Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Hvor meget energi genererer en vindmølle?

Vindmøller er i stand til at spinde deres klinger på bjergskråninger, i havet, ved siden af fabrikker og over boliger. Ideen om at lade naturen give dit hjem fri strøm kan virke tiltalende, men det er vigtigt at lære at beregne vindmølleudbyttet, før du køber en - og især vigtigt at forstå forskellen mellem maskinens nominelle kapacitet og den faktiske ydelse, du kan forvente af det. Kontroller vindkortene, der leveres af National Renewable Energy Laboratory for at lære, om vindhastighed og tilgængelighed i dit område gør vindenergi til et godt valg for dit hjem.
Wind Speed

De fleste vindmøller består af rotor- monterede klinger, der ligner flyvemaskine. Når luft blæser gennem dem, får de rotoren til at dreje en aksel, der driver en elektrisk generator. De fleste turbiner lukker automatisk, når vindhastighederne når op på 88,5 kilometer i timen (55 miles i timen) for at forhindre mekaniske skader. Dette reducerer elproduktion, når der forekommer store vinde, og folk har brug for kontinuerlig strøm fra vinden. De producerer heller ikke elektricitet, hvis vinden blæser for langsomt. Hvis vindhastigheden falder med halvdelen, falder kraftproduktionen med en faktor på otte. Den tid, hvor vindforholdene er optimale i en given region, definerer vindmøllens tilgængelighed. Turbiner placeret på højere placeringer får mere vind, hvilket betyder større output. Hver af dem har et vindhastighedsområde - mellem 30 og 50 miles i timen - hvor det fungerer optimalt.
Effektivitetsvurdering

Moderne vindmøller bruger en række design, der er beregnet til at hjælpe dem med at fange vind mere effektivt. Effektivitet er en vigtig værdi at vide, når man vurderer en vindmølle. I en ideel verden ville en turbine konvertere 100 procent af vinden, der passerer gennem bladene til strøm. På grund af faktorer som friktion har disse maskiner kun en effektivitetsgradning på mellem 30 procent og 50 procent af den nominelle effekt. Effekt er beregnet som følger: effekt \u003d [(lufttæthed) gange (fejet areal af knive) gange (vindhastighed kubet)] divideret med 2. Området er i kvadratmeter, lufttæthed er i kilogram pr. Kubikmeter og vindhastighed er i meter per sekund.
Kritiske sondringer

Bare fordi en vindmølle har en kapacitetsvurdering på 1,5 megawatt, betyder det ikke, at den vil producere så meget strøm i praksis. Vindmøller producerer normalt betydeligt mindre end nominel kapacitet, hvilket er den maksimale mængde strøm, den kunne producere, hvis den løb hele tiden. For eksempel kan en 1,5-megawatt vindmølle med en effektivitetsfaktor på 33 procent kun producere en halv megawatt i et år - mindre hvis vinden ikke blæser pålideligt. Turbiner i industriel skala har normalt kapacitetsvurderinger på 2 til 3 megawatt. Mængden af faktisk produceret energi reduceres dog af effektivitet og vindtilgængelighed - procentdelen af tid, en enhed har nok vinde til at bevæge sig.
Tip om vindmøller Shopping -

Hvis du kender enhedens kapacitet og effektivitet faktorer, kan du beregne dens estimerede årlige produktion ved hjælp af følgende formel: (365 dage om året) gange (24 timer om dagen) gange (maksimal kapacitet) gange (kapacitetsfaktor) svarer til forventede kilowattimer pr. år. For eksempel forventes en turbine med en nominel kapacitet på 1,5 megawatt og en effektivitetsfaktor på 25 procent at producere som følger: 365 * 24 * 1.500 (kW) * .25 \u003d 3.285.000 kilowattimer om året. Denne beregning antager vindtilgængelighed 24 timer i døgnet hele året rundt. I praktisk anvendelse sker dette ikke. Du kan bruge NREL-vindkortene til at justere dine tidstal for et mere præcist stedspecifikt tal.