Калькулятор вітрової турбіни
Введіть радіус лопаті, швидкість вітру та коефіцієнт потужності, щоб знайти ометену площу та орієнтовну потужність.
Передбачається стандартна густина повітря 1,225 кг/м³ на рівні моря.
Як розраховується потужність вітрової турбіни
Вихідна потужність знаходиться за P = 0,5 × густина повітря × ометена площа × швидкість вітру³ × коефіцієнт потужності. Ометена площа (кругова площа, через яку проходять лопаті) дорівнює π × радіус². Швидкість вітру підноситься до куба, оскільки кінетична енергія рухомого повітря масштабується з кубом його швидкості, що робить швидкість вітру найвпливовішим фактором.
Коефіцієнт потужності (Cp) показує, наскільки ефективно турбіна перетворює доступну енергію вітру на електрику. Теоретичний максимум (межа Беца) становить приблизно 0,593, але реальні турбіни зазвичай досягають 0,35-0,45 з урахуванням механічних і електричних втрат.
Часті запитання
Чому швидкість вітру має набагато більше значення, ніж інші фактори?
Оскільки потужність масштабується з кубом швидкості вітру, подвоєння швидкості вітру збільшує доступну потужність у 8 разів (2³). Саме тому розташування турбіни в постійно вітряних місцях має набагато більше значення, ніж невеликі зміни розміру лопатей.
Що таке межа Беца і чому турбіни не можуть її досягти?
Межа Беца (приблизно 59,3%) — теоретичний максимум частки енергії вітру, яку може видобути будь-яка конструкція турбіни, на основі гідродинаміки — для видобутку більшого потрібно було б повністю зупинити вітер, що фізично неможливо для відкритої турбіни. Реальні турбіни втрачають додаткову енергію через механічне тертя, неефективність генератора та недосконалості конструкції лопатей.
Чи враховує це швидкості ввімкнення й вимкнення вітру?
Ні — реальні турбіни мають мінімальну швидкість вітру для початку генерації (швидкість ввімкнення) і максимальну безпечну робочу швидкість, перед якою вони вимикаються для захисту (швидкість вимкнення). Цей калькулятор дає теоретичну потужність при заданій швидкості вітру, не враховуючи ці експлуатаційні обмеження.