Η κατανόηση της πόσης ισχύος μπορεί να παράγει ένας ανεμογεννήτης περιλαμβάνει την εφαρμογή φυσικών αρχών, συμπεριλαμβανομένου του Νόμου του Μπετζ, ο οποίος ορίζει τη μέγιστη απόδοση της άντλησης αιολικής ενέργειας.

Κατανόηση του Νόμου του Μπετζ

Ο Νόμος του Μπετζ αναφέρει ότι καμία ανεμογεννήτρια δεν μπορεί να συλλάβει πάνω από το 59,3% της κινητικής ενέργειας στον άνεμο. Αυτό το όριο οφείλεται στην ανάγκη να περάσει ο άνεμος από τον στροβιλό, κάτι που προκαλεί μείωση της ταχύτητας του ανέμου πίσω από τις λεπίδες.

Υπολογισμός εξόδου ισχύος

Η ισχύς ενός ανεμογεννητή μπορεί να υπολογιστεί με τη χρήση του τύπου:

P = 0,5 × r × A × v3 × η

όπου:

  • P = Εξαγωγή ισχύος (watt)
  • r = Πυκνότητα αέρα (kg/m3)
  • A = Έκτεινε την επιφάνεια των λεπίδων (m2)
  • v = Ταχύτητα ανέμου (m/s)
  • η = Συντελεστής απόδοσης, περιορισμένος από το νόμο του Μπετζ (~0.593)

Εφαρμόζοντας το Νόμο του Μπετζ στην πράξη

Για να εκτιμηθεί η μέγιστη ισχύ εξόδου, πολλαπλασιάστε τη θεωρητική μέγιστη απόδοση (περίπου 59,3%) με την ιδανική ισχύ που υπολογίζεται με τον παραπάνω τύπο.

Για παράδειγμα, με ταχύτητα ανέμου 12 m/s, πυκνότητα αέρα 1.225 kg/m3, και εμβαδόν λεπίδας 1000 m2, η μέγιστη ισχύς εξόδου είναι περίπου:

P max = 0.593 × 0.5 × 1.225 × 1000 × (12)3

Ο υπολογισμός αυτός βοηθά στον σχεδιασμό των στροβίλων και στον καθορισμό ρεαλιστικών προσδοκιών για την παραγωγή ενέργειας με βάση τις συνθήκες ανέμου.