Расчет выработки энергии ветрогенератором

Немало статей размещено в интернете, в том числе и на нашем сайте, о том, как рассчитать систему с солнечными батареями для конкретного дома, дачи, офиса или производственного здания. Нельзя не затронуть тему расчета системы содержащей ветрогенератор.

Тонкости расчета вырабатываемой энергии ветрогенератором

Ветрогенератор в автономной системе крайне полезен. По большей части тем, что его выработка не имеет ярко выраженной зависимости от сезонов. Солнечные батареи хорошо работают летом и плохо зимой, тогда как ветрогенераторы сохраняют свою эффективность в зимний период. Немало важно то, что сильные ветра, как правило, наблюдаются в пасмурную погоду, поэтому совместное применение ветрогенераторов и солнечных панелей достаточно обоснованно. 

Основная проблема ветровых турбин заключается в том, что их эффективность мала при низких скоростях ветра. Если внимательно посмотреть на кривую зависимости мощности от скорости ветра, то можно обнаружить следующее: турбина только начнет вращаться при скорости ветра около 3метров в секунду и, более-менее ощутимая, выработка энергии начнется только при 7метрах в секунду.

Ветрогенераторы достаточно эффективны в прибрежных районах, либо на возвышенностях, где скорости ветра выше и ветра чаще. На большей части территории России средняя скорость ветра составляет 4-5метров в секунду, что создает неблагоприятные условия для применения ветрогенераторов. Но данные усреднены, поэтому следует изучить энерго-потенциал конкретной местности, если существует подозрение, что ветрогенератор  может быть эффективен.

Для повышения эффективности работы ветровых электростанций применяют различные технические решения:

• ветрогенератор размещают на высокой мачте. Приведем пример: если увеличить высоту мачты с 5 до 20метров, выработка увеличится в 2 раза;
• применяют ветрогенераторы с вертикальным расположением лопастей. Вертикальные турбины более эффективны при слабых ветрах, а также менее шумные, тем не менее, их стоимость значительно выше горизонтальных;
• применяют специальные контроллеры заряда, которые, при низкой скорости, ветра сначала дают лопастям раскрутиться, и только потом подключают нагрузку. В таком режиме ветрогенератор вырабатывает некоторое количество энергии, хоть и небольшое, при слабом ветре.

On-line калькулятор для расчета энергии «ветряка»

Перейдем теперь к методам расчета систем с ветряными электростанциями. Покупая устройство, вы будете знать его заявленную номинальную мощность, а также найдете в инструкции график зависимости мощности вырабатываемой «ветряком» от скорости ветра. Имея эти данные довольно сложно оценить количество вырабатываемой энергии, поэтому для дальнейших рассуждений нужно воспользоваться одной из специальных программ, учитывающих метеорологические данные в вашей местности. Мы предлагаем вам воспользоваться удобным сервисом — on-line калькулятор на нашем сайте. Программа учитывает местоположение установки, высоту мачты, а также рельеф местности. Если в электростанции имеются солнечные батареи, в калькуляторе можно произвести расчет для всей системы и получить данные и графики как суммарной, так и раздельной выработки энергии. 

              

                

Рис.1. Расчет суточного потребления (нагрузки).

Рис.2. Подбор солнечных батарей и ветряка. Индивидуальные графики среднесуточной выработки.

Рис.3. Выгрузка графика среднесуточной выработки всех источников энергии.

Не стоит забывать о том, что программа никак не может брать в расчет влияние местных особенностей (предметов, деревьев, заграждающих зданий и т.п.), затеняющих солнечные батареи или вносящих турбулентности в поток воздуха, данные факторы следует учитывать отдельно. 

Читать еще статьи…

 

реальная мощность самодельного ветряка и ветроколеса

Важный нюанс при покупке ветряка

Прежде чем приобрести или изготовить ветрогенератор, необходимо определиться с его мощностью, собственной потребностью в энергии и прочих параметрах устройства. Это принципиально важно при покупке ветряка, так как цены настолько велики, что приходится покупать устройство, которое пользователь сможет осилить по финансам. В некоторых случаях возможности оказываются настолько низкими, что приобретение уже не имеет смысла.

Расчет мощности ветрогенератора

Самостоятельное изготовление ветряка также нуждается в предварительном расчете. Никому не хочется потратить время и материалы на изготовление неведомо чего, хочется иметь представление о возможностях и предполагаемой мощности установки заранее. Практика показывает, что ожидания и реальность между собой соотносятся слабо, установки, созданные на основе приблизительных прикидок или предположений, не подкрепленных точным расчетами, выдают слабые результаты.

Произвести точный расчет с учетом всех факторов, воздействующих на ветряк, достаточно сложно. Для неподготовленных в теоретическом отношении мастеров такой расчет слишком сложен, он требует обладания множеством данных, недоступных без специальных измерений или расчетов.

Поэтому обычно используются упрощенные способы расчетов, дающие достаточно близкие к истине результаты и не требующие использования большого количества данных.

Как произвести?

Для расчета ветрогенератора надо произвести следующие действия:

• определить потребность дома в электроэнергии. Для этого необходимо подсчитать суммарную мощность всех приборов, аппаратуры, освещения и прочих потребителей. Полученная сумма покажет величину энергии, необходимой для питания дома
• полученное значение необходимо увеличить на 15-20 %, чтобы иметь некоторый запас мощности на всякий случай. В том, что этот запас нужен, сомневаться не следует. Наоборот, он может оказаться недостаточным, хотя, чаще всего, энергия будет использоваться не полностью
• зная необходимую мощность, можно прикинуть, какой генератор может быть использован или изготовлен для решения поставленных задач.  От возможностей генератора зависит конечный результат использования ветряка, если они не удовлетворяют потребностям дома, то придется либо менять устройство, либо строить дополнительный комплект
• расчет ветроколеса. Собственно, этот момент и является самым сложным и спорным во всей процедуре. Используются формулы определения мощности потока

Для примера рассмотрим расчет простого варианта. Формула выглядит следующим образом:

P=k·R·V³·S/2

Где P — мощность потока.

K — коэффициент использования энергии ветра (величина, по своей сути близкая к КПД) принимается в пределах 0,2-0,5.

R — плотность воздуха. Имеет разные значения, для простоты примем равную 1,2 кг/м³.

V — скорость ветра.

S — площадь покрытия ветроколеса (покрываемая вращающимися лопастями).

Считаем: при радиусе ветроколеса 1 м и скорости ветра 4 м/с

P = 0,3 × 1,2 × 64 × 1,57= 36,2 Вт

Результат показывает, что мощность потока равняется 36 Вт. Этого очень мало, но и метровая крыльчатка слишком мала. На практике используются ветроколеса с размахом лопастей от 3-4 метров, иначе производительность будет слишком низкой.

Что нужно учитывать?

При расчете ветряка следует учитывать особенности конструкции ротора. Существуют крыльчатки с вертикальным и горизонтальным типом вращения, имеющие разную эффективность и производительность. Наиболее эффективными считаются горизонтальные конструкции, но они имеют потребности в высоких точках установки.

Сооружение мачты может обойтись в большую сумму денег и значительные вложения труда. Кроме того, обслуживание ветряка, расположенного на высоте около 10 м над поверхностью земли чрезвычайно сложно и опасно.

Не менее важным будет обеспечение достаточной мощности крыльчатки для вращения ротора генератора. Устройства с тугими роторами, позволяющие получать хороший выход энергии, требуют немалой мощности на валу, что может обеспечить только крыльчатка с большой площадью и диаметром лопастей.

Не менее важным моментом являются параметры источника вращения — ветра. Перед производством расчетов следует как можно подробнее узнать о силе и преобладающих направлениях ветра в данной местности. Учесть возможность ураганов или шквалистых порывов, узнать, с какой частотой они могут возникать. Неожиданное возрастание скорости потока опасно разрушением ветряка и выводом из строя преобразующей электроники.

Реальная мощность самодельного ветрогенератора

Особенностью самодельных устройств является использование подручных материалов и устройств. В таких условиях обеспечить полноценное соответствие проектным данным не всегда удается. При этом, разница в расчетных и реальных показателях может оказаться как отрицательной, так и положительной.

Величины, определяющие возможности комплекта, это мощность ветроколеса и генератора. Насколько они будут соответствовать друг другу, такая и общая мощность ветрогенератора будет получена в результате.

Например, если генератору для номинальной производительности требуется скорость вращения в 2000 об/мин, то никакое ветроколесо не сможет обеспечить нужные значения.

Поэтому прежде всего следует подбирать тихоходные образцы генераторов, способные на выработку больших количеств энергии при низких скоростях вращения. Для этого модернизируются готовые устройства (например, устанавливаются неодимовые магниты на ротор автомобильных генераторов), изготавливаются собственные конструкции на базе тех же неодимовых магнитов с заранее подсчитанной мощностью и производительностью.

Расчет параметров ветроколеса

Расчет ветроколеса имеет важное значение при создании ветрогенератора. Именно крыльчатка принимает на себя поток ветра, передает его энергию в виде вращательного движения на ротор генератора. Для расчета потребуется, прежде всего, знание параметров генератора — мощность, номинальная скорость вращения ротора и т.д.

Следует учитывать, что увеличение количества лопастей снижает скорость вращения, но увеличивает мощность вращательного движения. Соответственно, малое число лопастей надо применять на быстроходных генераторах, а большое количество —торах, нуждающихся в большом усилии вращения.

