Tuuliturbiinit pystyvät pyörittämään teränsä rinteillä, meressä, tehtaiden vieressä ja kodeiden yläpuolella. Ajatus luonnon antamisesta tarjota ilmaista virtaa kotiisi saattaa tuntua houkuttelevalta, mutta on tärkeää oppia laskemaan tuuliturbiinin tuotos ennen sellaisen ostaminen - ja erityisen tärkeää ymmärtää koneen nimelliskapasiteetin ja odotettavissa olevan todellisen tuotannon välinen ero se. Tarkista kansallisen uusiutuvan energian laboratorion toimittamista tuulikartoista saadaksesi selville, onko tuulen nopeus ja saatavuus alueellasi tuulivoima hyvä valinta kotiisi.
Tuulen nopeus
Useimmat tuuliturbiinit koostuvat roottoriin asennetuista siivistä, jotka muistuttavat lentokoneiden potkureita. Kun ilma puhaltaa niiden läpi, ne saavat roottorin kääntämään akselia, joka käyttää sähkögeneraattoria. Suurin osa turbiinista sammuu automaattisesti, kun tuulen nopeus saavuttaa noin 88,5 kilometriä tunnissa mekaanisten vaurioiden estämiseksi. Tämä vähentää sähköntuotantoa, kun esiintyy voimakkaita tuulia ja ihmiset tarvitsevat jatkuvaa tuulen voimaa. Ne eivät myöskään tuota sähköä, jos tuuli puhaltaa liian hitaasti. Jos tuulen nopeus laskee puoleen, sähköntuotanto vähenee kahdeksan kertaa. Aika, jolloin tuuliolosuhteet ovat optimaaliset tietyllä alueella, määrittelee tuuliturbiinin saatavuuden. Ylemmissä paikoissa sijaitsevat turbiinit saavat enemmän tuulta, mikä tarkoittaa suurempaa tehoa. Jokaisella on tuulen nopeusalue - 30-50 mailia tunnissa -, jolla se toimii optimaalisesti.
Tehokkuusluokitus
Nykyaikaiset tuuliturbiinit käyttävät erilaisia malleja, joiden tarkoituksena on auttaa heitä sieppaamaan tuuli tehokkaammin. Tehokkuus on tärkeä tieto, joka arvioidaan tuuliturbiinia arvioitaessa. Ideaalimaailmassa turbiini muuntaa 100 prosenttia siipien läpi kulkevasta tuulesta voimaksi. Kitkan kaltaisten tekijöiden takia näiden koneiden hyötysuhde on vain 30–50 prosenttia nimellistehosta. Teho lasketaan seuraavasti:
\ text {power} = \ frac {\ text {ilman tiheys} \ kertaa \ text {pyyhkäisi terien alue} \ kertaa \ text {tuulen nopeus} ^ 3} {2}
Alue on neliömetreinä, ilman tiheys kilogrammoina kuutiometriä kohti ja tuulen nopeus metreinä sekunnissa.
Kriittiset erot
Se, että tuuliturbiinin kapasiteetti on 1,5 megawattia, ei tarkoita, että se tuottaa käytännössä niin paljon tehoa. Tuuliturbiinit tuottavat yleensä huomattavasti vähemmän kuin nimelliskapasiteetti, mikä on suurin teho, jonka se voisi tuottaa, jos se käy koko ajan. Esimerkiksi 1,5 megawatin tuuliturbiini, jonka hyötysuhde on 33 prosenttia, voi tuottaa vain puolen megawatin vuodessa - vähemmän, jos tuuli ei puhu luotettavasti. Teollisuuden mittakaavan turbiinien kapasiteetti on yleensä 2-3 megawattia. Tosiasiallisesti tuotetun energian määrää vähentävät kuitenkin tehokkuus ja tuulen saatavuus - prosenttiosuus yksikön tuulesta riittävästi liikkumiseen.
Tuuliturbiinien ostovihjeitä
Jos tiedät yksikön kapasiteetin ja tehokkuuskertoimet, voit laskea sen arvioidun vuotuisen tuotoksen seuraavan kaavan avulla:
365 \ frac {\ text {days}} {\ text {vuosi}} \ kertaa 24 \ frac {\ text {hours}} {\ text {days}} \ times \ text {suurin kapasiteetti} \ times \ text {kapasiteetti kerroin} = \ text {kilowattituntia vuodessa}
Esimerkiksi turbiinin, jonka nimelliskapasiteetti on 1,5 megawattia ja hyötysuhde 25 prosenttia, odotetaan tuottavan seuraavaa:
365 \ kertaa 24 \ kertaa 1500 \ kertaa 0,25 = 3285000 \ teksti {kilowattituntia vuodessa}
Tässä laskelmassa oletetaan tuulen saatavuuden ympäri vuorokauden ympäri vuoden. Käytännössä tätä ei tapahdu. NREL-tuulikarttojen avulla voit säätää aikalukiasi tarkemman sijaintikohtaisen kuvan saamiseksi.