Windturbines kunnen hun wieken laten draaien op hellingen, in de oceaan, naast fabrieken en boven huizen. Het idee om de natuur gratis stroom voor uw huis te laten leveren lijkt misschien aantrekkelijk, maar het is belangrijk om te leren hoe u de output van windturbines kunt berekenen voordat u het kopen van een - en vooral belangrijk om het verschil te begrijpen tussen de nominale capaciteit van de machine en de werkelijke output die u van kunt verwachten het. Bekijk de windkaarten van het National Renewable Energy Laboratory om te zien of windsnelheid en beschikbaarheid in uw regio windenergie tot een goede keuze voor uw huis maken.
Windsnelheid
De meeste windturbines zijn gemaakt van rotorbladen die lijken op vliegtuigpropellers. Wanneer er lucht doorheen blaast, zorgen ze ervoor dat de rotor een as laat draaien die een elektrische generator aandrijft. De meeste turbines worden automatisch uitgeschakeld wanneer windsnelheden ongeveer 88,5 kilometer per uur (55 mijl per uur) bereiken om mechanische schade te voorkomen. Dit vermindert de elektriciteitsproductie bij harde wind en mensen hebben continu stroom uit de wind nodig. Ze produceren ook geen elektriciteit als de wind te langzaam waait. Als de windsnelheid met de helft afneemt, neemt de energieproductie met een factor acht af. De tijd waarin de windcondities in een bepaalde regio optimaal zijn, bepalen de beschikbaarheid van de windturbine. Turbines die zich op hogere locaties bevinden, ontvangen meer wind, wat zich vertaalt in een grotere output. Elk heeft een windsnelheidsbereik - tussen 30 en 50 mijl per uur - waarin het optimaal werkt.
efficiëntie score
Moderne windturbines gebruiken een verscheidenheid aan ontwerpen die bedoeld zijn om hen te helpen wind efficiënter op te vangen. Efficiëntie is een belangrijke waarde om te weten bij het beoordelen van een windturbine. In een ideale wereld zou een turbine 100 procent van de wind die door de wieken gaat, omzetten in energie. Vanwege factoren zoals wrijving hebben deze machines slechts een efficiëntie van 30 tot 50 procent van het nominale vermogen. Het uitgangsvermogen wordt als volgt berekend:
\text{power}=\frac{\text{luchtdichtheid}\times \text{swept area of blades}\times \text{windsnelheid}^3}{2}
Het gebied is in vierkante meters, de luchtdichtheid is in kilogram per vierkante meter en de windsnelheid is in meters per seconde.
Kritische onderscheidingen
Alleen omdat een windturbine een vermogen van 1,5 megawatt heeft, wil dat nog niet zeggen dat hij in de praktijk zoveel stroom zal produceren. Windturbines produceren gewoonlijk aanzienlijk minder dan de nominale capaciteit, wat de maximale hoeveelheid stroom is die ze zouden kunnen produceren als ze de hele tijd zouden draaien. Een windturbine van 1,5 megawatt met een efficiëntiefactor van 33 procent kan bijvoorbeeld maar een halve megawatt in een jaar produceren - minder als de wind niet betrouwbaar waait. Turbines op industriële schaal hebben meestal een capaciteit van 2 tot 3 megawatt. De hoeveelheid daadwerkelijk geproduceerde energie wordt echter verminderd door efficiëntie en beschikbaarheid van wind - het percentage tijd dat een eenheid voldoende wind heeft om te bewegen.
Winkeltips voor windturbines
Als u de capaciteits- en efficiëntiefactoren van een eenheid kent, kunt u de geschatte jaarlijkse output berekenen met behulp van de volgende formule:
365\frac{\text{days}}{\text{year}}\times 24\frac{\text{hours}}{\text{days}}\times \text{maximale capaciteit}\times \text{capaciteit factor}=\text{kilowattuur per jaar}
Een turbine met een nominaal vermogen van 1,5 megawatt en een efficiëntiefactor van 25 procent zou bijvoorbeeld naar verwachting als volgt produceren:
365\times 24\times 1500\times 0.25 = 3.285.000\text{ kilowattuur per jaar}
Deze berekening gaat ervan uit dat wind het hele jaar door 24 uur per dag beschikbaar is. In de praktijk gebeurt dit niet. U kunt de NREL-windkaarten gebruiken om uw tijdcijfers aan te passen voor een nauwkeuriger locatiespecifiek cijfer.