Формула быстроходности ветроколеса выглядит следующим образом:

Z = L × W / 60 / V,

Где Z — искомая величина (быстроходность),

L — длина окружности, описываемой лопастями.

W — частота (скорость) вращения крыльчатки.

V — скорость ветра.

Специалисты рекомендуют для самостоятельного изготовления выбирать многолопастные образцы с количеством лопастей от 5 штук. Они не требовательны к балансировке, имеют более стабильную аэродинамику и более активно принимают на себя энергию воздушного потока.

Сколько экономии энергии дает ветряк?

Величина экономии, полученной от использования ветрогенератора, рассчитывается по собственным данным. Она складывается, с одной стороны из расходов на приобретение и сборку ветряка или его деталей, расходов на обслуживание комплекта. С другой стороны, учитывается стоимость сетевой электроэнергии в данном регионе, либо цена подключения и прочие расходы, связанные с этим.

Разница полученных величин и будет являться величиной экономии. Необходимо учесть также отсутствие возможности для подключения в некоторых районах, когда ветрогенератор становится единственным доступным вариантом. В таких случаях разговор об экономии становится неуместным.

Сколько электроэнергии вырабатывает?

Количество вырабатываемой энергии зависит от параметров крыльчатки и собственно генератора. Максимально возможным количеством следует считать номинальные данные генератора, уменьшенные на величину КИЭВ крыльчатки. На практике показатели намного ниже, так как в получении результата большое значение имеет скорость ветра, которую невозможно заранее предсказать.

Кроме того, имеются различные тонкие эффекты, в сумме оказывающие заметное влияние на конечную производительность ветряка. Принципиально важными значениями являются диаметр крыльчатки и скорость ветра, от них напрямую зависит количество полученной энергии.

Минимальная скорость ветра для ветряка

Минимальная скорость ветра — в данном случае это величина, при которой лопасти ветряка начинают вращаться. Это значение показывает степень чувствительности крыльчатки, но на конечный результат влияет слабо. Генератор имеет собственные потребности, для него само по себе вращение еще не решает все вопросы.

Требуется определенная скорость и стабильность движения, отсутствие резких рывков. Рассматривать минимальную скорость вращения следует только с позиций общей эффективности рабочего колеса, позволяющей оценивать его способность обеспечить выработку энергии на слабых потоках.

Рекомендуемые товары

Расчет ветрогенератора. Расчет мощности ветрогенератора. Расчет ветряка.

В связи с ростом цен на энергоносители, все больше владельцев частных домов обращаются к возобновляемых и нетрадиционных источников энергии (ВНИЭ), таких как ветровая, солнечная, гидроэнергия и геотермальная. Здесь расскажем, как рядовому гражданину нашей страны рационально и доступно, с финансовой точки зрения, можно воспользоваться энергией ветра.

Перед тем как будет продемонстрирован пример выбора ветроэлектростанции (ВЭС), следует узнать, каким образом поток воздуха трансформируется в электрическую энергию и сколько такой энергии можно будет получить на своем участке. По приведенной формуле можно рассчитать энергию, которая «гуляет» вашим участком:

P = V³ • ρ • S

Например, на площадь, равной 3 кв.м дует воздушный поток обычной плотности со скоростью 5 м/с. При таких условиях получим:

P = V³ • ρ • S = 5³ • 1,25 • 12,5 = 1953,125

Где,
V — скорость ветра, единица измерения — м/с

ρ — плотность воздуха, единица измерения — кг/м3
S — площадь, на которую дует (пожимает) воздушный поток, единица измерения — м2

Почти 2 кВт, в идеале, если не учитывать ту часть потока, которая пойдет на завихрения, обтекание объекта и т.д. В реальных условиях максимально мы можем получить 30-40% от потенциальной энергии воздушного потока. Это ограничение связано с технологическим и физическим выполнением ветрогенератора. Более точный расчет можно сделать по следующей формуле:

P = ξ • π • R² • 0,5 • V³ • ρ • ηред • ηген

Где,
ξ — коэффициент использования энергии ветра (в номинальном режиме для быстроходных ветряков достигает максимум ξmax = 0,4 ÷ 0,5), безмерная величина

R — радиус ротора, единица измерения — м
V — скорость воздушного потока, единица измерения — м / с
ρ — плотность воздуха, единица измерения — кг/м3
ηред — КПД редуктора, единица измерения — проценты
ηген — КПД генератора, единица измерения — проценты

Для следующих данных:
ξ = 0,45
R = 2 м
V = 5 м / с
ρ = 1,25 кг/м3
ηред = 0,9
ηген = 0,85

Рассчитываем:

P = ξ • π • R² • 0,5 • V³ • ρ • ηред • ηген = 0,45 • π • 2² • 0,5 • 5³ • 1,25 • 0,9 • 0,85

Не так много выходит… почему тогда использование ВЭС выгодно? Лучшим подтверждением в данном случае послужит «живой» пример. Для этого, как пример, приведем характеристики установки одной из украинских компаний, которая вежливо согласилась предоставить расчетные данные из собственных продуктов.

Смотрите также: Калькулятор для расчета ветрогенератора

Ветроэнергетика на практике

Рассматриваемые модель имеет номинальную мощность 5кВт и следующие важные для нас технические параметры:

Технические характеристики ветроэлектростанции WE3000
Номинальная мощность генератора, кВт	3
Максимальная мощность генератора, кВт	5,1
Диаметр ротора, м	4,5
Стартовая скорость ветра, м/с	2,0
Номинальная скорость ветра, м/с	10
Высота мачты не менее, м	12

По данным инженерного центра компании WindElectric модель WE3000 имеет следующую характеристику (мощность в зависимости от скорости ветра): При скорости ветра 10 метров в секунду такая установка будет генерировать более 3кВт ч, такого количества энергии полностью хватит для маленького коттеджа, но стоит помнить, что в нашей стране далеко не всегда ветренно.

Пришло время выяснить важнейший вопрос, сколько же это будет стоить и через какое время окупится? Стоимость электроэнергии приближенно можно определить по следующей схеме:

Где,
В — полная стоимость ВЭС, единица измерения — грн, рубли, $ и т.д.
ЕВ — эксплуатационные расходы за год, единица измерения — (грн / год, рубли / год, $ / год)
Р — количество произведенной энергии за год, единица измерения — кВт • время
Т — срок службы ветрогенератора в годах (считается Т = 20 лет)

Среднегодовая скорость ветра, м/с	Выработка энергии за год, кВт•год	Срок окупаемости, лет
	ВЭС WE3000
3	1445
4	3048
5	5913
6	8935
7	12864

Ориентирование в потребностях

Совершая покупку, мы не всегда точно знаем, что с ней делать и насколько она нам необходима. В случае с ветроэлектростанцией это следует непременно выяснить.

Вариант первый: Я хочу частично обеспечить свою квартиру независимым источником энергии (мой дом подключен к внешней сети. В таком случае мощность установки будет зависеть от количества энергии, которую вы хотите получать не из сети, а генерировать самостоятельно. Вариант второй: Я хочу обеспечить свою квартиру независимым источником энергии, поэтому выбираю вариант ВЭС (мой дом не подключен к внешней сети. В этом случае нужно точно знать свои потребности в электроэнергии. В чем отличие этих двух вариантов? В обоих случаях требуется ВЭС, но необходимо знать, в какой мере она будет использоваться, следовательно, какой мощности установка будет нам нужна. Подготовка к выбору ВЭС… правильнее будет написать подготовка к разговору с компанией-специалистом, кто же еще сможет предоставить услуги по установке, настройке и гарантийного обслуживания? Прежде чем сделать вам предложения, компания должна иметь некоторые сведения. Попробуем узнать о них. Это заинтересует и вас. Для двух приведенных выше вариантов подготовка имеет несколько общих пунктов: 1. Потребности. Если вы решили купить сок, то сначала оцениваете силу жажды, которую чувствуете. После этого покупаете бутылку сока соответствующего объема. Для установки ВЭС нужно знать свои «аппетиты». Под «аппетитами» в нашем случае следует иметь в виду количество потребляемой электроэнергии за сутки, месяц, время года. Необходимо также установить границу верхней нагрузки (к примеру, в праздничные дни в вашем доме работают одновременно два телевизора, музыкальный центр, компьютер, освещение в нескольких комнатах, микроволновая печь и т.д.), т.е. верхний предел нагрузки — это максимальное энергопотребление вашего жилища. Необходимо также знать продолжительность этой максимальной нагрузки. Установить общее энергопотребление очень просто, однако это потребует от вас изрядной тщательности. Ваша задача — выяснить мощность каждого электроприбора в помещении и время его работы, а после внести сведения в таблицу. 2. Размещение. Следующим подготовительным этапом будет ориентировочный (!) выбор места расположения ВЭС. Ориентировочный, поскольку только специалисты смогут определить наилучший вариант для Вашего индивидуального случая. Однако есть несколько пунктов, которые позволяют лучше представить возможное расположение ВЭС. Следует помнить 3 золотых правила:
* Турбулентность. Ветротурбина должна размещаться на 10 метров выше наивысшиего объекта в радиусе 100 метров (включая ЛЭП).
* По возможностью, ВЭС должны размещаться на открытых участках (берегах рек, морей, озер).
* Орография местности. Следует учитывать, что в природных ущельях, каньонах поток воздуха имеет свойство сжиматься и, как следствие, увеличивается его скорость. Подобную ситуацию можно наблюдать на пригорках. 3. В случае, если ваш загородный дом не планируется подключать к общей сети, то следует рассмотреть вариант комбинированных систем:
* ВЭС + Солнечные батареи
* ВЭС + Дизель Комбинированные варианты помогут решить проблемы в регионах, где ветер переменчивый или зависит от времени года, а также данный вариант является актуальным для солнечных батарей.

