Πόση δύναμη παράγει μια ανεμογεννήτρια;

Οι ανεμογεννήτριες μπορούν να περιστρέφουν τις λεπίδες τους στις πλαγιές των λόφων, στον ωκεανό, δίπλα σε εργοστάσια και πάνω από τα σπίτια. Η ιδέα να αφήσετε τη φύση να παρέχει δωρεάν ενέργεια στο σπίτι σας μπορεί να φαίνεται ελκυστική, αλλά είναι σημαντικό να μάθετε πώς να υπολογίζετε την παραγωγή ανεμογεννητριών πριν αγορά ενός - και ιδιαίτερα σημαντικό για να κατανοήσετε τη διαφορά μεταξύ της ονομαστικής χωρητικότητας του μηχανήματος και της πραγματικής παραγωγής που μπορείτε να περιμένετε το. Ελέγξτε τους χάρτες ανέμου που παρέχονται από το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας για να μάθετε εάν η ταχύτητα και η διαθεσιμότητα ανέμου στην περιοχή σας καθιστούν την αιολική ενέργεια μια καλή επιλογή για το σπίτι σας.

Οι περισσότερες ανεμογεννήτριες αποτελούνται από πτερύγια τοποθετημένες σε ρότορα που μοιάζουν με έλικες αεροπλάνου. Όταν φυσάει αέρα μέσω αυτών, προκαλούν το στροφείο να γυρίσει έναν άξονα που τροφοδοτεί μια ηλεκτρική γεννήτρια. Οι περισσότερες τουρμπίνες κλείνουν αυτόματα όταν οι ταχύτητες του ανέμου φτάνουν περίπου τα 88,5 χιλιόμετρα την ώρα (55 μίλια ανά ώρα) για να αποφευχθούν μηχανικές ζημιές. Αυτό μειώνει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας όταν υπάρχουν ισχυροί άνεμοι και οι άνθρωποι χρειάζονται συνεχή ισχύ από τον άνεμο. Επίσης δεν παράγουν ηλεκτρισμό εάν ο άνεμος φυσά πολύ αργά. Εάν η ταχύτητα του ανέμου μειώνεται κατά το ήμισυ, η παραγωγή ισχύος μειώνεται κατά συντελεστή οκτώ. Ο χρόνος κατά τον οποίο οι συνθήκες ανέμου είναι βέλτιστες σε μια δεδομένη περιοχή καθορίζει τη διαθεσιμότητα της ανεμογεννήτριας. Οι τουρμπίνες που βρίσκονται σε υψηλότερα σημεία λαμβάνουν περισσότερο άνεμο, ο οποίος μεταφράζεται σε μεγαλύτερη απόδοση. Κάθε ένα έχει εύρος ταχύτητας ανέμου - μεταξύ 30 και 50 μιλίων ανά ώρα - στο οποίο λειτουργεί βέλτιστα.

Οι σύγχρονες ανεμογεννήτριες χρησιμοποιούν μια ποικιλία σχεδίων που προορίζονται να τους βοηθήσουν να συλλάβουν αποτελεσματικότερα τον άνεμο. Η αποδοτικότητα είναι μια σημαντική αξία που πρέπει να γνωρίζετε όταν αξιολογείτε μια ανεμογεννήτρια. Σε έναν ιδανικό κόσμο, μια τουρμπίνα θα μετατρέψει το 100 τοις εκατό του ανέμου που διέρχεται από τις λεπίδες σε δύναμη. Λόγω παραγόντων όπως η τριβή, αυτές οι μηχανές έχουν βαθμολογίες απόδοσης μεταξύ 30% και 50% της ονομαστικής ισχύος. Η ισχύς υπολογίζεται ως εξής:

Η περιοχή είναι σε τετραγωνικά μέτρα, η πυκνότητα αέρα είναι σε χιλιόγραμμα ανά μέτρα κύβος και η ταχύτητα του ανέμου είναι σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο.

Ακριβώς επειδή μια ανεμογεννήτρια έχει βαθμολογία χωρητικότητας 1,5 μεγαβάτ, αυτό δεν σημαίνει ότι θα παράγει τόσο μεγάλη ισχύ στην πράξη. Οι ανεμογεννήτριες παράγουν συνήθως πολύ μικρότερη από την ονομαστική χωρητικότητα, η οποία είναι η μέγιστη ποσότητα ισχύος που θα μπορούσε να παράγει εάν λειτουργεί συνεχώς. Για παράδειγμα, μια ανεμογεννήτρια 1,5-megawatt με συντελεστή απόδοσης 33% μπορεί να παράγει μόνο μισό megawatt σε ένα χρόνο - λιγότερο αν ο άνεμος δεν φυσάει αξιόπιστα. Οι στρόβιλοι βιομηχανικής κλίμακας έχουν συνήθως βαθμολογία χωρητικότητας 2 έως 3 μεγαβάτ. Ωστόσο, η ποσότητα της ενέργειας που παράγεται πραγματικά μειώνεται από την αποδοτικότητα και τη διαθεσιμότητα του ανέμου - το ποσοστό χρόνου που μια μονάδα έχει αρκετό άνεμο για να κινηθεί.

Εάν γνωρίζετε τους παράγοντες χωρητικότητας και απόδοσης μιας μονάδας, μπορείτε να υπολογίσετε την εκτιμώμενη ετήσια παραγωγή της χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

Για παράδειγμα, μια τουρμπίνα με ονομαστική χωρητικότητα 1,5 μεγαβάτ και συντελεστή απόδοσης 25 τοις εκατό αναμένεται να παράγει ως εξής:

Αυτός ο υπολογισμός προϋποθέτει διαθεσιμότητα ανέμου 24 ώρες την ημέρα όλο το χρόνο. Στην πρακτική εφαρμογή, αυτό δεν συμβαίνει. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τους χάρτες ανέμου NREL για να προσαρμόσετε τα χρονικά σας στοιχεία για μια πιο ακριβή εικόνα για συγκεκριμένη τοποθεσία.