Клеменс
Расчет мощности, производимой ветряной мельницей
Приведенная ниже формула дает мощность, вырабатываемую ветряной мельницей.
Ветряные мельницы не являются новым источником энергии: они использовались для производства механической энергии или для перекачивания воды несколько веков назад, а сейчас они разрабатываются для выработки электроэнергии, но не в очень значительных количествах, как можно увидеть ниже.
Самые эффективные ветряные мельницы имеют КПД не более 50% даже в самых ветреных местах мира. Мощность, производимая ветряной мельницей, определяется по следующей формуле:
Мощность, производимая ветряной мельницей (в ваттах) = C (постоянная) xk (коэффициент полезного действия) x (диаметр ветряной мельницы в метрах) 2 x (скорость ветра в м) / с) 3
- D - диаметр гребного винта в метрах
- V - скорость ветра в метрах в секунду.
Эта формула пропорциональна квадрату диаметра пропеллеров, что помогает нам понять, почему современные ветряные мельницы становятся все больше и больше, с еще большими диаметрами, в их попытках производить значительное количество энергии.
Эта формула также демонстрирует, насколько изменчивой может быть выходная мощность в зависимости от метеорологических условий (скорости ветра).
Например, ветряные мельницы последнего поколения, в которых используются самые современные технологии и строительные материалы (см. Фото ниже), имеют диаметр почти 100 метров и простираются в небо, выше 40-этажного здания (примерно вдвое меньше Эйфелева башня). Такая ветряная мельница будет производить около 1 МВт мощности при скорости ветра 10 м / с.
Потребовалось бы 1500 таких гигантских ветряных мельниц, если предположить, что ветер всегда дует на полную мощность, чтобы произвести столько же энергии, сколько один ядерный реактор мощностью 1500 МВт (всего несколько метров шириной и высотой).
Но в обычный день и в большинстве мест ветер редко дует со скоростью 10 м / с. Так что же происходит при более умеренном ветре, скажем, 1 м / с?
Если скорость ветра составляет 1 м / с, то эти огромные современные ветряные мельницы вырабатывают всего около 1 кВт мощности (в 1000 раз меньше, чем при скорости ветра 10 м / с), которой не хватает даже для одной одежды. стиральная или сушильная машина.
Каждая из этих огромных ветряных мельниц стоит около миллиона долларов, это большие деньги для установки, которая не производит достаточно энергии для работы одной стиральной машины при умеренном ветре ...
Тем не менее, ветряные мельницы могут быть полезны для производства небольших количество энергии вдали от электрической сети, например, для выработки энергии для радио и навигационных приборов на парусной лодке.
Это возможно, потому что навигационные приборы потребляют намного меньше энергии, чем стиральная машина.
Нельзя исключать полностью ветряные мельницы, они могут быть очень полезны в местных приложениях, вырабатывая НЕБОЛЬШОЕ количество энергии, но, к сожалению, они не могут заменить ядерные или ископаемые топливные электростанции для производства электроэнергии в промышленно развитых странах.