Расчет вертикального ветряка для начинающих

Расчет вертикального ветряка по сути ни чем не отличается от расчета обычного горизонтального. Но в расчете есть свои особенности так-как вертикальные ветряки типа «Бочка» работают не за счет подъемной силы, а за счет давления ветра на лопасти. Далее я приведу пример расчета ветряка в общих чертах. Расчет хоть и довольно точный, но он дает общее представление о мощности ветрогенератора, но не учитываются многие факторы, которые могут значительно влиять на реальный результат.

Самодельный вертикальный ветрогенератор

Для примера фото вертикального ветряка типа «Бочка» К примеру мы хотим сделать ветрогенератор типа «Бочка» размером по ширине 2 метра, и высотой 3 метра. Количество лопастей не имеет особого значения, и скажем у нас 4 полукруглых лопасти. Для начала нам нужно узнать сколько энергии мы вообще можем получить с этого ротора.

Для расчета есть простая формула:

P=0.3— Скорость ветра в кубе м/с

0.6 — это скорость ветра. Ветер движущийся в пространстве принимается за единицу, но ветер при подходе к любому препятствию теряет свою скорость и мощность. Так-как потери в скорости нам не известны, то будем брать 0.6, это с учетом того что ветер потеряет скорость на 33%.

Дополнительно формула расчета площади круга S=πr2, где

π— 3,14

r— радиус окружности в квадрате

Вообще вертикальные ветряки подобно рекламным щитам ветер тормозят очень сильно, и перед препятствием образуется воздушная подушка, натыкаясь на которую новые порции ветра расходятся по сторонам и 30-40% энергии ветра уходит не принимая участия в давлении на лопасти. По-этому общий КПД, или по правильному КИЭВ ветроколеса у вертикальных ветряков достаточно низкий и составляет всего 10-20% от энергии ветра.

Из анализа самодельных вертикальных ветряков КИЭВ в основном 10% всего, но мы-же оптимисты, по-этому я буду брать КИЭВ 0.2, хотя здесь еще не учитывается КПД генератора и трансмиссии.

Далее по формуле подставляя данные для этого ветроколеса получается что:

0.6*6*2*2*2*0.2=5,76 ватт при 2м/с

0.6*6*3*3*3*0.2=19,44 ватт при 3м/с

0.6*6*4*4*4*0.2=46,08 ватт при 4м/с

0.6*6*5*5*5*0.2=90 ватт при 5м/с

0.6*6*7*7*7*0.2=246 ватт при 7м/с

0.6*6*10*10*10*0.2=720 ватт при 10м/с

Теперь понятно на что способен данный ротор. Далее нам нужно подогнать генератор к этому ротору чтобы генератор смог вырабатывать максимально возможную мощность, которая имеется на роторе, и при этом не перегружать ротор — чтобы он мог вращаться и его обороты сильно не падали. Иначе толку не будет, выработка энергии сильно упадет. Чтобы подогнать генератор нам нужно узнать обороты ветроколеса на каждой скорости ветра.

В отличие от горизонтальных ветряков, где скорость вращения кончиков лопастей обычно в 5 раз быстрее скорости ветра, вертикальный ветрогенератор не может вращаться быстрее скорости ветра. Это связано с тем что тут ветер просто толкает лопасть, и она начинает двигаться с потоком проходящего ветра. А горизонтальный винт работает за счет подъемной силы, которая образуется у тыльной части лопасти, и она выдавливает лопасть вперед, и тут обороты ограничиваются только аэродинамическими свойствами лопасти и подъемной силой.

Вдаваться в подробности не будем, и вернемся к нашему ветроколесу. Чтобы высчитать обороты ротора размером 2*3 метра, где ширина ротора 2 метра, нужно узнать длину окружности ротора. 2*3,14=6.28 метра, то-есть за один оборот кончик лопасти проходит путь в 6.28 метра. Это значит что в идеале полный оборот ротор сделает за проходящий поток ветра длинной 6.28 метра. Но так-как энергия тратится на вращение, на трансмиссию, да еще и на вращение генератора — который нагружен аккумулятором, то обороты упадут в среднем в два раза. И того полный оборот ротор сделает за 12 метров потока ветра.

Тогда получается так, если ветер 3м/с, то при этом ветре за секунду ротор сделает 0,4 оборота, а за 4 секунды полный оборот. А за минуту при ветре 3м/с будет 60:4=15об/м.

При 3м/с 12:3=4, 60:4=15об/м

При 4м/с будет 12:4=3, 60:3=20об/м.

При ветре 5м/с 12:5=2.4, 60:2.4=25об/м.

При 7м/с 12:7=1.71, 60:1,71=35об/м

При 10м/с 12:10=1.2, 60:1.2=50об/м

С оборотами ветроколеса я думаю теперь понятно, и они известны. Чем больше в диаметре ветроколесо, тем меньше его обороты относительно скорости ветра. Так к примеру ветроколесо диаметром 1 метр будет крутится в два раза быстрее чем ветроколесо 2м в диаметре.

Теперь нужен генератор, который на этих оборотах должен вырабатывать мощность не более чем может выдать ветроколесо. А если генератор будет мощнее, то он перегрузит ротор, и тот не сможет раскрутится до своих оборотов, и в итоге обороты будут низкие и общая мощность. При ветре 3м/с у нас 15 об/м, и мощность ветроколеса 19 ватт, вот нужно чтобы генератор нагружал ротор не более 19ватт. Это с учетом КПД редуктора (если он имеется) и КПД самого генератора. КПД редуктора и генератора обычно не известны, но на них тоже значительные потери, и в общем на этом теряется 20-50% энергии, и на выходе на аккумулятор уже поступает всего 50%, это в нашем случае 10ватт примерно.

Если генератор перегрузит ветроколесо, то его обороты не выйдут на номинальные, и будут значительно ниже скорости ветра. От этого упадут обороты генератора и его мощность. Плюс еще значительно медленные по скорости лопасти относительно ветра, будут его сильно тормозить и ветер будет разбегаться в стороны, в итоге мощность ветроколеса упадет еще больше. Так со слишком мощным генератором энергии на аккумулятор будет в разы меньше чем могло бы быть. Или наоборот, когда генератор слишком слабый и при 15об/м ветроколеса не может на полную нагрузить ветроколесо, то то-же получается что мы берем гораздо меньше энергии от возможной.

В итоге генератор должен соответствовать по мощности ветроколесу, только так мы можем снять максимально возможную мощность ветроколеса. Это можно сказать самая сложная задача так-как генератор может абсолютно разных характеристик напряжения и тока к оборотам. Чтобы подобрать генератор его нужно покрутить на аккумулятор и измерить отдаваемую энергию, или просчитать по формулам. А далее уже пробовать подгонять к ветроколесу.

К примеру у вашего генератора при 300об/м 1Ампет на АКБ 14вольт, это примерно 14ватт, а ветроколесо выдает 19ватт при 15об/м. Значит мультипликатор нужен 1:20 чтобы генератор крутился при этом на 300об/м. При 5м/с обороты ветроколеса 25об/м, а генератор значит будет вращаться со скоростью 500об/м. Мощность ветроколеса у нас при этом всего 90ватт, а генератор превышает по мощности и дает 200ватт. Так не пойдет ветроколесо просто будет медленно вращаться и свои 90ватт не выдаст — а 200ватт тем-более. Выход — или жертвовать началом зарядки и делать редуктор 1:15, или увеличивать по высоте ветроколесо в два раза чтобы ветроколесо потянуло генератор.

Так нужно чтобы генератор соответствовал по мощности и оборотам на всем диапазоне вращения ветроколеса.3- Скорость ветра в кубе м/с

Дополнительно формула расчета площади круга S=πr2, где

π- 3,14

r- радиус окружности в квадрате

К примеру если взять площадь винта 3кв.м. и посчитать мощность на ветре 10 м/с, то получится 0,6*3*10*10*10=1800ватт. Но это мощность ветрового потока, а винт заберет часть мощности, которая в теории может достигать 57%, но на практике для горизонтальных трехлопастных ветрогенераторов этот параметр 35-45%. А для вертикальных типа Савониус 15-25%.

Тогда в среднем для горизонтального трехлопастного винта коэффициент использования энергии ветра поставим 40% и посчитаем, 1800*0,4= 720 ватт. Винт заберет 720 ватт у ветра, но еще есть КПД генератора, который у генераторов на постоянных магнитах примерно 0,8 , а с электровозбуждением 0,6. Тогда 720*0,8=576 ватт.

Но на практике все может быть гораздо хуже, так-как генератор не во всех режимах работы имеет высокий КПД, так-же eсть потери в проводах, на диодном мосту, в контроллере, и в аккумуляторе. Поэтому можно скинуть смело еще 20% мощности и останется примерно 576-20%=640,8 ватт.

У вертикального ветрогенератора это параметр будет еще меньше так-как во-первых КИЭВ всего 20%, а так-же мультипликатор, КПД которого 70-90%. Тогда изначальные из 1800 ватт мощности ветра лопасти отнимут 1800*0,2=360ватт. Минус КПД генератора 0,8 и мультипликатора 0,8 равно 360*0,8*0,8=230,4ватт. И еще минус 20% на потери в проводах, диодном мосту, контроллере и АКБ., и останется 230,4-20%=183,6ватт.

