Сколько энергии вырабатывает ветряная турбина?

Ветряные турбины способны вращать свои лопасти на склонах холмов, в океане, рядом с заводами и над домами. Идея о том, чтобы позволить природе обеспечить ваш дом бесплатной электроэнергией, может показаться привлекательной, но важно научиться вычислять мощность ветряной турбины перед тем, как это сделать. покупка одного - и особенно важно понимать разницу между номинальной мощностью машины и фактической производительностью, которую вы можете ожидать от Это. Посмотрите карты ветров, предоставленные Национальной лабораторией возобновляемой энергии, чтобы узнать, делает ли ветровая энергия хорошим выбором для вашего дома скорость ветра и его доступность в вашем районе.

Большинство ветряных турбин состоит из лопастей, установленных на роторе, которые напоминают винты самолета. Когда через них проходит воздух, они заставляют ротор вращать вал, приводящий в действие электрический генератор. Большинство турбин автоматически отключаются, когда скорость ветра достигает 88,5 километров в час (55 миль в час), чтобы предотвратить механическое повреждение. Это снижает выработку электроэнергии, когда возникает сильный ветер, и людям требуется постоянная энергия ветра. Они также не производят электричество, если ветер дует слишком медленно. Если скорость ветра уменьшается вдвое, выработка электроэнергии снижается в восемь раз. Время, в течение которого ветровые условия являются оптимальными в данном регионе, определяет доступность ветряной турбины. Турбины, расположенные на более высоких позициях, получают больше ветра, что приводит к большей мощности. У каждого есть диапазон скорости ветра - от 30 до 50 миль в час - при котором он работает оптимально.

В современных ветряных турбинах используются различные конструкции, призванные помочь им более эффективно улавливать ветер. Эффективность - важная ценность, которую нужно знать при оценке ветряной турбины. В идеальном мире турбина преобразует 100 процентов ветра, проходящего через лопасти, в энергию. Из-за таких факторов, как трение, эти машины имеют КПД только от 30 до 50 процентов от номинальной выходной мощности. Выходная мощность рассчитывается следующим образом:

Площадь указывается в квадратных метрах, плотность воздуха - в килограммах на кубический метр, а скорость ветра - в метрах в секунду.

Тот факт, что ветряная турбина имеет номинальную мощность 1,5 мегаватт, на практике не означает, что она будет производить такую ​​большую мощность. Ветряные турбины обычно производят значительно меньше номинальной мощности, что является максимальным количеством энергии, которое они могли бы производить, если бы работали все время. Например, ветряная турбина мощностью 1,5 мегаватта с коэффициентом полезного действия 33 процента может производить только пол мегаватта в год - меньше, если ветер не дует надежно. Турбины промышленного масштаба обычно имеют номинальную мощность от 2 до 3 мегаватт. Однако количество фактически произведенной энергии снижается из-за эффективности и наличия ветра - процента времени, в течение которого объект имеет достаточно ветра для движения.

Если вам известны мощность и коэффициенты эффективности подразделения, вы можете рассчитать его расчетный годовой объем производства по следующей формуле:

Например, турбина с номинальной мощностью 1,5 мегаватт и КПД 25 процентов, как ожидается, будет производить следующее:

Этот расчет предполагает наличие ветра 24 часа в сутки круглый год. На практике этого не происходит. Вы можете использовать карты ветров NREL для корректировки цифр времени для получения более точных цифр для конкретного местоположения.