Как оценить скорость ветра для ветрогенератора
Почему вообще важно знать скорость ветра?
Скорость ветра — это самый важный фактор, который влияет на количество энергии, вырабатываемой ветрогенератором.
Правило.
Количество электроэнергии, выработанной новкой, возрастает кубически с увеличением скорости ветра. е. если скорость ветра удваивается, кинетическая энергия, полученная ротором, увеличивается в восемь раз.
Приведенная внизу табл. 1.3 показывает значения энергии ветра в стандартных условиях (сухой воздух, плотность — 1,225 кг/м3, атмосферное давление 760 мм рт. столба). Формула расчета количества энергии (определяется в Вт/м2) выглядит следующим образом:
Р=0,5х1,225хУ3,
где V — скорость ветра в м/с (по данным Датской ассоциации производителей ветротурбин)
Что нужно учитывать при измерении скорости ветра
на выбранном участке?
Прежде всего, нужно помнить, что скорость ветра зависит от следующих факторов.
Высота над уровнем земли. Близко к земле ветер замедляется за счет трения о земную поверхность. Для сельскохозяйственных полей и пустынных территорий при увеличении высоты над поверхностью земли в два раза наблюдается увеличение скорости ветра приблизительно на 12%.
Время года. В большинстве регионов наблюдаются значительные сезонные изменения ветровых потоков. Причем в зимние месяцы скорость ветра обычно выше, чем летом. Дневные изменения скорости ветра наблюдаются, как правило, вблизи морей и больших озер.
|р 2Н___ J |, ЮН ХОРОШО плохо Рис. 1J. Хорошие и плохие варианты размещения ветроэлектростанции |
Утром солнце нагревает землю быстрее, чем воду, поэтому ветер дует в направлении побережья. Вечером же земля остывает быстрее, чем вода, поэтому ветер дует от побережья.
Характер земной поверхности. Холмы или горные хребты, находящиеся на открытом ландшафте, обычно считаются превосходным местом для ветряка. На холмах скорость ветра выше по сравнению с окружающей равнинной территорией. Необходимо помнить, что ветер может менять свое направление прежде, чем достигнет холма, так как область высокого давления фактически расширяется на некотором расстоянии перед холмом. Также необходимо помнить, что турбулентность, значение которой резко увеличивается в случае крутого холма или его неровной поверхности, может свести на нет преимущества более высокой скорости ветра (см. рис. 1.2).