Vjetroagregati su sposobni vrtjeti oštrice na padinama, u oceanu, pored tvornica i iznad domova. Ideja prepuštanja prirodi da vašem domu daje besplatnu energiju može se činiti privlačnom, ali važno je naučiti kako izračunati snagu vjetroagregata prije kupnja jedne - i posebno je važna za razumijevanje razlike između nazivnog kapaciteta stroja i stvarne snage koju možete očekivati to. Provjerite karte vjetra koje nudi Nacionalni laboratorij za obnovljivu energiju kako biste saznali čine li brzina i dostupnost vjetra u vašem području energiju vjetra dobar izbor za vaš dom.
Brzina vjetra
Većina vjetroagregata sastoji se od lopatica postavljenih na rotor koje nalikuju avionskim propelerima. Kad zrak puše kroz njih, uzrokuju da rotor okreće osovinu koja napaja električni generator. Većina turbina automatski se isključuje kad brzina vjetra dosegne oko 88,5 kilometara na sat (55 milja na sat) kako bi se spriječila mehanička oštećenja. To smanjuje proizvodnju električne energije kada se pojave jaki vjetrovi i ljudi trebaju stalnu energiju iz vjetra. Također ne proizvode električnu energiju ako vjetar puše presporo. Ako se brzina vjetra smanji za pola, proizvodnja energije smanjuje se za faktor osam. Vrijeme tijekom kojeg su uvjeti vjetra optimalni u određenoj regiji definiraju dostupnost vjetroagregata. Turbine smještene na višim mjestima primaju više vjetra, što rezultira većim učinkom. Svaki od njih ima raspon brzine vjetra - između 30 i 50 milja na sat - pri kojem radi optimalno.
Ocjena učinkovitosti
Moderne vjetroturbine koriste se raznim dizajnom koji im pomažu da učinkovitije uhvate vjetar. Učinkovitost je važna vrijednost koju treba znati prilikom procjene vjetroagregata. U idealnom svijetu turbina bi pretvorila u snagu 100 posto vjetra koji prolazi kroz lopatice. Zbog čimbenika poput trenja, ovi strojevi imaju ocjenu učinkovitosti samo između 30 i 50 posto nazivne izlazne snage. Izlazna snaga izračunava se na sljedeći način:
\ text {snaga} = \ frac {\ text {gustoća zraka} \ puta \ text {područje zamaha lopatica} \ puta \ text {brzina vjetra} ^ 3} {2}
Područje je u kvadratima metra, gustoća zraka u kilogramima po metru u kockama, a brzina vjetra u metrima u sekundi.
Kritične razlike
Samo zato što vjetroturbina ima snagu od 1,5 megavata, to ne znači da će u praksi proizvoditi toliko snage. Vjetroagregati obično proizvode znatno manje od predviđenog kapaciteta, što je maksimalna količina energije koju bi mogla proizvesti ako stalno radi. Primjerice, vjetroturbina od 1,5 megavata s faktorom učinkovitosti od 33 posto može proizvesti samo pola megavata u godini dana - manje ako vjetar ne puše pouzdano. Turbine industrijske razmjere obično imaju snagu od 2 do 3 megavata. Međutim, količina stvarno proizvedene energije smanjuje se učinkovitošću i dostupnošću vjetra - postotak vremena u kojem jedinica ima dovoljno vjetra za kretanje.
Savjeti za kupovinu vjetroagregata
Ako znate čimbenike kapaciteta i učinkovitosti jedinice, možete izračunati njezinu procijenjenu godišnju proizvodnju koristeći sljedeću formulu:
365 \ frac {\ text {dana}} {\ text {godina}} \ puta 24 \ frac {\ text {sati}} {\ text {dana}} \ puta \ text {maksimalni kapacitet} \ times \ text {kapacitet faktor} = \ text {kilovat sati godišnje}
Na primjer, očekuje se da će turbina s nazivnim kapacitetom od 1,5 megavata i faktorom učinkovitosti od 25 posto proizvoditi kako slijedi:
365 \ puta 24 \ puta 1500 \ puta 0,25 = 3.285.000 \ text {kilovat sati godišnje}
Ovaj izračun pretpostavlja dostupnost vjetra tijekom cijele godine 24 sata dnevno. U praktičnoj se primjeni to ne događa. Karte vjetra NREL možete koristiti za podešavanje vremenskih brojki za točniju brojku specifičnu za lokaciju.