풍력 터빈은 산비탈, 바다, 공장 옆, 집 위에서 블레이드를 회전시킬 수 있습니다. 자연이 집에 자유로운 전력을 제공한다는 생각은 매력적으로 보일 수 있지만, 이전에 풍력 터빈 출력을 계산하는 방법을 배우는 것이 중요합니다. 하나 구매-특히 기계의 정격 용량과 예상 할 수있는 실제 출력 간의 차이를 이해하는 것이 중요합니다. 그것. National Renewable Energy Laboratory에서 제공하는 풍력지도를 확인하여 해당 지역의 풍속과 가용성으로 인해 풍력 에너지가 가정에 적합한 지 알아보십시오.
풍속
대부분의 풍력 터빈은 비행기 프로펠러와 유사한 로터 장착 블레이드로 구성됩니다. 공기가 이들을 통해 불어 오면 로터가 발전기에 동력을 공급하는 샤프트를 회전시킵니다. 대부분의 터빈은 기계적 손상을 방지하기 위해 풍속이 시속 88.5km (시속 55 마일)에 도달하면 자동으로 차단됩니다. 이것은 강한 바람이 발생하고 사람들이 바람의 지속적인 전력을 필요로 할 때 전기 생산을 줄입니다. 또한 바람이 너무 천천히 불면 전기를 생산하지 않습니다. 풍속이 절반으로 감소하면 전력 생산이 8 배 감소합니다. 주어진 지역에서 풍력 조건이 최적 인 시간이 풍력 터빈의 가용성을 정의합니다. 더 높은 위치에있는 터빈은 더 많은 바람을 받아 더 많은 출력을 얻습니다. 각각의 풍속 범위는 시속 30 ~ 50 마일이며 최적으로 작동합니다.
효율 등급
현대식 풍력 터빈은 바람을보다 효율적으로 포착 할 수 있도록 다양한 설계를 사용합니다. 효율성은 풍력 터빈을 평가할 때 알아야 할 중요한 가치입니다. 이상적인 세계에서 터빈은 블레이드를 통과하는 바람의 100 %를 전력으로 변환합니다. 마찰과 같은 요인으로 인해 이러한 기계는 정격 출력의 30 %에서 50 % 사이의 효율 등급 만 갖습니다. 전력 출력은 다음과 같이 계산됩니다.
\ text {power} = \ frac {\ text {공기 밀도} \ times \ text {블레이드 청소 면적} \ times \ text {풍속} ^ 3} {2}
면적은 제곱미터, 공기 밀도는 제곱미터 당 킬로그램, 풍속은 초당 미터입니다.
중요한 구별
풍력 터빈의 용량 정격이 1.5 메가 와트라고해서 실제로 그렇게 많은 전력을 생산한다는 의미는 아닙니다. 풍력 터빈은 일반적으로 정격 용량보다 훨씬 적은 전력을 생산하는데, 이는 항상 작동 할 경우 생산할 수있는 최대 전력량입니다. 예를 들어, 효율 계수가 33 % 인 1.5 메가 와트 풍력 터빈은 1 년에 0.5 메가 와트 만 생산할 수 있습니다. 바람이 안정적으로 불지 않는 경우에는 더 적습니다. 산업용 규모 터빈은 일반적으로 2 ~ 3 메가 와트의 용량 등급을 갖습니다. 그러나 실제로 생산되는 에너지의 양은 효율성과 풍력 가용성에 의해 감소됩니다. 즉, 장치가 이동하기에 충분한 풍력이있는 시간의 비율입니다.
풍력 터빈 쇼핑 팁
장치의 용량 및 효율성 요소를 알고있는 경우 다음 공식을 사용하여 예상 연간 출력을 계산할 수 있습니다.
365 \ frac {\ text {days}} {\ text {year}} \ times 24 \ frac {\ text {hours}} {\ text {days}} \ times \ text {최대 용량} \ times \ text {capacity factor} = \ text {연간 킬로와트 시간}
예를 들어 정격 용량이 1.5 메가와 트이고 효율 계수가 25 % 인 터빈은 다음과 같이 생산 될 것으로 예상됩니다.
365 \ times 24 \ times 1500 \ times 0.25 = 3,285,000 \ text {연간 킬로와트 시간}
이 계산은 1 년 내내 하루 24 시간 풍력 가용성을 가정합니다. 실제 적용에서 이것은 발생하지 않습니다. NREL 바람지도를 사용하여보다 정확한 위치 별 수치를 위해 시간 수치를 조정할 수 있습니다.