Tuuliturbiinien hyötysuhteen ymmärtäminen on olennaista tuuliturbiinien tehokkuuden maksimoimiseksi. Se auttaa määrittämään turbiinin lapojen optimaalisen pyörimisnopeuden suhteessa tuulen nopeuteen ja varmistaa siten mahdollisimman suuren energianoton tuulivirrasta.

Mikä on Tip-Speed Ratio?

Vinkkinopeussuhde (TSR) on terän kärkien lineaarisen nopeuden suhde tuulen nopeuteen. Se on mittasuhteiton luku, joka osoittaa, kuinka nopeasti terät pyörivät tuuleen nähden.

Lasketaan vinkki- nopeuden suhde

TSR lasketaan kaavalla:

TSR = (Tuulinopeus)

Jos terän kärjen nopeus määritetään

Väikeen nopeus = (π × halkaisija × kierrosnopeus) / 60

Optimaalisen TSR:n löytämiseksi turbiinivalmistajat viittaavat usein tehokerroinkäyrään, joka osoittaa tehokkuuden eri TSR-arvoilla.

Optimaalisen TSR:n merkitys

Tuuliturbiinin käyttö optimaalisella TSR-teholla takaa mahdollisimman suuren energianoton. Jos TSR on liian matala, terät pyörivät liian hitaasti vähentäen energian talteenottoa. Jos se on liian korkea, lavat voivat kokea liiallista rasitusta ja melua, mikä vähentää tehokkuutta.

Tyypillisesti optimaalinen TSR vaihtelee turbiinin suunnittelusta riippuen, mutta yleensä se laskee 6-8 vaakaakseliturbiinien osalta.

Yhteenveto

  • Vinkki-nopeussuhde mittaa terän kärkinopeuden suhteessa tuulen nopeuteen.
  • Laskelmiin kuuluu turbiinin halkaisija, kierrosnopeus ja tuulen nopeus.
  • Optimaalisen TSR:n ylläpitäminen maksimoi energiatehokkuuden.