Design af THYmøllen

 

Det er ikke tilfældigt at TWP 40 – både som 6 og 10kW – ser ud som de gør.

Design og dimensionering er nøje tilpasset og optimeret en række forhold for at opnå:

MAXIMAL  EL-PRODUKTION      &       MINIMAL LYD

 

 

Hvorfor 10 kW ?

Ligesom TWP 6kW var tilpasset den danske lovgivning under den gamle nettomålingsordning ( som blev stoppet i nov 2012) er TWP 40-10kW tilpasset  den danske lovgivning.

Afregningsreglerne fra maj 2013 (250 øre/kWh i 20 år) for strøm produceret på husstandsmøller på til og med 10 kW sætter naturligvis også begrænsningen for møllen elektriske effekt til 10 kW.

Er generatoren større falder afregningen til 150 øre/kWh.

Lovforslaget fra 21/10-15 om 212 øre/kWt i 12 år gælder også kun for møller med op til og med 10 kW effekt. Over 10 kW generatoreffekt er afregningen for overskudstrømmen lavere.

 

Hvorfor 7,13 meter i rotordiameter ?

7,13 meter i rotordiameter (3,56 meter i vingelængde) giver et bestrøget rotorareal på 39,92 m2. I henhold til RISØ, som systemgodkender alle vindmøller til opstilling i Danmark, er der en lempeligere og dermed billigere godkendelsesprocedure for husstandsmøller med op til 40 m2 rotorareal.

Der stilles heller ikke krav om at vindmøllen skal serviceres af et autoriseret servicefirma når rotorarealet er under 40 m2. Dette fritager mølleejeren for en stor og unødvendig udgift år efter år. Der er eksempler på at den årlige serviceregning overstiger 15-25% af den årlige omsætning på møllen. Dette forringer økonomien i møllen væsentligt.

Vi er gået “lige til 40 m2-grænsen” for at få så stort et rotorareal som muligt, fordi energien møllen fanger er ligefremproportional med rotorarealet.

Møllens effekt beregnes nemlig således:

P = ½ x  p x  V3 x  A x  Cp

P = effekten (W)

p = luftens massefylde (kg/m3)

V3 = vindhastigheden i 3. potens ( V x V x V) (m/s)

A = rotorareal (m2)

Cp = effektfaktor, ligger typisk mellem 0,2 og 0,4  for HAWT (læs evt. mere under afsnittet om vindteori)

 

Dobbelt rotorareal = dobbelt årlig el-produktion.

Eks.

ø rotor 7,13 m  =  39,92 m2  =  16.000 kWh/år

ø rotor 6,00 m  =  28,27 m2 =   11.300 kWh/år

ø rotor 5,00 m  =  19,60 m2  =  7.840 kWh/år

Derfor skal rotoren være så stor som mulig.

 

 

Hvorfor 21 meter høj ?

Husstandsmøller, som kommer lettere igennem byggesagsbehandlingen i kommunen end store møller, må ikke overstige 25 meter fra fundament til vingetip i top-position.

Da rotordiameteren er fastlagt jvf. ovenstående og afstanden fra krøjesystemet til nav er 0,4 meter er der 21 meter tilbage til masten.

Energien i vinden afhænger jo af vindens hastighed i 3. potens. (se ovenfor) Dvs. at bare en lille tilvækst i vindhastighed giver en stor tilvækst i el-produktionen.

Eks.

4 m/s  = ( 4x4x4) = 64

5 m/s = (5x5x5) = 125

En forøgelse på 10% i vindhastighed giver en forøgelse af produktionen på 30%.  (eksempelvis fra 5,0 m/s til 5,5 m/s)

At gå fra f.eks 18 meter til 21 meter mastehøjde betyder derfor en årlig mer-produktion på mellem 5 og 10%  .

Derfor skal møllen være så høj som mulig.

 

 

Hvorfor en asynkron generator ?

I TWP 6kW er der anvendt en asynkron generator, ligesom i de “store” møller.

Altså INGEN inverter (vekselretter)

Dette skyldes flere ting.

Asynkrone generatorer er kendt teknologi, er meget driftssikre og har lang levetid. I princippet er det en 3-faset elmotor som “trækkes” op over synkron-omdrejningstallet og derved laver strøm. Den er naturligvis optimeret til strøm-produktion, derfor vejer den generator vi anvender ca. 130 kg. –  Det er der ikke mange 6kW ( 8 HK) el-motorer der gør.

Asynkron-generatoren leverer strømmen på el-nettet ligeligt fordelt på de 3 faser. Dette er ønskeligt for ikke at belaste nettet “skævt”. Mange elselskaber ser dette som meget positivt – hvis ikke det ligefrem er et krav.

Vindmøller med asynkron-generatorer leverer en bedre strømkvalitet end vindmøller med vekselrettere (invertere).  Flere vekselrettere har problemer med harmoniske strømme (overtoner på netstrømmen). Typisk er den 3. og 9. harmoniske på mellem 15 og 30%. Grænseværdien er 5%. En inverter har en begrænset levetid. I solcelle-branchen regner man med ca. 8-10 år.

En ny 3-faset inverter koster ca. 20.000,-.

Oftest anvendes der invertere på importerede husstandsvindmøller som ikke er konstrueret til nettilslutning, men som oprindeligt er beregnet til at oplade bly-akkumulatorer på f.eks. øde beliggende bjerghytter, ødegårde eller øer,  der ikke er tilsluttet et el-net og hvor et akkumulator-anlæg er eneste energikilde til f.eks belysning, pumper m.m.

Vi mener det er at gå “over åen efter vand” – først at lave jævnstrøm som derefter skal vekselrettes for at komme ud på el-nettet.

Desuden har invertere en dårlig virkningsgrad ved lav belastning, hvilket er et problem når de anvendes sammen med vindmøller. I modsætning til solceller som kører mere “on / off” (dag/nat, sol/skygge) ligger vindmøller en stor del af tiden i området 20-60 % belastning. (læs evt. afsnittet om vindteori) Inverteren smider dermed en del af den genererede strøm væk (i varme) som dermed ikke når frem til el-måleren. Tjek selv hvor stor kølepladen er bag på en inverter.

Derfor anvender vi IKKE invertere.