Trendy prędkości końcówki

Nie ma fundamentalnego powodu, aby prędkość końcówki zmieniała się wraz ze skalą. Jednak w przypadku turbin na lądzie ograniczenia dotyczące emisji hałasu akustycznego rosną jako funkcja potęgowa prędkości obrotowej końcówki turbiny i dlatego często ograniczają prędkość obrotową końcówki turbiny. Jest to szczególnie widoczne w przypadku turbin pracujących głównie w trybie stałej prędkości. Turbiny wiatrowe o zmiennej prędkości mają większą elastyczność operacyjną i mogą korzystać z wysokiej prędkości znamionowej, ale nadal pracować z obniżoną prędkością (na przykład w nocy) na obszarach wrażliwych na hałas. Wyższa prędkość znamionowa ma tę zaletę, że przy danej mocy wyjściowej zmniejsza się moment obrotowy na układzie napędowym, a zatem zmniejsza się również masa i koszt układu napędowego.

Rysunek 3.21: Trend prędkości obrotowej końcówki

Źródło: Garrad Hassan

Offshore, istnieje wyraźna potencjalna korzyść z wyższych prędkości obrotowych końcówki i mniej ograniczeń w zakresie poziomów emisji akustycznej. Jednak wraz ze wzrostem prędkości końcowej zmniejsza się masywność łopaty (w zoptymalizowanym projekcie wirnika), a łopaty stają się bardziej elastyczne. Może to być korzystne dla obciążeń systemu, ale problematyczne dla utrzymania preferowanej postawy pod wiatr, z odpowiednim prześwitem końcówek łopat w ekstremalnych warunkach obciążenia. Przytoczone dane dotyczące projektowej prędkości końcówki łopaty (rys. 3.21) wykazują wzrost wraz ze skalą, aczkolwiek dane te są bardzo rozproszone. Oczywiste jest, że obecny pułap wynosi około 90 m/s, ale także, że w celu ograniczenia masy wierzchołka wieży, bardzo duże turbiny morskie nie będą przyjmować projektowych prędkości wierzchołkowych znacznie poniżej 80 m/s.

.