Vindturbiner er i stand til å spinne bladene på åssidene, i havet, ved siden av fabrikker og over boliger. Ideen om å la naturen gi gratis strøm til hjemmet ditt kan virke tiltalende, men det er viktig å lære å beregne vindmølleproduksjon før å kjøpe en - og spesielt viktig å forstå forskjellen mellom maskinens nominelle kapasitet og den faktiske effekten du kan forvente av den. Sjekk vindkartene fra National Renewable Energy Laboratory for å finne ut om vindhastighet og tilgjengelighet i ditt område gjør vindkraft til et godt valg for ditt hjem.
Vindfart
De fleste vindturbiner består av rotormonterte kniver som ligner flypropeller. Når luft blåser gjennom dem, får de rotoren til å snu en aksel som driver en elektrisk generator. De fleste turbiner stenges automatisk når vindhastighetene når omtrent 88,5 kilometer i timen (55 miles i timen) for å forhindre mekanisk skade. Dette reduserer elektrisitetsproduksjonen når det er sterk vind og folk trenger kontinuerlig kraft fra vinden. De produserer heller ikke strøm hvis vinden blåser for sakte. Hvis vindhastigheten synker med halvparten, reduseres kraftproduksjonen med en faktor på åtte. Tiden hvor vindforholdene er optimale i en gitt region, definerer vindturbinens tilgjengelighet. Turbiner plassert på høyere steder får mer vind, noe som gir større effekt. Hver og en har et vindhastighetsområde - mellom 30 og 50 miles i timen - der den fungerer optimalt.
Effektivitetsvurdering
Moderne vindturbiner bruker en rekke design som er ment å hjelpe dem med å fange vind mer effektivt. Effektivitet er en viktig verdi å vite når man vurderer en vindturbin. I en ideell verden ville en turbin konvertere 100 prosent av vinden som passerte gjennom bladene til kraft. På grunn av faktorer som friksjon, har disse maskinene bare effektivitetsgrader på mellom 30 prosent og 50 prosent av nominell effekt. Effekt beregnes som følger:
\ text {power} = \ frac {\ text {lufttetthet} \ times \ text {feid område av kniver} \ times \ text {vindhastighet} ^ 3} {2}
Området er i kvadratmeter, lufttettheten er i kilo per meter kubikk og vindhastigheten er i meter per sekund.
Kritiske skilletegn
Bare fordi en vindturbin har en kapasitetsvurdering på 1,5 megawatt, betyr ikke det at den vil produsere så mye kraft i praksis. Vindmøller produserer ofte betydelig mindre enn nominell kapasitet, som er den maksimale mengden kraft de kan produsere hvis de går hele tiden. For eksempel kan en 1,5 megawatt vindturbin med en effektivitetsfaktor på 33 prosent bare produsere et halvt megawatt i løpet av et år - mindre hvis vinden ikke blåser pålitelig. Turbiner i industriell skala har vanligvis kapasitet på 2 til 3 megawatt. Imidlertid reduseres mengden energi som faktisk produseres av effektivitet og vindtilgjengelighet - prosentandelen tid en enhet har nok vind til å bevege seg.
Tips om shopping på vindturbiner
Hvis du kjenner enhetens kapasitets- og effektivitetsfaktorer, kan du beregne den estimerte årlige produksjonen ved hjelp av følgende formel:
365 \ frac {\ text {days}} {\ text {year}} \ times 24 \ frac {\ text {hours}} {\ text {days}} \ times \ text {maksimal kapasitet} \ times \ text {kapasitet faktor} = \ tekst {kilowattimer per år}
For eksempel kan en turbin med en nominell kapasitet på 1,5 megawatt og en effektivitetsfaktor på 25 prosent forventes å produsere som følger:
365 \ ganger 24 \ ganger 1500 \ ganger 0,25 = 3,285,000 \ text {kilowattimer per år}
Denne beregningen forutsetter vindtilgjengelighet 24 timer i døgnet hele året. I praktisk anvendelse skjer dette ikke. Du kan bruke NREL-vindkartene til å justere tidstallene dine for å få en mer nøyaktig stedsspesifikk figur.