Veterné turbíny sú schopné točiť svoje lopatky na stráňach, v oceáne, vedľa tovární a nad domami. Myšlienka ponechať prírodu bezplatnú energiu pre váš domov sa môže zdať lákavá, ale je dôležité naučiť sa, ako vypočítať výkon veternej turbíny predtým nákup jedného - a je obzvlášť dôležité pochopiť rozdiel medzi menovitou kapacitou stroja a skutočným výkonom, od ktorého môžete očakávať to. Skontrolujte mapy vetra poskytnuté národným laboratóriom pre obnoviteľné zdroje energie a zistite, či rýchlosť a dostupnosť vetra vo vašej oblasti robia z veternej energie dobrú voľbu pre váš domov.
Rýchlosť vetra
Väčšina veterných turbín je tvorená lopatkami namontovanými na rotore, ktoré pripomínajú vrtule lietadla. Keď nimi prefukuje vzduch, spôsobujú to, že rotor otáča hriadeľom, ktorý poháňa elektrický generátor. Väčšina turbín sa automaticky vypne, keď rýchlosť vetra dosiahne asi 88,5 km za hodinu (55 míľ za hodinu), aby sa zabránilo mechanickému poškodeniu. To znižuje produkciu elektriny, keď sa vyskytne silný vietor a ľudia potrebujú nepretržitú energiu z vetra. Taktiež neprodukujú elektrinu, ak vietor fúka príliš pomaly. Ak sa rýchlosť vetra zníži o polovicu, výroba energie sa zníži o osemkrát. Čas, počas ktorého sú veterné podmienky optimálne v danej oblasti, určuje dostupnosť veternej turbíny. Turbíny umiestnené na vyšších miestach prijímajú väčší vietor, ktorý sa premieta do väčšieho výkonu. Každý z nich má rozsah rýchlosti vetra - medzi 30 a 50 míľ za hodinu - pri ktorom pracuje optimálne.
Hodnotenie účinnosti
Moderné veterné turbíny používajú rôzne dizajny, ktoré im majú pomôcť efektívnejšie zachytávať vietor. Účinnosť je dôležitá hodnota, ktorú treba vedieť pri hodnotení veternej turbíny. V ideálnom svete by turbína premieňala na energiu 100 percent vetra prechádzajúceho cez lopatky. Z dôvodu faktorov, ako je trenie, majú tieto stroje účinnosť len od 30 do 50 percent menovitého výkonu. Výkon sa počíta takto:
\ text {power} = \ frac {\ text {hustota vzduchu} \ times \ text {zametaná plocha lopatiek} \ times \ text {rýchlosť vetra} ^ 3} {2}
Táto oblasť je v metroch štvorcových, hustota vzduchu je v kilogramoch na meter kubický a rýchlosť vetra je v metroch za sekundu.
Kritické vyznamenania
To, že veterná turbína má kapacitu 1,5 megawattu, ešte neznamená, že bude v praxi produkovať toľko energie. Veterné turbíny bežne produkujú podstatne menšiu ako menovitú kapacitu, čo je maximálne množstvo energie, ktoré by bolo možné vyrobiť, ak by fungovali neustále. Napríklad veterná turbína s výkonom 1,5 megawattu s faktorom účinnosti 33 percent môže za rok vyprodukovať iba pol megawattu - menej, ak vietor nefúka spoľahlivo. Turbíny v priemyselnom meradle majú zvyčajne kapacitu 2 až 3 megawatty. Avšak množstvo skutočne vyrobenej energie je znížené účinnosťou a dostupnosťou vetra - percento času, počas ktorého má jednotka dostatok vetra na pohyb.
Tipy na nákup veterných turbín
Ak poznáte faktory kapacity a efektívnosti jednotky, môžete vypočítať jej odhadovanú ročnú produkciu pomocou nasledujúceho vzorca:
365 \ frac {\ text {dni}} {\ text {rok}} \ časy 24 \ frac {\ text {hodiny}} {\ text {dni}} \ časy \ text {maximálna kapacita} \ časy \ text {kapacita factor} = \ text {kilowatthodín ročne}
Napríklad sa očakáva, že turbína s menovitým výkonom 1,5 megawattu a faktorom účinnosti 25 percent bude vyrábať takto:
365 \ krát 24 \ krát 1500 \ krát 0,25 = 3 285 000 \ text {kilowatthodín ročne}
Tento výpočet predpokladá dostupnosť vetra po celý rok 24 hodín denne. V praktickej aplikácii sa to nestane. Veterné mapy NREL môžete použiť na úpravu časových údajov pre presnejší údaj konkrétneho miesta.
