Cp jest ograniczony limitem Betza wynoszącym 0,593; rzeczywiste turbiny osiągają około 0,35–0,45. Współczynnik wykorzystania steruje wartościami średnimi i rocznymi.
O tym narzędziu
Kalkulator mocy turbiny wiatrowej to darmowe narzędzie działające w przeglądarce, które szacuje moc produkowaną przez turbinę wiatrową na podstawie średnicy wirnika, prędkości wiatru i sprawności. Zwraca powierzchnię zamiataną, moc szczytową przy danej prędkości wiatru, moc średnią w czasie oraz energię roczną w kWh.
Moc to P = 0,5 × ρ × A × Cp × v³, gdzie ρ to gęstość powietrza (1,225 kg/m³ na poziomie morza), A = π(d/2)² to powierzchnia zamiatana, Cp to współczynnik mocy (rzeczywiste turbiny osiągają 0,3–0,45; limit Betza ogranicza każdą turbinę do 0,593), a v to prędkość wiatru w m/s. Ponieważ moc skaluje się z sześcianem prędkości wiatru, podwojenie wiatru daje ośmiokrotnie większą moc. Moc średnia to moc szczytowa × współczynnik wykorzystania, a energia roczna to moc średnia × 8760 godzin ÷ 1000.
Użyj go do porównania rozmiarów wirników i lokalizacji dla małego projektu wiatrowego: wpisz średnicę łopat, średnią prędkość wiatru, realistyczny Cp i współczynnik wykorzystania (15–30% jest typowe dla małych turbin), aby zobaczyć moc szczytową i roczne kWh. Wszystkie obliczenia działają w Twojej przeglądarce.
Najczęściej zadawane pytania
Dlaczego prędkość wiatru ma tak duże znaczenie?
Moc rośnie z sześcianem prędkości wiatru, więc lokalizacja o 20% większym wietrze daje około 73% więcej mocy. Dokładna średnia prędkość wiatru to pojedyncza najważniejsza wartość wejściowa — skromna turbina w silnym wietrze bije dużą w słabym wietrze.
Czym jest współczynnik mocy Cp i limit Betza?
Cp to część energii kinetycznej wiatru, którą wirnik faktycznie przechwytuje. Fizyka ogranicza go do limitu Betza wynoszącego 0,593; dobre rzeczywiste turbiny osiągają 0,35–0,45 po uwzględnieniu strat łopat, przekładni i generatora.
Czym jest współczynnik wykorzystania?
Wiatr nie zawsze wieje z wpisaną prędkością, więc turbina nigdy nie pracuje na szczycie przez cały rok. Współczynnik wykorzystania to stosunek rzeczywistej produkcji rocznej do pracy na szczycie przez cały czas — z grubsza 15–30% dla małych turbin, więcej dla dużych morskich.
Czy moc szczytowa to tyle, ile otrzymuję ciągle?
Nie. Moc szczytowa to chwilowa produkcja przy dokładnie wpisanej prędkości wiatru. Rzeczywista średnia produkcja jest niższa, ponieważ wiatr się zmienia — to właśnie szacują kafelki mocy średniej i energii rocznej, sterowane współczynnikiem wykorzystania. Wszystko liczone jest lokalnie.
Więcej narzędzi