KWALIFIKACJA ELE11 - CZERWIEC 2023

PYTANIE NR 22.
Regulacja ustawienia elektrowni wiatrowej w kierunku napływającego wiatru polega na zmianie
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Ustawianie elektrowni wiatrowej "na wiatr" realizuje układ nadążny (yaw), który obraca zespół w gondoli wokół osi wieży.
Dlatego zmienia się położenie gondoli. Kąt natarcia łopat dotyczy regulacji pitch, a rezystancja twornika i prędkość generatora nie służą do kierunkowania turbiny.

Pełne wyjaśnienie:

Regulacja ustawienia turbiny/elektrowni wiatrowej względem napływającego wiatru polega na kierunkowaniu wirnika tak, aby oś wirnika była możliwie równoległa do kierunku wiatru. W praktyce realizuje to układ nadążny kierunku (yaw), który obraca gondolę (czyli zespół z przekładnią i generatorem umieszczony na szczycie wieży) wokół pionowej osi wieży.

Odpowiedź "położenia gondoli" jest poprawna, bo to właśnie obrót gondoli zmienia azymut ustawienia całej turbiny i "ustawia ją na wiatr". Jest to regulacja stricte kierunkowa, a nie regulacja aerodynamiczna łopat czy elektryczna generatora.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne:

  • "kąta natarcia łopat" – to regulacja pitch, czyli zmiana kąta nastawienia łopat. Służy głównie do sterowania mocą, ograniczania prędkości przy silnym wietrze oraz rozruchu/hamowania, ale nie zastępuje mechanicznego ustawienia całej gondoli w kierunku wiatru.
  • "rezystancji twornika" – to pojęcie związane z budową i parametrami maszyny elektrycznej (typowo prądnicy/ silnika prądu stałego). W turbinach wiatrowych nie jest to standardowy "nastawczy" parametr do kierunkowania; nie wpływa też na fizyczne ustawienie turbiny względem wiatru.
  • "prędkości obrotowej generatora" – prędkość obrotowa jest efektem warunków wiatrowych i sterowania pracą turbiny (np. przez przekształtniki), ale sama zmiana prędkości generatora nie obraca turbiny na wieży i nie ustawia jej na kierunek napływu.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawia się "w kierunku napływającego wiatru", myśl o yaw (obrót gondoli). Gdy mowa o "mocy", "ograniczaniu obrotów", "zatrzymaniu" – częściej chodzi o pitch (kąt łopat).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Gondola to obudowany zespół na szczycie wieży turbiny wiatrowej, w którym znajdują się kluczowe elementy napędu i wytwarzania energii (m.in. wał, przekładnia lub napęd bezprzekładniowy, generator, hamulce, układy sterowania). To właśnie gondola jest obracana w układzie nadążnym kierunku.
Układ nadążny (yaw) obraca gondolę wokół pionowej osi wieży, aby wirnik był ustawiony możliwie na wprost wiatru. Sterowanie wykorzystuje pomiar kierunku wiatru (np. z wiatrowskazu) i napędy yaw, które korygują odchylenie, ograniczając straty mocy i nierównomierne obciążenia.
Gdy oś wirnika jest zgodna z kierunkiem wiatru, strumień powietrza wnika w tarczę wirnika w sposób najbardziej korzystny. Przy odchyleniu (turbina "pod kątem") maleje efektywna składowa prędkości wiatru na wirnik, rosną straty aerodynamiczne i mogą pojawić się dodatkowe obciążenia konstrukcji.
Yaw to obrót gondoli i ustawienie całej turbiny względem kierunku wiatru. Pitch to zmiana kąta nastawienia łopat (kąta natarcia) w celu regulacji mocy, prędkości i bezpieczeństwa (np. odstawienie przy wichurze). To dwa różne układy sterowania, choć oba wpływają na pracę turbiny.
Nie wprost. Zmiana kąta natarcia łopat (pitch) steruje głównie mocą i obrotami wirnika oraz umożliwia bezpieczne ograniczanie pracy przy silnym wietrze. Ustawienie "na kierunek wiatru" realizuje układ yaw, czyli obrót gondoli na wieży.
Korekta następuje, gdy czujniki wykażą zauważalne odchylenie gondoli od kierunku wiatru (tzw. błąd yaw). Sterownik zwykle nie obraca gondoli ciągle, tylko okresowo, aby ograniczać zużycie napędów i łożysk. Dokładne progi i strategie zależą od producenta i nastaw eksploatacyjnych.
Typowe objawy to: utrzymywanie się dużego odchylenia od kierunku wiatru, spadek mocy mimo dobrych warunków, alarmy w systemie nadzoru, nietypowe dźwięki z napędów/zębników yaw lub częste, nerwowe korekty. W praktyce analizuje się też dane SCADA i stan elementów mechanicznych.
"Rezystancja twornika" to parametr elektryczny maszyny, kojarzony szczególnie z maszynami prądu stałego. Nie jest to nastawa używana do mechanicznego ustawiania turbiny względem wiatru. Kierunkowanie wymaga obrotu gondoli (yaw), a nie zmiany wewnętrznego parametru uzwojeń.
Nie. Zmiana prędkości generatora (np. przez układ energoelektroniczny) nie zmienia kierunku, z którego wiatr napływa na wirnik. Bez prawidłowego yaw turbina pozostanie ustawiona pod kątem, co obniży sprawność i może zwiększać obciążenia. To dwa różne zagadnienia sterowania.
Najczęściej stosuje się wiatrowskaz (do kierunku) oraz anemometr (do prędkości), zwykle montowane na gondoli. Dane te są wejściem dla sterownika turbiny, który decyduje o pracy układu yaw i pitch. W nowocześniejszych rozwiązaniach mogą występować także bardziej zaawansowane czujniki lub algorytmy estymacji.
info

Statystycznie 55% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że ustawianie elektrowni wiatrowej "na wiatr" realizuje układ nadążny (yaw), który obraca zespół w gondoli wokół osi wieży.Dlatego zmienia się położenie gondoli.

Źródła:

  • U.S. Department of Energy – Office of Energy Efficiency & Renewable Energy, "Wind Turbine Components" (opis gondoli i układów turbiny), https://www.energy.gov/eere/wind/wind-turbine-components - dostęp 2026-02-27
  • National Renewable Energy Laboratory (NREL), "Wind Turbine Technology Overview" (podstawowe elementy turbiny i sterowanie), https://www.nrel.gov/wind/ - dostęp 2026-02-27
  • Danish Wind Industry Association, "Yaw system" (funkcja układu yaw i obrót gondoli), https://windpower.org/ - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Materiały producentów turbin wiatrowych dotyczące układów: yaw i pitch (opisy serwisowe/techniczne)
  • Podstawowe podręczniki/opracowania z energetyki wiatrowej (budowa i zasada działania turbin)
  • Dokumentacje dydaktyczne do kwalifikacji związanych z eksploatacją jednostek wytwórczych (rozdziały o OZE i turbinach)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego