KWALIFIKACJA ELE10 - TEST WIEDZY NR 4

PYTANIE NR 9.
Rozważ następującą tabelę przedstawiającą różne typy turbin wiatrowych oraz ich charakterystyczne prędkości obrotowe:
Typ turbiny Prędkość obrotowa (obr/min)
Turbina Savoniusa 10-20
Turbina Darrieusa 300-400
Turbina HAWT 10-60
Turbina VAWT 300-1200
Na podstawie powyższej tabeli, wybierz prawdziwe stwierdzenie.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby wskazać turbinę o największej prędkości obrotowej, porównuje się wartości maksymalne z podanych zakresów.
VAWT ma zakres 300–1200 obr/min, więc jej maksimum (1200 obr/min) jest wyższe niż dla Darrieusa (400), HAWT (60) i Savoniusa (20).

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu podano tabelę z zakresami prędkości obrotowej (obr/min) dla różnych typów turbin. Gdy pytanie brzmi o "największą prędkość obrotową", przy danych zapisanych jako przedziały należy porównać wartości maksymalne tych przedziałów (czyli ich górne granice).

Z tabeli odczytujemy maksima:

  • Savonius: 10–20 → maksimum 20 obr/min
  • Darrieus: 300–400 → maksimum 400 obr/min
  • HAWT: 10–60 → maksimum 60 obr/min
  • VAWT: 300–1200 → maksimum 1200 obr/min

Najwyższa z tych wartości to 1200 obr/min, dlatego prawdziwe jest stwierdzenie: "Turbina VAWT ma największą prędkość obrotową spośród wszystkich turbin."

Dlaczego pozostałe stwierdzenia są fałszywe?

  • "Turbina Savoniusa ma największą prędkość…" – to typ wolnoobrotowy; nawet górna granica 20 obr/min jest niższa od pozostałych maksimów.
  • "Turbina VAWT ma najmniejszą prędkość…" – najmniejszą prędkość (w sensie minimalnej i typowo także maksymalnej w tabeli) ma Savonius; VAWT zaczyna się od 300 obr/min, więc nie może być "najmniejsza" w tym zestawieniu.
  • "Turbina HAWT ma największą prędkość…" – w tabeli maksimum HAWT to 60 obr/min, co jest dużo mniej niż 400 (Darrieus) i 1200 (VAWT).

Wskazówka egzaminacyjna: gdy widzisz odpowiedzi typu "największa/najmniejsza" i dane w formie zakresów, zawsze sprawdź, czy porównujesz właściwą granicę (maksimum do "największa", minimum do "najmniejsza").

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):

To liczba obrotów wirnika wykonanych w ciągu jednej minuty.

Parametr pomaga ocenić, czy turbina jest wolno- czy szybkoobrotowa, a w praktyce wpływa m.in. na dobór przekładni, generatora oraz na obciążenia mechaniczne i hałas.

Gdy wartości są podane jako zakres (np. 300–1200), "największa prędkość" oznacza porównanie górnych granic zakresów.

Nie porównuj początków przedziałów, bo to prowadzi do mylnego wniosku przy szerokich zakresach.

To konstrukcja oporowa: wykorzystuje opór aerodynamiczny, co sprzyja uzyskaniu większego momentu przy niższych prędkościach obrotowych.

W praktyce takie turbiny często wymagają dopasowania do generatora (np. przez przekładnię), jeśli potrzebne są wyższe obroty.

HAWT to turbina o osi poziomej, a VAWT to turbina o osi pionowej.

Różnią się orientacją osi wirnika, rozwiązaniami konstrukcyjnymi i sposobem pracy w wietrze. W zadaniach egzaminacyjnych często sprawdza się też umiejętność łączenia tych pojęć z parametrami pracy.

Tak, Darrieus to przykład turbiny o osi pionowej (VAWT).

Częsty błąd polega na traktowaniu nazw Savonius/Darrieus jak osobnej "trzeciej kategorii", zamiast jako konstrukcji należących do VAWT. Na egzaminie warto rozdzielać poziom: kategoria osi vs konkretny typ wirnika.

Przekładnia może zwiększać prędkość obrotową z wirnika turbiny do poziomu wymaganego przez generator.

Jest to typowe, gdy sama turbina ma niskie obroty, a generator potrzebuje wyższych do efektywnej pracy. Jednocześnie przekładnia zwiększa złożoność i wymaga obsługi eksploatacyjnej.

Zakres wynika z różnic konstrukcyjnych (średnica wirnika, profil łopat), skali turbiny oraz warunków pracy.

Nawet w obrębie jednej kategorii (np. VAWT) mogą istnieć warianty wolniejsze i szybciej obrotowe, dlatego w tabelach spotyka się przedziały, a nie jedną liczbę.

Najczęstsze pomyłki to: porównywanie minimów zamiast maksimów, pomijanie faktu, że to zakres (a nie stała), oraz kierowanie się skojarzeniem z nazwą turbiny zamiast danymi.

Dobra strategia to wypisanie obok każdego typu wartości maksymalnej i dopiero wtedy wybór odpowiedzi.

Nie. Moc zależy m.in. od prędkości wiatru, powierzchni zamiatanej przez wirnik i sprawności.

Wyższe obroty mogą towarzyszyć innym rozwiązaniom konstrukcyjnym, ale same w sobie nie gwarantują większej mocy. Na egzaminie nie mieszaj parametru "obr/min" z parametrami "kW/kWh".

Ćwicz czytanie tabel i wykresów (zakresy, wartości min/max) oraz podstawową terminologię HAWT/VAWT i typów wirników.

W praktyce zawodowej technika energetyka przydaje się też rozumienie roli przekładni, generatora i wpływu obrotów na hałas oraz obciążenia.

info

Statystycznie 67% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Źródła:

  • Manwell, J.F.; McGowan, J.G.; Rogers, A.L.: "Wind Energy Explained: Theory, Design and Application", Wiley, wyd. 2, 2009 (rozdziały o typach turbin i parametrach pracy).
  • Burton, T.; Jenkins, N.; Sharpe, D.; Bossanyi, E.: "Wind Energy Handbook", Wiley, wyd. 2, 2011 (sekcje o prędkości obrotowej i zależnościach konstrukcyjnych).
  • Hau, E.: "Wind Turbines: Fundamentals, Technologies, Application, Economics", Springer, wyd. 3, 2013 (omówienie HAWT/VAWT oraz wpływu konstrukcji na prędkość i moment).

Materiały:

  • Podręczniki i kompendia o energetyce wiatrowej (rozdziały o typach turbin i parametrach pracy)
  • Instrukcje/DTR producentów turbin i generatorów (sekcje o prędkości, momencie, doborze przekładni)
  • Zadania ćwiczeniowe z interpretacji tabel i wykresów parametrów maszyn energetycznych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego