Câtă putere generează o turbină eoliană?

Turbinele eoliene sunt capabile să-și întoarcă palele pe dealuri, în ocean, lângă fabrici și deasupra caselor. Ideea de a lăsa natura să ofere energie gratuită casei dvs. poate părea atrăgătoare, dar este important să învățați cum să calculați producția turbinei eoliene înainte de cumpărarea unuia - și deosebit de important pentru a înțelege diferența dintre capacitatea nominală a mașinii și puterea reală de la care vă puteți aștepta aceasta. Verificați hărțile eoliene furnizate de Laboratorul Național de Energie Regenerabilă pentru a afla dacă viteza și disponibilitatea vântului din zona dvs. fac din energia eoliană o alegere bună pentru casa dvs.

Majoritatea turbinelor eoliene sunt formate din pale montate pe rotor, care seamănă cu elicele de avion. Când aerul suflă prin ele, acestea determină rotorul să rotească un arbore care alimentează un generator electric. Majoritatea turbinelor se opresc automat când viteza vântului ajunge la aproximativ 88,5 kilometri pe oră (55 mile pe oră) pentru a preveni deteriorarea mecanică. Acest lucru reduce producția de energie electrică atunci când apar vânturi puternice și oamenii au nevoie de energie continuă din vânt. De asemenea, nu produc electricitate dacă vântul bate prea încet. Dacă viteza vântului scade la jumătate, producția de energie scade cu un factor de opt. Timpul în care condițiile de vânt sunt optime într-o anumită regiune definesc disponibilitatea turbinei eoliene. Turbinele situate în locații mai înalte primesc mai mult vânt, ceea ce se traduce printr-un randament mai mare. Fiecare are o viteză a vântului - între 30 și 50 mile pe oră - la care funcționează optim.

Turbinele eoliene moderne folosesc o varietate de modele menite să le ajute să capteze vântul mai eficient. Eficiența este o valoare importantă de știut atunci când se evaluează o turbină eoliană. Într-o lume ideală, o turbină ar transforma 100% din vântul care trece prin palete în putere. Din cauza unor factori precum fricțiunea, aceste mașini au doar ratinguri de eficiență cuprinse între 30% și 50% din puterea nominală. Puterea de ieșire este calculată după cum urmează:

Suprafața este în metri pătrați, densitatea aerului este în kilograme pe metru cub și viteza vântului este în metri pe secundă.

Doar pentru că o turbină eoliană are o capacitate nominală de 1,5 megawați, asta nu înseamnă că va produce atât de multă putere în practică. Turbinele eoliene produc de obicei considerabil mai puțin decât capacitatea nominală, care este cantitatea maximă de energie pe care ar putea să o producă dacă ar funcționa tot timpul. De exemplu, o turbină eoliană de 1,5 megawați cu un factor de eficiență de 33% poate produce doar o jumătate de megawați într-un an - mai puțin dacă vântul nu suflă în mod fiabil. Turbinele la scară industrială au de obicei capacități nominale de 2 până la 3 megawați. Cu toate acestea, cantitatea de energie produsă efectiv este redusă prin eficiență și disponibilitatea vântului - procentul de timp în care o unitate are suficient vânt pentru a se deplasa.

Dacă cunoașteți capacitatea și factorii de eficiență ai unei unități, puteți calcula producția anuală estimată utilizând următoarea formulă:

De exemplu, o turbină cu o capacitate nominală de 1,5 megawați și un factor de eficiență de 25% ar fi de așteptat să producă după cum urmează:

Acest calcul presupune disponibilitatea vântului 24 de ore pe zi pe tot parcursul anului. În aplicația practică, acest lucru nu se întâmplă. Puteți utiliza hărțile de vânt NREL pentru a vă ajusta cifrele de timp pentru o cifră mai precisă, specifică locației.