Вятърните турбини са способни да въртят лопатките си по склоновете, в океана, до фабриките и над домовете. Идеята да оставите природата да осигурява безплатна енергия за вашия дом може да изглежда привлекателна, но е важно да научите как да изчислите мощността на вятърната турбина преди закупуване на такъв - и особено важно да разберете разликата между номиналния капацитет на машината и действителната мощност, която можете да очаквате то. Проверете картите на вятъра, предоставени от Националната лаборатория за възобновяема енергия, за да разберете дали скоростта и наличността на вятъра във вашия район прави вятърната енергия добър избор за вашия дом.
Скоростта на вятъра
Повечето вятърни турбини са изградени от монтирани на ротора лопатки, които приличат на самолетни витла. Когато въздухът духа през тях, те карат ротора да завърти вал, който захранва електрически генератор. Повечето турбини автоматично се изключват, когато скоростта на вятъра достигне около 88,5 километра в час (55 мили в час), за да се предотвратят механични повреди. Това намалява производството на електричество, когато се появят силни ветрове и хората се нуждаят от непрекъсната енергия от вятъра. Те също не произвеждат електричество, ако вятърът духа твърде бавно. Ако скоростта на вятъра намалее наполовина, производството на енергия намалява с осем пъти. Времето, през което условията на вятъра са оптимални в даден регион, определят наличността на вятърната турбина. Турбините, разположени на по-високи места, получават повече вятър, което води до по-голяма мощност. Всеки от тях има диапазон на скоростта на вятъра - между 30 и 50 мили в час - при който работи оптимално.
Рейтинг на ефективност
Съвременните вятърни турбини използват разнообразни дизайни, предназначени да им помогнат да улавят вятъра по-ефективно. Ефективността е важна стойност, която трябва да знаете при оценката на вятърна турбина. В идеалния свят турбина ще преобразува 100% от вятъра, преминаващ през лопатките, в мощност. Поради фактори като триене, тези машини имат само рейтинг на ефективност между 30% и 50% от номиналната изходна мощност. Изходната мощност се изчислява, както следва:
\ text {мощност} = \ frac {\ text {плътност на въздуха} \ times \ text {изметена област на остриетата} \ times \ text {скорост на вятъра} ^ 3} {2}
Площта е в метри на квадрат, плътността на въздуха е в килограми на метър на куб, а скоростта на вятъра е в метри в секунда.
Критични отличия
Само защото вятърната турбина има мощност от 1,5 мегавата, това не означава, че ще произведе толкова много енергия на практика. Вятърните турбини обикновено произвеждат значително по-малко от номиналната мощност, което е максималното количество енергия, което би могло да произведе, ако работи през цялото време. Например, вятърна турбина от 1,5 мегавата с коефициент на полезно действие 33 процента може да произведе само половин мегават за една година - по-малко, ако вятърът не духа надеждно. Турбините в индустриален мащаб обикновено имат мощност от 2 до 3 мегавата. Количеството действително произведена енергия обаче се намалява от ефективността и наличието на вятър - процентът на времето, в което единицата има достатъчно вятър, за да се движи.
Вятърна турбина Съвети за пазаруване
Ако знаете коефициентите на капацитет и ефективност на единица, можете да изчислите нейната прогнозна годишна продукция, като използвате следната формула:
365 \ frac {\ text {дни}} {\ text {година}} \ пъти 24 \ frac {\ text {часа}} {\ text {дни}} \ times \ text {максимален капацитет} \ times \ text {капацитет фактор} = \ текст {киловат часа годишно}
Например, турбина с номинална мощност 1,5 мегавата и коефициент на полезно действие 25 процента ще се очаква да произвежда, както следва:
365 \ по 24 \ по 1500 \ по 0,25 = 3 285 000 \ текст {киловат часа годишно}
Това изчисление предполага наличието на вятър 24 часа в денонощието през цялата година. На практика това не се случва. Можете да използвате картите на вятъра NREL, за да коригирате вашите времеви цифри за по-точна фигура, специфична за местоположението.