טורבינות הרוח להמיר אנרגיה קינטית מן הרוח לאנרגיה חשמלית.הבנת כיצד לחשב מהירות רוטר ותפוקה כוח חיוני עבור אופטימיזציה של ביצועים ויעילות טורבינות. מאמר זה מספק משוואות מפתח ודוגמאות מעשיות עבור חישובים אלה.

עקבו אחרי Rotor Speed

המהירות המסתובבת של טורבינת רוח תלויה במהירות הרוח ובעיצוב טורבינה.זה בדרך כלל נמדד במהפכה לדקה (RPM). הנוסחה הבסיסית מתייחסת למהירות הטיפ לרדיוס ולמהירות הרוח של הרוטור:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

איפה:

  • Wind Speed הוא מטר לשנייה (m/s)
  • רוטר דימטר הוא מטר (m)

המונחים: Power Output

ניתן להעריך את תפוקה הכוח של טורבינת רוח באמצעות המשוואה הבאה:

(ב) × 0.5 × Air Density × Wind Speed3 × Power CoefficientFLT 1

איפה:

  • הכחשה אווירית היא כ-1.225 ק"ג / מ"3 בגובה ים
  • אזור סווט = ⁇ × (Rotor Radius)2
  • Power Coefficient (Cp) בדרך כלל נע בין 0.35 ל 0.45

דוגמה: Calculation

נניח שלטור טורבינת רוח יש קוטר רוטר של 80 מטרים ומהירות רוח של 12 מ"ר / s. צפיפות האוויר היא 1.225 ק"ג / m3, ואת יעילות הכוח הוא 0.4.

ראשית, חישוב האזור הסחף:

אזור סואט = ⁇ ×2 ⁇ 5026.55 m2

לאחר מכן, להעריך את תפוקת החשמל:

כוח = 0.5 × 1.225 × 5026.55 × 123 × 0.4 ⁇ 17 000 וואט או 17 MW

לבסוף, לקבוע את מהירות המסתובב:

רוטר Speed = (12 × 60) / ( ⁇ × 80) ⁇ 2.86 RPM