3.3.Szorstkość

Generalnie, im bardziej szorstka jest powierzchnia ziemi w otoczeniu elektrowni, tym wiatr będzie bardziej spowolniany. Duże miasta i lasy powodują znaczne zmniejszenie prędkości wiatru. Woda natomiast jest powierzchnią która jest na tyle gładka, że niemal nie powoduje zmniejszania prędkości.

            Klasę szorstkości określa się na podstawie tak zwanej długości szorstkości (jest to wysokość nad powierzchnią ziemi [m] gdzie prędkość wiatru teoretycznie powinna wynosić zero (jest ona sprecyzowana w Europejskim atlasie wiatru).

 

Klasa szorstkości

długość szorst. [m]

Energia

[%]

Rodzaj terenu

0

0.0002

100

Powierzchnia wody

0.5

0.0024

73

Teren otwarty (np. pas startowy na lotnisku)

1

0.03

52

Pola uprawne i małe zabudowania

2

0.1

39

Tereny uprawne z większymi zabudowaniami

3

0.4

24

Wioski , małe miasteczka ,  las,  pofałdowany teren.

3.5

0.8

18

Duże miasta z wysokimi budynkami.

4

1.6

13

Bardzo duże miasta z wysokimi budynkami i drapaczami chmur.

 

            Klasę szorstkości bierzemy pod uwagę w trakcie projektowania wysokości wierzy dla elektrowni. Zależność zmian prędkości wiatru w zależności od wysokości przedstawiona jest wzorem:

                                              (3.1)

v0 – prędkość wiatru na określonej wysokości.

hx- wysokość na której chcemy znać prędkość wiatru

z0- długość szorstkości (dla wykresu poniżej 0.03 dla 1 klasy szorstkości)

h- wysokość na której znana jest prędkość wiatru

 

Rys.6.Zmiana prędkości wiatru

 

            Na rysunku 6, przedstawiono, jak teoretycznie zmienia się prędkość wiatru przy różnych klasach szorstkości terenu. Jeśli znana jest prędkość wiatru na określonej wysokości, można określić prędkości wiatru na każdej innej wysokości. Wynika z tego, że istotna jest wysokość wieży na której zamocowana jest turbina, ponieważ na niższych wysokościach prędkość wiatru zmienia się dosyć znacznie z wysokością. Dlatego mogą wystąpić znaczne różnice w siłach działających na łopatkę w jej położeniu górnym i dolnym.