodynamiczny (wake effect). Każda turbina pobiera energię z przepływu powietrza i wytwarza za sobą strefę o niższej prędkości wiatru oraz podwyższonej turbulencji. Jeżeli kolejna turbina stoi zbyt blisko w tej strefie, pracuje w gorszych warunkach.

Dlatego w praktyce inżynierskiej stosuje się rozstaw wyrażany w średnicach wirnika D. Typowo spotyka się zakresy zależne od kierunku dominującego wiatru i układu farmy:

  • w obrębie rzędu (w poprzek dominującego kierunku wiatru): zwykle kilka D (często 3–5D),
  • między rzędami (wzdłuż dominującego kierunku wiatru): wartości większe, często od ok. 5D wzwyż.

W tym ujęciu odpowiedź 5 jest poprawna jako minimalna, powszechnie przyjmowana wartość graniczna dla sąsiadujących turbin w kontekście ograniczenia wpływu śladu aerodynamicznego.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne w kontekście pytania o minimum:

  • 10 – taka wartość może pojawiać się jako zalecenie w wybranych projektach lub warunkach terenowych, ale nie jest "minimalnym" progiem typowo przyjmowanym jako punkt startowy.
  • 15 – jest to odstęp bardzo duży; mógłby być stosowany wyjątkowo, ale zwykle oznaczałby nadmierne "rozrzedzenie" farmy i utratę możliwości wykorzystania terenu.
  • 20 – to wartość skrajna, nieadekwatna do standardowego określania minimalnego rozstawu; prowadziłaby do znaczącego ograniczenia liczby turbin na danym obszarze.

Wskazówka egzaminacyjna: nie myl rozstawu w ramach farmy (wyrażanego w D i wynikającego z wake effect) z odległościami lokalizacyjnymi od zabudowy, które są określane w metrach i wynikają z innych przesłanek.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wake effect to strefa za turbiną, w której wiatr ma niższą prędkość i większą turbulencję, bo część energii została odebrana przez wirnik. Turbina stojąca w śladzie produkuje mniej energii i jest silniej obciążona zmęczeniowo.
Średnica wirnika (D) skaluje zjawiska aerodynamiczne: im większy wirnik, tym większy obszar przepływu jest zaburzany. Podanie odstępu w D ułatwia porównywanie projektów z turbinami o różnych rozmiarach i szybkie przenoszenie zaleceń projektowych między farmami.
W praktyce spotyka się wartości zależne od kierunku wiatru i układu: w obrębie rzędu często kilka D, a między rzędami zwykle co najmniej ok. 5D. To kompromis między ograniczeniem strat od śladu a wykorzystaniem dostępnego terenu.
Nie. 5D oznacza pięć średnic wirnika. Jeśli turbina ma średnicę wirnika 100 m, to 5D odpowiada 500 m. To zapis względny, dlatego zawsze trzeba znać D konkretnej turbiny, aby przeliczyć odstęp na metry.
Gdy turbiny stoją zbyt blisko, te po stronie zawietrznej pracują w obszarze o mniejszej prędkości wiatru (deficyt) i większej turbulencji. Skutkiem są straty mocy, gorszy uzysk roczny i często bardziej "poszarpana" praca układu regulacji.
Podwyższona turbulencja w śladzie zwiększa zmienne obciążenia łopat, piasty i wieży. To przyspiesza zmęczenie materiału i może skrócić żywotność elementów mechanicznych. W praktyce oznacza to większe ryzyko awarii i częstsze przeglądy.
Nie zawsze. Wzdłuż dominującego kierunku wiatru wpływ śladu na kolejną turbinę jest zwykle większy, więc odstępy projektuje się większe niż w poprzek. Dlatego spotyka się zalecenia typu "kilka D w poprzek, więcej D wzdłuż".
Tak, to częsty błąd. Odstęp techniczny w farmie dotyczy wydajności i aerodynamiki i podaje się go w D. Odległość od zabudowy wynika z innych przesłanek (ochrona ludzi, hałas, planowanie) i zwykle jest określana w metrach.
Ukształtowanie terenu może zmieniać kierunki i prędkości przepływu oraz poziom turbulencji. Na terenach złożonych (wzniesienia, przeszkody) czasem zwiększa się rozstaw, aby ograniczyć dodatkowe zaburzenia. Na terenach otwartych łatwiej utrzymać typowe wartości w D.
Najpierw ustal, że D to średnica wirnika i że pytanie dotyczy układu farmy, a nie lokalizacji względem zabudowy. Jeśli trzeba przeliczyć na metry, pomnóż D przez podaną liczbę (np. 5D). Gdy pytanie jest o minimum, wybieraj wartość minimalną wskazywaną w wytycznych.
info

Statystycznie 48% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "W praktyce jako minimum często przyjmuje się ok. 5 średnic wirnika (5D)."

Źródła:

  • Decreto 32/2006 (Wyspy Kanaryjskie), Art. 25 – minimalne odległości turbin w rzędzie i między rzędami (odległość w średnicach wirnika)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z aerodynamiki turbin wiatrowych (wake effect, turbulencja, straty farmowe)
  • Materiały szkoleniowe producentów turbin dotyczące zasad projektowania układu farmy (layout guidelines)
  • Notatki z zajęć z projektowania instalacji OZE: parametry farmy wiatrowej, uzysk energii, wpływ topografii

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego