Tuuleturbiinid on võimelised oma labasid pöörlema mäenõlvadel, ookeanis, tehaste kõrval ja kodude kohal. Idee lasta loodusel oma koju tasuta elektrit pakkuda võib tunduda ahvatlev, kuid on oluline enne tuuleturbiini väljundi arvutamist õppida ühe ostmine - ja eriti oluline on mõista masina nimivõimsuse ja tegeliku toodangu vahelist erinevust seda. Vaadake riikliku taastuvenergia laboratooriumi tuulekaarte, et teada saada, kas tuulekiirus ja kättesaadavus teie piirkonnas muudab tuuleenergia teie kodus heaks valikuks.
Tuule kiirus
Enamik tuuleturbiinidest koosneb rootorile paigaldatud labadest, mis sarnanevad lennuki sõukruvidega. Kui õhk neist läbi puhub, panevad need rootori pöörlema elektrigeneraatorit toitvat võlli. Enamik turbiinid lülituvad automaatselt välja, kui tuulekiirus jõuab umbes 88,5 kilomeetrini tunnis (55 miili tunnis), et vältida mehaanilisi kahjustusi. See vähendab elektritootmist tugeva tuule korral ja inimesed vajavad pidevat tuule jõudu. Samuti ei tooda nad elektrit, kui tuul puhub liiga aeglaselt. Kui tuule kiirus väheneb poole võrra, väheneb elektritootmine kaheksa korda. Aeg, mille jooksul tuuleolud on antud piirkonnas optimaalsed, määrab tuuliku kättesaadavuse. Kõrgemates kohtades asuvad turbiinid saavad rohkem tuult, mis tähendab suuremat väljundit. Kõigil neist on optimaalselt toimiv tuule kiiruse vahemik - 30–50 miili tunnis.
Tõhususe hinnang
Kaasaegsed tuuleturbiinid kasutavad mitmesuguseid konstruktsioone, mis on mõeldud nende tõhusamaks tuule püüdmiseks. Efektiivsus on oluline väärtus, mida tuulikute hindamisel teada saada. Ideaalses maailmas muundaks turbiin 100 protsenti labasid läbiva tuule võimsuseks. Selliste tegurite tõttu nagu hõõrdumine on nende masinate kasutegur ainult 30–50 protsenti nimivõimsusest. Võimsus arvutatakse järgmiselt:
\ text {power} = \ frac {\ text {õhu tihedus} \ korda \ text {pühitud labade ala} \ korda \ text {tuulekiirus} ^ 3} {2}
Ala on ruutmeetrites, õhutihedus on kilogrammides kuupmeetrites ja tuule kiirus meetrites sekundis.
Kriitilised eristused
See, et tuuliku võimsus on 1,5 megavatti, ei tähenda veel, et see tooks praktikas nii palju energiat. Tuulegeneraatorid toodavad tavaliselt tunduvalt vähem kui nimivõimsus, mis on maksimaalne võimsus, mida see võiks toota, kui see kogu aeg töötaks. Näiteks võib 1,5-megavattine turbiin, mille kasutegur on 33 protsenti, toota aastaga vaid pool megavatti - vähem, kui tuul ei puhu usaldusväärselt. Tööstussuuruses turbiinide võimsus on tavaliselt 2–3 megavatti. Reaalselt toodetud energia hulka vähendab aga tõhusus ja tuule kättesaadavus - aja protsent, kui ühikul on piisavalt tuult liikumiseks.
Tuuleturbiinide näpunäited
Kui teate üksuse võimsuse ja tõhususe tegureid, saate selle hinnangulise aastase toodangu arvutada järgmise valemi abil:
365 \ frac {\ text {päeva}} {\ text {aasta}} \ korda 24 \ frac {\ text {tundi}} {\ text {päeva}} \ korda \ text {maksimaalne maht} \ korda \ text {maht tegur} = \ text {kilovatt tundi aastas}
Näiteks peaks turbiin nimivõimsusega 1,5 megavatti ja kasuteguriga 25 protsenti tootma järgmist:
365 korda 24 korda 1500 korda 0,25 = 3 285 000 teksti {kilovatt-tundi aastas}
See arvutus eeldab, et tuul on kättesaadav ööpäevaringselt aastaringselt. Praktilises plaanis seda ei juhtu. NREL tuulekaartide abil saate oma ajaarvude täpsemaks asukohapõhiseks näitajaks kohandada.