Из реальной жизни практический расчет мощности ветрогенератора.

Эту формулу можно встретить на многих форумах и сайтах по ветрогенераторам. Для проверки формулы я хочу сравнить реальные данные двух ветрогенераторов небольшой мощности с почти одинаковыми по площади винтами, но один горизонтальный, а второй вертикальный.

>

На фото два реальных самодельных ветрогенератора, первый горизотальный трехлопастной с диаметром винта 1,5м., второй вертикальный шириной 1м высотой 1,8м. Не считая данные сразу напишу что мощность горизонтального на ветру 10м/с около 90 ватт, и вертикального 60ватт. КИЭВ первого так-как лопасти сделаны на глазок наверно 0,3 , а второго вертикального вроде хорошо сделанного 0,2.

Теперь вычислим площадь винта ометаемую ветром, для первого это 1,76м, для второго вертикального 1,8м.

значит для горизонтального 0,6*1,76*10*10*10=1056*0,3*0,8-20%=202ватт.

значит для вертикального 0,6*1,8*10*10*10=1080*0,2*0,8-20%=138ватт.

Получились вот такие теоретические данные, но зная реальные становится становится понятно что КИЭВ обоих ветрогенераторов и КПД их генераторов далек от хороших показателей. В таком случае для большинства самодельных генераторов, которые делаются на глазок без расчетов можно смело скидывать еще 50% и получить в итоге реальную ожидаемую мощность от ветроустановки с ветроколесом определенной площади.

Реальная мощность самодельного ветрогенератора.

Горизонтальный ветрогенератор мощностью 202ватт.-50%=101ватт, а реальных 90ватт.

Вертикальный ветрогенератор мощностью 138ватт.-50%=69ватт,а реальных 60ватт.

Уже продолжительное время интересуясь ветрогенераторами я сделал ( может и ошибочный) вывод что большинство самодельных ветроустановок далеки от заводских аналогов. Только лишь с применением точных расчетов можно добиться высокого КПД всей ветроустановки и это удается не многим.

А с большинства самодельных ветрогенераторов можно при расчете мощности смело скидывать половину ожидаемой мощности и сразу делать ветрогенератор в два раза мощнее чем нужен, чтобы компенсировать все недочеты домашней сборки и применяемых материалов.

Расчет ветрогенератора — методика самостоятельного расчета мощности вертикального ветрогенератора

Ветрогенераторы как источник электроэнергии не так давно завоевали популярность у жителей загородных участков. Перед установкой необходимо сделать расчет ветрогенератора для своей местности. Этот экологически чистый прибор для выработки электричества бывает двух видов:

• с горизонтальной осью
• с вертикальной осью

Последние более эффективны и технологичны. Единственным минусом вертикальных ветрогенераторов является их высокая цена. Часто такие приборы окупаются в течение пятнадцати лет. Поэтому ветрогенераторы используют как дополнительный источник энергии. Установить их можно своими руками.

Как выбрать ветрогенератор

Если грамотно подойти к вопросу покупки вертикального ветрогенератора, можно увеличить его производительность и сократить срок окупаемости. Сначала следует рассмотреть разные виды вертикальных ветрогенераторов:

• ортогональные генераторы, которые не нуждаются в направляющих механизмах. Они имеют несколько лопастей параллельно основной оси. Работа такого генератора не зависит от направления ветра
• ветрогенераторы с ротором Дарье. Они имеют две-три лопасти на плоском винте. Главное достоинство конструкции в том, что ее можно монтировать на уровне земли
• генераторы с ротором Савониуса. Они очень эффективны, так как работа винта может быть проведена на низких скоростях, что существенно снижает расход аккумулятора
• устройства с большим количеством лопастей на оси. Это более усовершенствованная версия ортогонального прибора. Они очень эффективны, но и цены на них ощутимо выше
• приборы с геликоидным ротором. Они также произошли от ортогонального прибора. Благодаря своей сложной технологии лопасти на оси оказывают небольшую нагрузку на катушку. Это повышает срок эксплуатации генератора. Но и на них цена очень высока

Самыми популярными ветрогенераторами являются ортогональные и с ротором Савониуса. Почти каждый ветрогенератор с вертикальной осью работает на неодимовых магнитах. Они достаточно эффективны, при этом стоимость не слишком высока. Чтобы не переплатить при выборе ветрогенератора, можно сделать правильные расчеты своими руками.

Что нужно рассчитать при выборе генератора

Когда вы решили приобрести такой полезный прибор, как ветрогенератор, нужно учитывать следующие параметры:

• мощность ветрогенератора на неодимовых магнитах. Если в вашей местности нет сильных ветров, вам нужен генератор с маленькой мощностью
• направление ветра. Если ветра часто меняют направление, вам подойдет только вертикальный ветрогенератор с подвижными лопастями
• марка. От производителя напрямую зависит цена прибора. Следует помнить, что импортный товар всегда дороже российских аналогов

Конечно, в первую очередь нужно высчитать мощность.

Как сделать расчет ветрогенератора самостоятельно

Чтобы рассчитать мощность ветрогенератора для вашей местности, воспользуйтесь специальными формулами. Сначала нужно рассчитать количество энергии, которую сможет выработать генератор в течение года в вашей местности. Для этого нужно выполнить ряд действий:

• произвести расчет. На основе результатов будут выбраны длина лопастей и высота башни
• провести анализ скорости ветра в вашей местности. Это можно сделать своими руками с помощью специального прибора, наблюдая за ветром несколько месяцев, или запросить результаты с местной метеостанции

Методика расчета мощности ветреного потока своими руками подразумевает использование формулы — P*= krV 3S/2, [В т]. В этой формуле используются следующие обозначения:

• r — плотность воздуха, которая при нормальных условиях составляет 1,225 кг/м3
• V — скорость потока в м/с
• S — площадь потока в квадратных метрах
• k — коэффициент эффективности турбины ветрогенератора в значении 0,2-0,5

С помощью этих расчетов вы сможете выявить подходящую мощность для вашей местности. На упаковке ветрогенератора указано, при каком потоке ветра его работа эффективнее всего. Как правило, это значение находится в промежутке 7-11 м/с.

Ветрогенераторы (от ортогонального до Савониуса) являются оптимальным источником дополнительной или основной электроэнергии в частном доме. Если вы сделаете правильный расчет ветрогенератора своими руками, то сможете приобрести подходящий под вашу местность агрегат.

Как рассчитать мощность ветрогенератора

От штиля до урагана

Прежде чем перейти к разговору о том, как сделать точный расчёт ветрогенератора, познакомимся с простейшей схемой определения силы ветра. Выйдите в чистое поле или на опушку леса в тихий солнечный день сентября. Дымок от вашего костра поднимается вертикально, деревья не шелохнутся. И лишь осиновые листья еле вздрагивают, словно испугались вашего взгляда. Воздух затих, словно отдыхает перед предстоящей большой работой. Полный штиль. Теперь – внимание.

1. Через несколько минут дымок заметно начал отклоняться в сторону, вы ощутили мимолётно-нежное прикосновение воздуха к вашему лицу. Ветром такое явление назвать ещё трудно, но движение явно началось. Знайте – скорость в данный момент составляет от 30 сантиметров до одного метра в секунду. Английский адмирал Бофорт назвал такое движение тихим ветерком.
2. Прошло ещё полчаса и зашелестели листья, закачалась трава, лицо ощутило еле уловимую прохладу воздуха. Скорость его движения составила уже до 3 метров в секунду – это лёгкий ветер по знаменитой шкале Бофорта.
3. Заколыхались тонкие веточки деревьев, затрепетали листочки, всё ниже пригибается степной ковыль, ваш костёр уже заметно раздувается и ярче горит, дым стелется к земле. Скорость уже доходит до 5 метров – слабый ветер начал резвиться у вас на глазах.
4. А вот и верхушки деревьев ожили, зашептались громче ветви, начала подниматься пыль на степной дороге. Скорость доходит до 8 метров. Уже на угнаться за движением воздуха даже босиком. Сдержанно набрал свою силу и пока сохраняет её до определённого времени умеренный ветер.
5. Терпению его приходит конец и начинают сильнее колебаться ветки, закачались стволы деревьев, ветер достигает скорости почти 11 метров в секунду и превращается в свежий.
6. Сдержанно загудел лес, начали посвистывать провода на столбах, закачались толстые ветки и стволы. Ветер успевает преодолеть расстояние 14 метров в секунду и приобретает характеристику сильного.
7. Дружно закачались под напором воздуха все стволы деревьев, лес заглушает голоса, идти против ветра уже затруднительно. Знайте – скорость достигла 17 метров и ветер приобрёл крепкий характер.
8. Раскачались все деревья с такой силой, что начали ломаться небольшие ветки, ходить почти невозможно, хочется приникнуть к земле и ползти в укрытие. Значит скорость достигла 20 метров и ветер уже имеет очень крепкий характер.
9. За короткое время передвижение воздуха набирает силу. На улицах города находиться опасно: летят предметы, сносит старые крыши. В лесу с треском ломаются и летят толстые ветки, волна в море поднимает и опускает корабли на 3-4 метра вниз-вверх, скорость ветра достигла 24 метров в секунду. По определению адмирала Бофорта это уже начался шторм.
10. Деревья не выдерживают натиска, с оглушительным треском ломаются, многие вырываются с корнем, рушатся старые здания, летят крыши как огромные птицы смерти, ветер преодолевает за секунду 28 метров – сильный шторм.
11. Начались массовые разрушения сооружений, колобками катятся автомашины, ветер сметает всё на своём пути, волна на море достигает высоты более пяти метров и корабль бросает, как щепку, в десятиметровую пропасть и снова выносит на поверхность, прижимая матросов к палубе с неимоверной силой. Ветер превышает скорость 30 метров в секунду. Вступил в свои права жестокий шторм.
12. И, наконец, (не дай Бог никому его испытать ни на море, ни на суше), — ураган, когда разрушительный ветер превышает 33 метра в секунду. Всё сметается с лица земли, море свирепеет и треплет корабль, как голодный волк ягнёнка.

Вот мы и познакомились с характеристиками движения воздуха от штиля до урагана, которые названы в честь автора шкалой Бофорта. Это 12-балльная шкала скорости ветров. Теперь мы можем визуально определять скорость ветра и брать его за основу, когда надо сделать расчет мощности ветрогенератора.

При расчете ветряка основным параметром выступает скорость ветра. Для каждого ветрогенератора этот параметр индивидуален. В большинстве установок лопасти приводятся в движение при воздействии на них ветра от 2 м/с. И только при 7-11 м/с (с учетом самой установки) КПД ветряка будет максимальным. Первая скорость – начальная, вторая – номинальная. Оба этих параметра указываются производителем на упаковке каждой модели ветряка.

Альтернативная энергия своими руками – это вполне реально. Так, чтобы делать расчет мощности ветрогенератора, сначала придется проанализировать скорость ветра в вашем регионе. Для этого придется потратить не один месяц. Максимально вероятные параметры скорости ветра не вычислить за 1-2 раза. Потребуется сделать десятки замеров. Если времени на такие исследования нет, то можно запросить данные у местной метеостанции.

Чтобы электроэнергия вырабатывалась постоянно, при расчете необходимо учитывать среднюю скорость ветра в конкретном регионе. Ее можно узнать даже из прогноза погоды или изучив карту ветров. Номинальную скорость рекомендуется измерять специальными приборами прямо на участке, где будет располагаться ветряк. Это важно, поскольку дом может находиться на возвышении или, наоборот, в низине, где ветра практически нет.

Расчет мощности ветряка

Перед тем как своими руками сделать ветрогенератор, необходимо рассчитать его мощность. Ее приравнивают к мощности ветрового потока, который «гуляет» по конкретной местности. Для этого используют такую формулу:

P = r · V³ · S/2,

где r – показатель плотности воздуха (1,225 кг/м³), V – значение, отражающее с какой скоростью движется поток (м/с), S – площадь потока (м²).

Чтобы рассчитать ветрогенератор, можно для примера взять площадь винта в 3 м², а скорость ветра – 10 м/с. Тогда получится следующее значение: 1,225 · 10³ · 3/2 = 1837,5 Вт. Что касается винтов, то для небольшого дома их радиус должен быть хотя бы 3-4 м. Тогда диаметр ограничивается значениями в 6-8 м. Такие параметры используются, если ветряк должен обеспечивать электроэнергией весь дом, т. е. его применяют в качестве основного, а не дополнительного источника.

В рассчитанной мощности ветрового потока не были учтены потери. Конечное значение будет еще несколько ниже. Для получения точного результата его умножают на коэффициент, равный:

• 35-45% – для ветрогенераторов с 3 горизонтальными лопастями;
• 15-25% – для ветряков типа Савониус с вертикальными лопастями.

С учетом коэффициента использования энергии ветра мощность ветрогенератора может составить 1837,5 · 40% = 735 Вт (для горизонтальной установки) и 1837,5 · 20% = 367,5 Вт.

На следующем шаге расчета должен быть учтен еще КПД самого генератора, равный:

• 80% – для установок, в основе работы которых лежат магниты;
• 60% – для генератора с электровозбуждением.

Тогда для ветряка с горизонтальными лопастями требуемая мощность составит 735 · 80% = 588 Вт. Еще 20% из этого значения вычитаются на потери в контроллерах, проводах и диодном мосту. Тогда от изначального значения в 1837,5 Вт остается 588 – 20% = 470,4 Вт.

Так, при расчете мощности ветрогенератора для дома и дачи ожидаемое значение можно смело делить пополам. Лучше сразу проектировать установку в 2 раза мощнее, чем требуется по расчетам. Так вы компенсируете все недостатки, включая те или иные свойства используемых материалов и нюансы сборки в домашних условиях. Такой ветрогенератор будет обеспечивать ваше жилище необходимой электроэнергией без перебоев.

% PDF-1.3 % 2 0 obj > эндобдж 8 0 объект [ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 778 778 250 333 408 500 500 833 778 180 333 333 500 564 250 333250 278 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 278 278 564 564 564 444 921 722 667 667 722 611 556 722 722 333 389 722 611 889 722 722 556 722 667 556 611 722 722 944 722 722 611 333 278 333 469 500 333 444 500 444 500 444 333 500 500 278 278 500 278 778 500 500 500500 333 389 278 500 500 722 500 500 444 480 200 480 541 778 500 778 333 500 444 1000 500 500 333 1000 556 333 889 778 611 778 778 333 333 444 444 350 500 1000 333 980 389 333 722 778 444 722 250 333 500 500 500 500 200 500 33 3760 276 500 564 333 760 500 400 549 300 300 333 576 453250 333 300 310 500 750 750 750 444 722 722 722 722 722 722 889 667 611 611 611 611 333 333 333 333 722 722 722 722 722 722 722 564 722 722 722 722 722 722 556 500 444 444 444 444 444 444 667 444 444 444 444 444 278 278 278 278 500 500 500 500 500 500 500 549 500 500 500 500 500 500 500 500 ] эндобдж 11 0 объект [ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0750750 250 278 371 606 500 840 778 208 333 333 389 606250 333250 606 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 250 250 606 606 606 444 747 778 611 709 774 611 556 763 832 337 333 726611 946 831 786 604786668 525 613 778722 1000 667 667 667 333 606 333 606 500 333 500 553 444 611 479 333 556 582 291 234 556 291 883 582 546 601 560 395 424 326 603 565 834 516 556 500 333 606 333 606 750 500 750 278 500 500 1000 500 500 333 1144 525 331 998 750 667 750 750 278 278 500 500 606 500 1000 333 979 424 331 827 750 500 667 250 278 500 500 606 500 606 500 333 747 333 500 606 333 747 500 400 549 310 310 333 576 628 333 333 310 333 500 787 787 787 444 778 778 778 778 778 778 944 709 611 611 611 611 337 337 337 337 774 831 786 786 786 786 786 606 833 778 778 778 778 667 604 556 500 500 500 500 500 500 758 444 479 479 479 479 287 287 287 287 546 582 546 546 546 546 546 549 556 603 603 603 603 556 601 556 ] эндобдж 14 0 объект [ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 778 778 250 333 555 500 500 1000 833 278 333 333 500 570 250 333250 278 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 333 333 570 570 570 500 930 722 667 722 722 667 611 778 778 389 500 778 667 944 722 778 611 778 722 556 667 722 722 1000 722 722 667 333 278 333 581 500 333 500 556 444 556 444 333 500 556 278 333 556 278 833 556 500 556 556 444 389 333 556 500 722 500 500 444 394 220 394 520 778 500 778 333 500 500 1000 500 500 333 1000 556 333 1000 778 667 778 778 333 333 500 500 350 500 1000 333 1000 389 333 722 778 444 722 250 333 500 500 500 500 220 500 33 37 47 300 500 570 33 37 47 500 400 549 300 300 333 576 540 250 333 300 330 500 750 750 750 500 722 722 722 722 722 722 1000 722 667 667 667 667 389 389 389 389 722 722 778 778 778 778 778 570 778722 722 722 722 722 611 556 500 500 500 500 500 500 722 444 444 444 444 444 278 278 278 278 500 556 500 500 500 500 500 549 500 556 556 556 556 500 556 500 ] эндобдж 17 0 объект [ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 778 778 250 389 555 500 500 833 778 278 333 333 500 570 250 333250 278 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 333 333 570 570 570 500 832 667 667 667 722 667 667 722 778 389 500 667 611 889 722 722 611 722 667 556 611 722 667 889 667 611 611 333 278 333 570 500 333 500 500 444 500 444 333 500 556 278 278 500 278 778 556 500 500 500 389 389 278 556 444 667 500 444 389 348 220 348 570 778 500 778 333 500 500 1000 500 500 333 1000 556 333 944 778 611 778 778 333 333 500 500 350 500 1000 333 1000 389 333 722 778 389 611 250 389 500 500 500 500 220 500 33 37 47 266 500 606 33 37 47 500 400 549 300 300 333 576 500 250 333 300 300 500 750 750 750 500 667 667 667 667 667 667 944 667 667 667 667 667 389 389 389 389 722 722 722 722 722 722 722 570 722 722 722 722 722 611 611 500 500 500 500 500 500 500 722 444 444 444 444 444 278 278 278 278 500 556 500 500 500 500 500 549 500 556 556 556 556 444 500 444 ] эндобдж 19 0 объект > транслировать

Основы ветроэнергетики

Основы ветроэнергетики

Ветер — это реакция атмосферы на неравномерный нагрев условия.Местный рельеф (горы) может улучшить или ограничить естественный поток ветра.

