Калькулятор мощности ветрового потока
Мощность ветрового потока и снимаемая мощность ветроколеса с пределом Бетца.
Заполните поля — результат появится здесь автоматически.
Найдите мгновенную механическую мощность идеализированного ротора по диаметру, скорости ветра, плотности и Cp. Строка за 24 часа предполагает неизменный ветер и Cp; это не прогноз суточной или годовой электрической выработки.
Как считается
Формула и логика
A=πD²/4, Pпотока=ρAv³/2, Pротора=Cp·Pпотока. Предел Бетца рассчитывается точной дробью 16/27, а не округлением 0,593. Cp в форме положителен и не выше 16/27; v=0 допускается и даёт нулевую мощность.
Пример
D=3 м,v=7 м/с,ρ=1,225 кг/м³,Cp=0,4 дают≈0,594 кВт ротора,≈1,485 кВт потока и≈0,8800 кВт по Бетцу. Постоянные 24 часа дают≈14,256 кВт·ч механической энергии.
Поля и единицы
- Диаметр ветроколеса — м
- Скорость ветра — м/с
- Коэффициент использования — 1
- Плотность воздуха — кг/м³
Как пользоваться
- — Введите скорость ветра у ротора и подходящую плотность; высота башни сама по себе не является входом.
- — Не используйте среднюю скорость как готовый прогноз энергии при переменном ветре.
- — Коэффициент использования установленной мощности=реальная энергия/(номинальная мощность×время); эта форма его не определяет.
Методика и ограничения
- Методика расчёта
- Формула и логика
- Источник данных или нормы
- DOE: точный предел 16/27 и смысл Cp
- Ограничение
- Идеальная аэродинамическая модель отдельного ротора. Cp не включает автоматически потери генератора, ограничения по мощности, остановки и кривую управления. Для энергии нужны распределение скоростей во времени и кривая мощности: среднее v³ не равно кубу среднего v.
FAQ
Почему предел Бетца именно 16/27?
Он следует из сохранения массы и импульса: чтобы забрать энергию, поток надо затормозить, но полностью остановленному воздуху некуда уходить из-за колеса. Оптимум приходится на замедление до трети исходной скорости и даёт 59,3 процента.
Почему скорость важнее диаметра?
Диаметр входит квадратом, скорость — кубом. Ветер вдвое сильнее даёт восьмикратную мощность, а чтобы получить то же увеличением колеса, диаметр пришлось бы увеличить почти втрое.
Почему реальная выработка меньше расчётной?
Идеальная аэродинамическая модель отдельного ротора. Cp не включает автоматически потери генератора, ограничения по мощности, остановки и кривую управления. Для энергии нужны распределение скоростей во времени и кривая мощности: среднее v³ не равно кубу среднего v. Коэффициент использования установленной мощности=реальная энергия/(номинальная мощность×время); эта форма его не определяет.
Учитывается ли высота башни?
Введите скорость ветра у ротора и подходящую плотность; высота башни сама по себе не является входом.