Inspiracją do napisania pracy magisterskiej o tematyce elektrowni wiatrowej była krótka wizyta w Danii. Kraj ten jest słynie z swojej gospodarności, polityki prorodzinnej czy umiejętnego wykorzystania funduszy, ale przede wszystkim z rozbudowanej infrastruktury energetycznej. Dania jest o tyle w dobrej sytuacji, iż jej nadmorska lokalizacja umożliwia korzystanie z dóbr natury – w tym przypadku jest to energia odnawialna pochodząca od siły wiatru. W kraju tym jest bardzo dużo małych i dużych farm wiatrowych, prywatnych i przemysłowych, dzięki którym energia jest czysta, a jej produkcja nieszkodliwa dla środowiska naturalnego. Taki model bardzo mi się spodobał i pełen podziwu chciałem wdrożyć ten pomysł w Polsce w swojej rodzinnej miejscowości. Pomyślałem, aby w sposób namacalny sprawdzić czy mała przydomowa elektrownia wiatrowa w Polsce jest opłacalną inwestycją i jak trudna może być jej produkcja. W okresie powstawania koncepcji pracy (rok 2009) nie było zbyt wielu polskich pozycji literaturowych na temat elektrowni wiatrowych. Ten rok był, można powiedzieć, rokiem eksperymentalnym dla Polaków, ponieważ bardzo wielu ludzi zaczęło produkować własne elektrownie dzieląc się swoimi wynikami i projektami na forach internetowych. Lepszy czy gorszy projekt – ważne, że był własny i działający. Wymianę doświadczeń przez Internet uznałem za bardzo cenne (doświadczalne) źródło informacji, które coraz bardziej utwierdzało mnie w przekonaniu, aby napisać pracę magisterską na temat elektrowni wiatrowej. Dodatkowym źródłem informacji były pozycje książkowe, publikacje naukowe oraz artykuły z czasopism branżowych.
Za cel pracy postawiłem sobie stworzenie koncepcji, zaprojektowanie modelu 3D, przeprowadzenie odpowiednich symulacji oraz opracowanie wyników. W części koncepcyjnej zamierzam skupić się na idei pozyskiwania energii z odnawialnych źródeł pochodzących od wiatru oraz opracowaniu schematu funkcjonowania takiej elektrowni wraz z jej opisem działania. W części poświęconej modelowaniu 3D chcę zaprojektować wiatrak wykorzystując do tego środowisko Autodesk® Inventor® Professional 2010. W ostatniej części obliczeniowej planuję zebrać i opracować wyniki, które potwierdzą dobór odpowiednich parametrów turbiny wiatrowej. Zamierzam skupić się przede wszystkim na analizie wytrzymałościowej najważniejszych moim zdaniem elementów turbiny wiatrowej, a opracowane wyniki przedstawić w formie graficznej.
Praca zawiera 7 rozdziałów. W rozdziale 1. Wstęp opisuję cel oraz skróconą ideę swojej pracy. Rozdział 2. Koncepcja projektu poświęciłem na przedstawienie pierwotnej koncepcji elektrowni wiatrowej. Rozdział kolejny 3. Przebieg analizy oraz opis działania elektrowni to część pracy, która opisuje liczne modyfikacje koncepcji. Wszystkie zmiany powstały na etapie modelowania 3D oraz części obliczeń, dlatego w niektórych rozdziałach najpierw opisuję poprzedni pomysł, a następnie uzasadniając jego zmianę przedstawiałem nowy punkt widzenia. Prezentuję również budowę i zasadę działania turbiny Savoniusa, jak również mechanizm przekazywania mocy. W rozdziale 4. Obliczenia aerodynamiczne wykazałem i wyliczyłem wszystkie siły pochodzące od wiatru, które działają w turbinie wiatrowej. Obliczenia przeprowadziłem na najbardziej aktualnym modelu aerodynamicznym dla kilku wariantów pogodowych. Zebrane wyniki opracowałem w postaci tabeli. W kolejnym rozdziale 5. Obliczenia statyczne prezentuję wyniki w postaci graficznej i graficzno-liczbowej elementów najbardziej obciążonych. W tej części sprawdzałem czy dobrane przeze mnie parametry mieszczą się w granicach wytrzymałości materiałów. W rozdziale 6. Obliczenia elektryczne obliczam podstawowe parametry elementów elektrycznych takich jak cewki czy wartości nominalne prądnicy oraz rozwiązania zabezpieczające układ przed przeciążeniem. Tutaj również sprawdzam nominalną moc turbiny wiatrowej, porównując model aerodynamiczny z lat dziewięćdziesiątych ubiegłego stulecia do modelu współczesnego. W 7. Podsumowanie zawarłem ogólne wnioski z przeprowadzonych badań, opisałem napotkane problemy oraz sposób ich rozwiązania. Na końcu pracy zawarłem Bibliografię.
Mam nadzieję, że niniejsza praca magisterska wywoła pozytywne odczucia oraz wpłynie na decyzje niejednego człowieka, który od długiego czasu zastanawia się nad wybudowaniem własnej małej elektrowni wiatrowej. Energia wyprodukowana przez własną turbinę może dostarczyć wystarczającą ilość energii do podgrzania niewielkiego zbiornika wody lub dostarczyć energię elektryczną do oświetlenia ogrodu w gospodarstwie domowym, dzięki czemu spowoduje minimalizację swoich wydatków na energię elektryczną. Czego sobie i czytelnikom tej pracy życzę.
Jeżeli moja praca przydała Ci się (bazowałeś/łaś na niej przy tworzeniu swojej pracy, wykorzystałeś/łaś w prezentacji lub gdziekolwiek indziej) napisz o tym w komentarzach. Pamiętaj, że jeśli chcesz ją wykorzystać, zapytaj o to najpierw autora! Dziękuję i życzę miłej lektury.