Хотя ветер, безусловно, является возобновляемым источником энергии, он также неустойчивый. Хранение энергии, вероятно, больше критично для ветроэнергетики, чем для любой другой формы Альтернативная энергетика.

Основы ветроэнергетики:

• Кинетическая энергия ветра: 1/2 * масса * скорость * скорость.
• импульс ветра = масса x скорость
• Мощность на единицу площади = KE * импульс -> МВ ² * МВ
• Итак, мощность, которую можно извлечь из ветра, выражается в кубе скорости. (В ³ )
• При ветре, дующем со скоростью 60 миль в час, мощность в 27 раз больше, чем у одного дует со скоростью 20 миль в час

Для средних атмосферных условий по плотности и влажности:

Мощность на кв.метр = 0,0006 В

³

• скорость в метрах в секунду
• Мощность, измеренная в киловаттах
• 1 метр в секунду — это примерно 2 мили в час
• Ветер 20 миль / ч = 10 м / с -> Вырабатываемая мощность равна

  0,0006 * 10 ³ = 0,0006 * 1000 = 0,6 киловатт на квадратный метр
  , что составляет 600 ватт на квадратный метр
  , это идентично средней солнечной энергии на квадратный метр

Ветряки не могут работать на 100%, потому что сама конструкция препятствует потоку ветра

• Максимальный теоретический КПД 59%
• Пикареская голландская ветряная мельница (4 = руки) = 16%
• Поворотный, многолезвийный = 30%
• Высокоскоростной винт (вертикальный) = 42%

Очевидно, что энергия ветра — очень изменчивый источник и, следовательно, энергия. хранение имеет решающее значение.

Ветряки роторного типа обладают высоким крутящим моментом и пригодны для перекачивания воды

Винты высокоскоростного типа имеют низкий крутящий момент и наиболее эффективны на высоких скоростях. скорости вращения -> полезны для выработки электроэнергии

Пример расчета:

• КПД мельницы = 42%
• средняя скорость ветра = 10 м / с (20 миль / ч)
• Мощность = 0,0006 x 0,42 x 1000 = 250 Вт на квадратный метр
• Выработанная электроэнергия составляет 0,25 кВтч на кв.метр
• Если ветер дует 24 часа в сутки, то годовое электричество произведено будет около 2200 кВт / ч на квадратный метр.
• Но в среднем скорость ветра только такая примерно в 10% случаев
• Таким образом, типичная годовая урожайность составляет 200-250 кВт / ч на квадратный метр.

Для выработки 10 000 кВтч ежегодно при скорости ветра 20 миль в час, которая дует в 10% случаев

• площадь ветряной мельницы = 10 000 кВтч / 220 кВт на квадратный метр = 45 квадратных метров
• Это круглый диск диаметром около 8 метров.
• Это не исключено для некоторых домов
• Даже небольшая ветряная мельница (2 метра) может быть эффективной:
  • 20 миль / ч в 10% случаев -> 2500 кВт / ч ежегодно
  • 40 миль / ч в 10% случаев -> 20000 кВт / ч ежегодно
  • 20 миль / ч в 50% случаев -> 12500 кВт / ч ежегодно
  • 4 небольших ветряных мельницы со скоростью 20 миль в час 10% времени -> 10000 кВтч ежегодно

Энергия ветра может быть оценена по конкурентоспособным ценам:

• Технология ветряных турбин постоянно совершенствуется
• Типичная мощность для одного блока в настоящее время составляет 250-500 кВт.
• Относительно низкие капитальные затраты; очень низкие эксплуатационные расходы
  Сравнение цен из недавнего исследования.Нормированные затраты: (включая начальные затраты)
  • Ветер: 4,8 цента за кВт / ч
  • Уголь: 6,2
  • Фотовольтаика: 16,0
  • Усовершенствованная газовая турбина: 4.6

Ветроэнергетика, подключенная к текущей сети:

    Страна / регион МВт установлен
        ------------------------------------
        США - 1700
        Дания - 520
        Германия - 330
        Великобритания - 145
        Нидерланды - 132
        Испания - 55
        Греция - 35
        Италия - 10
        Прочие ОЭСР - 70
        Индия - 50
        Китай - 25
 

Некоторые агрессивные цели для ветроэнергетики:

• для установки 10 000 МВт мощности в U.S .;
• на строительство ветроэнергетической отрасли стоимостью 4 миллиарда долларов, способной обеспечить мощность 3000 МВт. ежегодно;
• для создания десятков тысяч новых долгосрочных квалифицированных рабочих мест;
• для достижения нормированных затрат ниже четырех центов за киловатт-час;
• , чтобы сделать ветроэнергетику одним из основных способов достижения наций в глобальном масштабе. цели в области изменения климата; а также
• , чтобы сделать ветроэнергетику США мировым лидером в области технологий и поставщик с наименьшими затратами.

Вместимость в США большая

Следующая страница

___________________________________________________________________

Проект Электронной Вселенной

электронная почта: nut @ moo.uoregon.edu

Калькулятор ветряных турбин

[HAWT и VAWT]

Этот калькулятор ветряных турбин представляет собой комплексный инструмент для определения выходной мощности, дохода и крутящего момента для горизонтально-осевой (HAWT) или вертикально-осевой турбины (VAWT). Вам нужно всего лишь ввести несколько основных параметров, чтобы проверить эффективность вашей турбины и сколько она может вам принести.

Вы можете использовать наш инструмент как калькулятор HAWT или VAWT — чтобы изменить тип турбины, просто выберите нужную турбину из раскрывающегося списка в верхней части калькулятора.

В чем разница между HAWT и VAWT?

В ветряных турбинах с горизонтальной осью, или для краткости HAWT , лопасти вращаются вокруг горизонтальной оси. Это наиболее распространенные наземные ветряные турбины, которые обычно устанавливают на холмах и в других местах, где дует сильный ветер, но также широко используются на море. С другой стороны, ветряные турбины с вертикальной осью ( VAWT ) вращаются вокруг вертикальной оси.

КПД горизонтально-осевых турбин (отношение ветровой энергии к выходной мощности) обычно выше, но у них есть некоторые недостатки.Поскольку на лезвия действует сила инерции, которая меняет направление, они получают переменную нагрузку, которая часто нарушает целостность лезвий. Кроме того, генератор расположен высоко над землей, что делает ремонт и техническое обслуживание дорогостоящим.

Как рассчитать мощность, вырабатываемую ветряной турбиной?

Для расчета мощности ветряной турбины необходимо оценить два значения: доступной энергии ветра и КПД ветровой турбины .Умножение этих двух значений дает оценку выходной мощности ветряной турбины. Ниже вы можете найти всю процедуру:

1. Зона обзора турбины

   Перед тем, как найти мощность ветра, вам необходимо определить рабочую площадь турбины в соответствии со следующими уравнениями:

   Для HAWT: A = π * L²

   Для VAWT: A = D * H

   где:

2. Расчет доступной энергии ветра

   Зная площадь развертки, можно определить доступную ветровую энергию по следующей формуле:

   P ветер = 0.5 * ρ * v³ * A

   где:

   • A — область развертки

   • ρ — плотность воздуха, по умолчанию принимаемая равной 1,225 кг / м³ (вы можете изменить ее в расширенном режиме )

   • v — скорость ветра — типичный полезный диапазон составляет примерно 3-25 м / с

   • P ветер — имеющаяся ветровая энергия

3. Определение КПД турбины

   Полный КПД турбины можно найти следующим образом:

   μ = (1 - kₘ) * (1 - kₑ) * (1 - k e, t ) * (1 - k t ) * (1 - k w ) * Cₚ

   где:

   • Cₚ — КПД турбины.Оно должно быть ниже, чем предел Бец (59,3%) , и обычно составляет 30-40%
   • k w — потери в следе из-за соседних турбин и рельефа местности, обычно 3-10%
   • kₘ — механические потери лопастей и редуктора, обычно 0-0,3%
   • kₑ — электрические потери турбины, обычно 1-1,5%
   • k e, t — электрические потери при передаче в сеть, обычно 3-10%
   • k t — процент времени выхода из строя из-за сбоя или технического обслуживания, обычно 2–3%
   • μ — реальный КПД

   Эффективность обычно выражается в процентах, но вы вводите ее в формулу в виде дроби (например, 30% = 0.3).

4. Расчет выходной мощности

   Чтобы найти мощность ветряной турбины, просто умножьте КПД на имеющуюся ветровую мощность:

   P выход = μ * P ветер

Выручка от ветроэнергетики

Предположим, вы также хотите знать доход, который вы можете ожидать от ветряной турбины. В основном это зависит от тарифа на электроэнергию , то есть от того, сколько вы будете зарабатывать на 1 кВтч, произведенный турбиной.Как только вы узнаете это значение, расчет будет простым:

.

выручка = тариф * P выход

Какой крутящий момент у турбины HAWT или VAWT?

Крутящий момент (или сила, вызывающая вращение лопастей) рассчитывается из передаточного отношения наконечника (TSR) турбины. Вы можете найти его по следующей формуле:

τ = (P выход / об / мин) * (30 / π)

где:

• об / мин — обороты в минуту
• τ крутящий момент

Чтобы рассчитать количество оборотов в минуту, используйте следующие уравнения:

Для HAWT: об / мин = 60 * v * TSR / (π * 2 * L)

Для VAWT: об / мин = 60 * v * TSR / (π * D)

Ветровая энергия

Теоретически можно рассчитать мощность в движущемся воздухе или ветре

P = ρ A v ³ /2

= ρ π d ² v ³ /8 (1)

где

P = мощность (Вт)

= плотность воздуха (кг / м ³ )

A = площадь ветряной мельницы, перпендикулярная ветру (м ² )

v = скорость ветра (м / с)

π = 3.14 ….

d = диаметр ветряной мельницы (м)

Имейте в виду, что плотность воздуха уменьшается с температурой и высотой, и что основным фактором в выработке энергии ветра является скорость ветра .

• Увеличение скорости ветра на 20% увеличит выработку электроэнергии на 73%.

Теоретическая и номинальная выработка энергии ветра от типичной ветряной мельницы показана на «кривой скорости ветра-мощности» ниже.Скорость ветра при включении, номинальная скорость ветра, скорость ветра при отключении и номинальная мощность для ветряных мельниц с КПД 20% и 40% .

Фактическая доступная мощность

Фактическая доступная энергия ветра может быть рассчитана

P _a = ξ ρ A v ³ /2

ξ d ² v ³ /8 (2)

, где

ξ = КПД ветряной мельницы (обычно менее 0.4 — или 40%)

Пример — энергия ветра

Фактическая доступная мощность ветряной мельницы диаметром 1 м , КПД 0,2 ​​(20%) — при скорости ветра 10 м / с — можно рассчитать как

P _a = (0,2) (1,2 кг / м ³ ) π (1 м) ² (10 м / с) ³ /8

= 94,2 W

Связанные мобильные приложения из Engineering ToolBox

— бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах.

Онлайн-калькулятор энергии ветра

Калькулятор ниже можно использовать для расчета доступной мощности от ветряной мельницы:

Выработанная ветровая энергия

Энергия, вырабатываемая с течением времени, зависит от потенциальной выработки энергии ветряной мельницей (как указано выше) — и как часто или сколько часов дует ветер — или, говоря более точно, — «частотное распределение скорости ветра» в фактическом месте.

Общая энергия, произведенная за год, может быть рассчитана путем суммирования выработки электроэнергии для всех скоростей (в диапазоне от фактической скорости включения ветряной мельницы до скорости остановки), умноженной на число.часов ветер дует с реальной скоростью.

Типичная диаграмма частотного распределения скорости ветра с энергией, произведенной с разными скоростями, показана ниже.

Физика ветряных турбин | Основы энергетики

Более тысячи лет назад ветряные мельницы работали в Персии и Китае, см. TelosNet и Википедия. Почтовые мельницы появились в Европе в XII веке, а к концу XIII в. башенная мельница, на которой вращалась только деревянная крышка вместо всего корпуса мельницы.В США развитие ветряная мельница, перекачивающая воду, была важным фактором, позволившим заниматься земледелием и разводить скотоводство на обширных территориях. в середине девятнадцатого века. Эти ветряные помпы (иногда называемые западными мельницами) все еще распространены в Америке и Австралии. У них есть ротор с около 30 лопастей (или лопастей) и способность медленно поворачиваться. Из 200 000 ветряных мельниц, существующих в В Европе середины девятнадцатого века через столетие остался только один из десяти.С тех пор старые ветряные мельницы были заменены паровыми двигателями и двигателями внутреннего сгорания. Однако поскольку В конце прошлого века количество ветряных турбин неуклонно растет, и их начинают принимать играет важную роль в производстве электроэнергии во многих странах.

Сначала мы покажем, что для всех ветряных турбин мощность ветра пропорциональна скорости ветра в кубе. Энергия ветра — это кинетическая энергия движущегося воздуха. Кинетическая энергия массы м с скорость v составляет

Массу воздуха m можно определить из плотности воздуха ρ и объема воздуха V согласно

.

Затем,

Мощность — это энергия, разделенная на время.Рассмотрим малое время Δ t , за которое частицы воздуха пройти расстояние с = v Δ t для протекания. Умножаем расстояние на площадь ротора ветряной турбины, A , в результате получается объем

, который приводит в движение ветряную турбину на короткое время. Тогда мощность ветра дается как

.

Сила ветра увеличивается пропорционально скорости ветра. Другими словами: удвоение скорости ветра дает в восемь раз больше энергии ветра.Поэтому для ветряка очень важен выбор «ветреного» места.

Эффективная полезная энергия ветра меньше, чем указано в приведенном выше уравнении. Скорость ветра позади ветряк не может быть нулевым, так как воздух не может следовать. Следовательно, только часть кинетической энергии можно извлечь. Рассмотрим следующую картину:

Скорость ветра перед ветряной турбиной больше, чем после. Поскольку массовый расход должен быть непрерывным, площадь A ₂ после ветряной турбины больше площади A ₁ до.Эффективная мощность — это разница между двумя ветровыми мощностями:

.

Если разница обеих скоростей равна нулю, у нас нет чистой эффективности. Если разница слишком велика, поток воздуха через ротор слишком затруднен. Коэффициент мощности c _p характеризует относительная мощность рисования:

Для вывода приведенного выше уравнения было принято следующее: A ₁ v ₁ = A ₂ v ₂ = A ( v 1+ v 2) / 2.Обозначим соотношение v 2/ v 1 с правой стороны. уравнения с x . Чтобы найти значение x , которое дает максимальное значение C _P , мы берем производную по отношению к x и устанавливаем ее равной нулю. Это дает максимум, когда x = 1/3. Максимальная мощность рисования получается для v ₂ = v ₁ /3, а идеальный коэффициент мощности равен

Другая ветряная турбина, расположенная слишком близко сзади, будет приводиться в движение только более медленным воздухом.Таким образом, ветряные электростанции в Преобладающее направление ветра требует минимального расстояния, в восемь раз превышающего диаметр ротора. Обычный диаметр ветряков составляет 50 м с установленной мощностью 1 МВт и 126 м с ветроэнергетической установкой мощностью 5 МВт. Последний в основном используется на шельфе.

Установленная мощность или номинальная мощность ветряной турбины соответствует выходной электрической мощности со скоростью между 12 и 16 м / с, при оптимальных ветровых условиях. По соображениям безопасности установка не вырабатывает большую мощность при сильном ветре. условия, чем те, для которых он предназначен.Во время грозы установка отключается. В течение года загруженность из 23% можно добраться вглубь страны. Это увеличивается до 28% на побережье и 43% на море.

Более подробную информацию можно найти на Интернет-страницах wind-works.org и в страницы Американской ассоциации ветроэнергетики.

Установленная мощность ветроэнергетики в США в апреле 2020 года составляла около 107,4 ГВт. Эта мощность была превышена. только Китай (более 200 ГВт).Центр ветроэнергетики Альты в Калифорнии — крупнейшая ветряная электростанция в США с 2013 года мощностью 1,6 ГВт. Электроэнергия, произведенная с помощью энергии ветра в Соединенных Штатах, составила в 2019 году около 300 ТВт-ч (тераватт-часов), или 7,3% всей вырабатываемой электроэнергии. Подробную информацию о нынешнем состоянии в США можно найти в Википедия.

Важным моментом в ветроэнергетике является то, что время пикового спроса на электроэнергию и время оптимальных ветровых условий совпадают редко.Таким образом, другие производители электроэнергии с короткими сроками выполнения заказа и хорошо развитой системой распределения электроэнергии. системы необходимы для дополнения выработки энергии ветра.

Почему современные ветряные турбины потеряли одну лопасть по сравнению со старыми четырехлопастными ветряными мельницами?
Мощность ротора P _мех = 2π M n пропорциональна крутящему моменту M , действующему на вал и частота вращения n . На последнее влияет передаточное число наконечника λ , который рассчитывается согласно λ = v _u / v ₁ из отношения окружная скорость (конечная скорость) v _u ротора и скорость ветра v ₁ .Крутящий момент M увеличивается с количеством лопастей. Поэтому он самый большой для мельниц западного производства с множеством лопастей, меньшего размера для ветряных мельниц с четырьмя лопастями и самого маленького на сегодняшний день ветряных турбин с 3 лопастями. Однако каждое лезвие, по мере вращения снижает скорость ветра для следующих лопастей. Этот эффект «ветровой тени» увеличивается с увеличением количества лопастей. Оптимальное передаточное отношение скорости острия — около единицы для мельницы Western, чуть больше 2 для четырехлопастной мельницы и 7-8 для мельницы с четырьмя лопастями. трехлопастные роторы.Трехлопастные роторы при оптимальном передаточном числе угловых скоростей достигают значения c _p 48% и приближается к идеальному значению 59%, чем ветряные турбины с 4 лопастями. Для ветряных турбин с двумя лопастями или уравновешенных по весу конфигураций ротора с одной лопастью выходная мощность меньше, несмотря на более высокое передаточное число наконечников из-за меньшего крутящего момента M . Таким образом, у ветряных турбин сегодня три лопасти.

Как HOMER рассчитывает выходную мощность ветряных турбин

---

HOMER рассчитывает выходную мощность ветряной турбины на каждом временном шаге, используя трехэтапный процесс.Сначала HOMER рассчитывает скорость ветра на высоте ступицы ветряной турбины. Затем он вычисляет, сколько энергии вырабатывает ветряная турбина при этой скорости ветра при стандартной плотности воздуха. Наконец, HOMER регулирует это значение выходной мощности с учетом фактической плотности воздуха.

