Przed instalacją turbiny wiatrowej na działce konieczne jest przeprowadzenie dokładnych pomiarów warunków wietrznych. Energia wiatru jest proporcjonalna do trzeciej potęgi prędkości wiatru, co oznacza, że nawet niewielkie różnice w prędkości powietrza przekładają się na dramatyczne zmiany w produkcji energii 3. Przykładowo, wiatr wiejący z prędkością 12 m/s niesie aż 64 razy więcej energii niż wiatr o prędkości 3 m/s 3.
Czas trwania pomiarów zależy od skali inwestycji. Dla dużych turbin wiatrowych optymalnym okresem analizy wietrzności jest pełny rok 1. W przypadku małych turbin domowych, finansowanych prywatnie, pomiary są uzasadnione ekonomicznie, gdy średnia prędkość wiatru przekracza 4 m/s 2. Jeśli inwestycja ma być finansowana przez bank, wymagania dotyczące okresu pomiarowego mogą być bardziej rygorystyczne 2.
Pomiary prędkości wiatru należy wykonywać na wysokości planowanej instalacji turbiny. Pomiarów parametrów wiatru dokonuje się zazwyczaj na masztach pomiarowych, które swoją wysokością odpowiadają zakresowi pracy planowanej turbiny 4. Dla turbin domowych oznacza to zazwyczaj wysokość 10-20 metrów.
Standardowo pomiary średniej i maksymalnej prędkości wiatru oraz kierunku wykonuje się w odstępach 10-minutowych 2. Taka częstotliwość pozwala na uchwycenie zmienności warunków wietrznych oraz identyfikację wzorców sezonowych i dobowych.
Podczas pomiarów należy dokumentować:
Większość domowych turbin wiatrowych rozpoczyna pracę przy prędkości wiatru około 3 m/s, osiągając moc nominalną przy 12-15 m/s 3. Napięcie generowane przez turbinę jest bezpośrednio związane z prędkością wiatru - im silniejszy wiatr, tym wyższe napięcie, które może wahać się od 0V do ponad 500V 1.
Anemometr należy umieścić w miejscu reprezentatywnym dla planowanej lokalizacji turbiny, z dala od przeszkód mogących zakłócać przepływ powietrza. Należy unikać miejsc w pobliżu budynków, drzew czy innych struktur, które mogą powodować turbulencje.
Koszt profesjonalnych pomiarów wietrzności może być znaczący, dlatego dla małych instalacji domowych często stosuje się uproszczone metody pomiarowe lub korzysta z danych meteorologicznych z pobliskich stacji 1.
Po zakończeniu okresu pomiarowego konieczne jest przeprowadzenie analizy statystycznej zebranych danych. Należy określić:
Rzetelny pomiar warunków wietrznych jest fundamentem udanej inwestycji w turbinę domową. Minimalne wymagania to pomiary przez okres co najmniej kilku miesięcy, obejmujące różne pory roku. Dla lokalizacji o przeciętnych warunkach wietrznych w Polsce, opłacalność turbin domowych jest dyskusyjna przy średnich prędkościach wiatru poniżej 4-5 m/s na wysokości instalacji.
Źródła:
