Розрахункові формули

Кінетична енергія вітру на одиницю площі

(3.1)

Енергія вітру, що доводиться на площу А обмаху вітроколеса

, Вт (3.2)

де ρ – густина повітря кг/м³ (ρ≈ 1,2кг/м³); U_o – швидкість вітру, м/с;

A - площа вітроколеса, м²;

Максимальна потужність вітроколеса (ВК)

(3.3)

де С_р – коефіцієнт потужності, максимальне значення 16/29≈0,59.

Практично в швидкохідних добре спроектованих ВЕУ С_р становить 0,3…0,4.

При С_р≈0,3; ρ=1,2 кг/м³ і U _o=12м/с потужність, що знімається з 1 м² обмаху ВК, Р≈300 Вт/м².

Ефективність роботи вітроколеса залежить від коефіцієнта швидкохідності

Z=Rω/U_o, (3.4)

де R – радіус вітроколеса, м; ω – кутова швидкість вітроколеса, рад/с;

U_o – швидкість вітру, м/с

Оптимальна швидкохідність для n-лопатевого вітроколеса

Z_о≈4π/n, (3.5)

де n число лопатей ВК. Чим менше лопатей, тим більше швидкість.

Наприклад, для двохлопатевого вітроколеса Ср _-max для 4-х лопатевого - при Z_о=4π/4≈3.

Найбільш економічні ВЕС мають по 2 лопаті, але з метою зниження динамічних навантажень виготовляють швидкохідні ВЕС з 3 лопатями. Багатолопатеві ВК (тихохідні) містять до 20 лопатей.

Для підтримки оптимальної швидкохідності (Z_o- оптимальний) ВЕУ виготовляють на певний діапазон швидкостей вітру U_o (розрахункову і максимальну). Звичайно проектувальник вибирає одну з двох задач:

1) Максимальна кількість виробляємої електроенергії.

2) Робота ВЕУ при мінімальній швидкості вітру U_o min.

При U_o=12 м/с; С_р=0,3; ρ=1,2 кг/м³

=244·D², Вт,

або Р=0,25D², кВт. Звідки D=2,02· , де Р у кВт

Дата добавления: 2014-12-07