טורבינות רוח מסוגלות לסובב את להביהן על צלעות הגבעה, באוקיאנוס, ליד מפעלים ומעל בתים. הרעיון לתת לטבע לספק כוח חופשי לביתך אולי נראה מושך, אך חשוב ללמוד כיצד לחשב את תפוקת טורבינות הרוח לפני קונה אחת - וחשוב במיוחד להבין את ההבדל בין הקיבולת המדורג של המכונה לבין התפוקה האמיתית שממנה אתה יכול לצפות זה. בדוק במפות הרוח שמספקת המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת כדי ללמוד אם מהירות הרוח והזמינות באזור שלך הופכות את אנרגיית הרוח לבחירה טובה עבור הבית שלך.
מהירות הרוח
מרבית טורבינות הרוח מורכבות מלהבים המותקנים ברוטור הדומים לדחפי מטוסים. כאשר אוויר נושף דרכם, הם גורמים לרוטור לסובב פיר המניע גנרטור חשמלי. רוב הטורבינות נסגרות אוטומטית כאשר מהירויות הרוח מגיעות לכ -88.5 ק"מ לשעה (55 מייל לשעה) כדי למנוע נזק מכני. זה מפחית את ייצור החשמל כאשר מתרחשות רוחות עזות ואנשים זקוקים לכוח מתמשך מהרוח. הם גם לא מייצרים חשמל אם הרוח נושבת לאט מדי. אם מהירות הרוח פוחתת במחצית, ייצור החשמל יורד בפקטור של שמונה. הזמן בו תנאי הרוח אופטימליים באזור מסוים מגדיר את זמינות טורבינת הרוח. טורבינות הממוקמות במקומות גבוהים יותר מקבלות יותר רוח, מה שמתורגם לתפוקה גדולה יותר. לכל אחד טווח מהירות רוח - בין 30 ל -50 מייל לשעה - בו הוא פועל בצורה אופטימלית.
דירוג יעילות
טורבינות רוח מודרניות משתמשות במגוון עיצובים שנועדו לסייע להן לתפוס רוח בצורה יעילה יותר. יעילות היא ערך חשוב לדעת בעת הערכת טורבינת רוח. בעולם אידיאלי, טורבינה תמיר 100 אחוז מהרוח העוברת בלהבים לכוח. בגלל גורמים כמו חיכוך, למכונות אלה יש דירוג יעילות רק בין 30 אחוזים ל -50 אחוזים מפלט הכוח המדורג. תפוקת החשמל מחושבת כדלקמן:
\ text {power} = \ frac {\ text {צפיפות אוויר} \ times \ text {אזור סחף של להבים} \ times \ text {מהירות רוח} ^ 3} {2}
השטח הוא במטרים בריבוע, צפיפות האוויר היא בקילוגרמים למטר בקוביות ומהירות הרוח היא במטרים לשנייה.
הבחנות קריטיות
רק מכיוון שלטורבינת רוח יש דירוג קיבולת של 1.5 מגה וואט, זה לא אומר שהיא תייצר כל כך הרבה כוח בפועל. טורבינות רוח בדרך כלל מייצרות פחות קיבולת מדורגת במידה ניכרת, המהווה את הכוח המרבי שהיא יכולה לייצר אם הן פועלות כל הזמן. לדוגמא, טורבינת רוח של 1.5 מגה וואט עם גורם יעילות של 33 אחוז עשויה לייצר רק חצי מגה וואט בשנה - פחות אם הרוח לא תנשב בצורה מהימנה. בטורבינות בקנה מידה תעשייתי יש בדרך כלל דירוג קיבולת של 2 עד 3 מגה וואט. עם זאת, כמות האנרגיה המופקת בפועל מופחתת על ידי יעילות וזמינות רוח - אחוז הזמן שליחידה יש מספיק רוח כדי לנוע.
טיפים לקניות בטורבינות רוח
אם ידוע לך על גורמי הקיבולת והיעילות של היחידה, תוכל לחשב את התפוקה השנתית המשוערת שלה באמצעות הנוסחה הבאה:
365 \ frac {\ text {days}} {\ text {year}} \ times 24 \ frac {\ text {hours}} {\ text {days}} \ times \ text {קיבולת מקסימלית} \ times \ text {קיבולת גורם} = \ text {קילוואט שעות בשנה}
לדוגמה, טורבינה עם קיבולת מדורגת של 1.5 מגה וואט וגורם יעילות של 25 אחוזים צפויה לייצר באופן הבא:
365 \ פעמים 24 \ פעמים 1500 \ פעמים 0.25 = 3,285,000 \ טקסט {קילוואט שעות בשנה}
חישוב זה מניח זמינות רוח בכל שעות היממה. ביישום מעשי זה לא קורה. אתה יכול להשתמש במפות הרוח של NREL כדי להתאים את נתוני הזמן שלך לקבלת נתון ספציפי יותר למיקום.