Расчет высоты ступицы, скорости ветра

На каждом временном шаге HOMER вычисляет скорость ветра на высоте ступицы ветряной турбины, используя входные данные, которые вы указываете на странице «Ресурсы ветра» и в записи «Сдвиг ветра».

Если вы решите применить логарифмический закон, HOMER рассчитает скорость ветра на высоте ступицы, используя следующее уравнение:

где:
	Ухуб	= скорость ветра на высоте ступицы ветряной турбины [м / с]
	Уанем	= скорость ветра на высоте анемометра [м / с]
	жуб	= высота ступицы ветряной турбины [м]
	занем	= высота анемометра [м]
	z0	= длина шероховатости поверхности [м]
	лн (..)	= натуральный логарифм

Если вы решите применить степенной закон, HOMER рассчитает скорость ветра на высоте ступицы, используя следующее уравнение:

где:
	Ухуб	= скорость ветра на высоте ступицы ветряной турбины [м / с]
	Уанем	= скорость ветра на высоте анемометра [м / с]
	жуб	= высота ступицы ветряной турбины [м]
	занем	= высота анемометра [м]
	α	= показатель степени

Расчет выходной мощности турбины при стандартной плотности воздуха

После того, как HOMER определит скорость ветра на высоте ступицы, он обращается к кривой мощности ветровой турбины для расчета ожидаемой выходной мощности ветровой турбины при этой скорости ветра при стандартных условиях температуры и давления.На диаграмме ниже красная пунктирная линия указывает скорость ветра на высоте ступицы, а синяя пунктирная линия указывает выходную мощность ветряной турбины, которую кривая мощности предсказывает для этой скорости ветра.

Если скорость ветра на высоте ступицы турбины не находится в пределах диапазона, определенного на графике мощности, турбина не вырабатывает мощность, исходя из предположения, что ветряные турбины не производят мощность при скорости ветра ниже минимальной или выше максимальной. скорости ветра.

Применение коррекции плотности

Кривые мощности обычно определяют характеристики ветряной турбины в условиях стандартной температуры и давления (STP).Чтобы приспособиться к реальным условиям, HOMER умножает значение мощности, предсказанное кривой мощности, на коэффициент плотности воздуха в соответствии со следующим уравнением:

где:
	PWTG	= выходная мощность ветряной турбины [кВт]
	PWTG, STP	= выходная мощность ветряной турбины при стандартной температуре и давлении [кВт]
	ρ	= фактическая плотность воздуха [кг / м3]
	ρ0	= плотность воздуха при стандартной температуре и давлении (1.225 кг / м3)

См. Также

Ресурс ветра

Изменение ресурсов ветра с высотой

Высота

Коэффициент мощности ветряной турбины: что влияет на производство электроэнергии

Что такое коэффициент мощности и что мы должны о нем знать?

При оценке эффективности выработки электроэнергии ветряной турбиной в определенном месте обычно принимается во внимание несколько измерений. Коэффициент мощности ветра — один из них.Коэффициент мощности, который часто путают с эффективностью или мощностью ветряной турбины, на самом деле является результатом расчета как внутренних, так и внешних воздействий.

Коэффициент мощности не является мощностью ветряной турбины

Мощность ветровой турбины описывает, сколько электроэнергии ветровая турбина может вырабатывать при оптимальных ветровых ресурсах. Например, наша ветряная турбина с вертикальной осью LS Double Helix 1.5 вырабатывает электрическую мощность 1,5 кВт при номинальной скорости ветра 15 м / с.Это означает, что мощность нашей ветряной турбины составляет 1,5 кВт. Другими словами, турбина рассчитана на выходную мощность 1,5 кВт.

Аналогичным образом, если береговая ветряная турбина с горизонтальной осью вырабатывает 2 МВт (мегаватт) при номинальной скорости ветра, ее мощность составляет 2 МВт.

Иконки ветряных турбин, созданные Луизой Иборра из Noun Project.

Выработка электроэнергии измеряется во времени

Количество энергии, генерируемой любым источником или потребляемой любым пользователем, обычно измеряется с течением времени.Точнее, за единицу времени «час». Например, когда ветряная турбина LuvSide мощностью 1,5 кВт полностью работает в течение одного часа, она вырабатывает 1,5 кВт-ч (киловатт-час) электроэнергии. Если он проработает полностью в течение двух часов, он вырабатывает 1,5 кВт x 2 часа = 3,0 кВт · ч электроэнергии.

В зависимости от конструкции каждая ветряная турбина имеет разную способность улавливать энергию набегающего ветра и преобразовывать ее в крутящий момент, приводящий в движение генератор. Хотя эта способность в основном отражается на эффективности и мощности ветряной турбины, внешние факторы также влияют на количество энергии, производимой турбиной с течением времени.Именно здесь в игру вступает фактор емкости.

Ветер не всегда сильный, постоянный или присутствует

Сколько электроэнергии может генерировать турбина, в значительной степени зависит от скорости ветра и постоянства набегающего ветра. При более низких скоростях ветра выработка электроэнергии резко снижается. Когда скорость ветра падает вдвое, выработка электроэнергии уменьшается в восемь раз.

Возьмем, к примеру, турбину LuvSide. Турбина LS Double Helix 1.5 оптимально работает при скорости ветра 15 м / с.Когда скорость ветра составляет всего 10 м / с, турбина может вырабатывать только 1 кВтч энергии за 1 час. Когда скорость ветра составляет 15 м / с, но дует только 0,5 часа, та же турбина вырабатывает всего 0,75 кВтч за этот час.

Иконки ветряных турбин, созданные Луизой Иборра из Noun Project.

Математика ясна. Ветер не всегда дует с одинаковой скоростью 24 часа в сутки, 365 дней в году. Иногда ветровые ресурсы в определенном месте меняются в зависимости от сезона. Иногда неожиданные погодные условия в течение дня определяют, насколько сильный ветер доступен.Из-за этого ветряная турбина не всегда может работать в номинальном режиме. Бывают случаи, когда ветряная турбина вообще не вращается из-за отсутствия ветра.

Коэффициент мощности ветряной турбины описывает реальную выходную мощность

Коэффициент мощности ветряных турбин описывает разрыв между номинальной и реальной выработкой энергии ветряной турбиной в определенном месте за период времени. Это отношение фактической выходной мощности ветряной турбины к ее номинальной или максимальной выходной мощности.

Давайте объясним попроще. В некоторых музеях можно найти велосипед, подключенный к лампочке . Когда люди едут на велосипеде, они вырабатывают электрическую энергию, которая зажигает лампочку. Теперь лампочка имеет 100% максимальную легкость, но не каждый человек может ездить на велосипеде достаточно быстро, чтобы достичь этого.

Предположим, что нужно олимпийскому велосипедисту, чтобы достичь 100% легкости с велосипедом. Но сейчас мы получаем только , мой дедушка . Мой дедушка настолько медлителен, что может ездить на велосипеде только при 30% освещенности лампочки.В этом случае коэффициент загрузки велосипеда составляет 30%. Спасибо дедушке.

В этой метафоре велосипед — это ветряная турбина. Лампочка представляет собой произведенную энергию. Олимпийский велосипедист — это оптимальная скорость ветра, которую мы хотим для нашей турбины. Тем не менее, мой дедушка — это скорость ветра, которую мы получаем на самом деле.

Коэффициент мощности зависит от многих причин и рассчитывается за период времени

Обычно коэффициент использования мощности измеряется на период в один год.Следовательно, на коэффициент мощности ветряной турбины влияет множество различных причин, происходящих в течение года. К ним относятся скорость ветра, время простоя при техническом обслуживании, время простоя при ремонте и другие.

Для расчета коэффициента мощности ветряной турбины мы берем фактическую мощность турбины за год и делим ее на оптимальную выходную мощность за тот же период времени.

В качестве примера снова возьмем ветряную турбину LS Double Helix 1.5 . Номинально ветряная турбина вырабатывает 13 140 кВтч электроэнергии в год, при условии, что ветер дует непрерывно со скоростью 15 м / с в течение всего года.Однако на самом деле турбина вырабатывала всего 2628 кВтч в том году из-за недостатка ветра. В этом случае коэффициент мощности ветряной турбины того года составляет 2628 кВтч / 13 140 кВтч = 20%.

Иконки ветряных турбин, созданные Луизой Иборра из Noun Project.

Как повысить коэффициент полезного действия ветряной турбины

Согласно исследованиям, ветряная турбина вырабатывает со средней скоростью около 40% времени или выше, что означает, что она вырабатывает небольшую мощность или не вырабатывает ее в 60% случаев по разным причинам.Средний коэффициент мощности ветряной турбины за один год обычно составляет от 20% до 30%, но все еще есть способы улучшить производительность.

Прежде всего, тщательное планирование перед установкой ветряной турбины может помочь вам максимально увеличить коэффициент использования мощности. Очень важно убедиться, что выбранный вами участок ветряной турбины получает оптимальные ветровые ресурсы. Это означает не только стабильный поток ветра, но и отсутствие препятствий, которые могли бы блокировать входящий ветер.Чем больше ветровых ресурсов получает турбина, тем больше энергии она может генерировать.

Во-вторых, коэффициенты мощности определяются не только ветровыми ресурсами. Конструкция ветряной турбины влияет на способность турбины получать энергию от набегающего ветра. Вообще говоря, низкая скорость ветра и турбулентный ветер — две основные проблемы для работы турбины.

Следовательно, современные турбины, которые могут вырабатывать электроэнергию при более низких скоростях ветра, увеличивают свои коэффициенты мощности.