Калькулятор потужності вітрового потоку

Потужність вітрового потоку та знімана потужність вітроколеса з межею Бетца.

Вхідні дані

Калькулятор потужності вітрового потоку

4 поля

Ідеальна аеродинамічна модель окремого ротора. Cp автоматично не включає втрати генератора, обмеження потужності, зупинки й керування. Для енергії потрібні розподіл швидкостей у часі та крива потужності: середнє v³ не є кубом середнього v.

Заповніть поля, і результат автоматично зʼявиться тут.

Знайдіть миттєву механічну потужність ідеалізованого ротора за діаметром, швидкістю вітру, густиною й Cp. Рядок 24 годин передбачає сталий вітер і Cp; це не прогноз добового чи річного виробітку електроенергії.

Категорія
Фізика
FAQ
4 питань
Актуальність
на основі формули

Як працює

Формула і логіка

A=πD²/4, Pпотоку=ρAv³/2, Pротора=Cp·Pпотоку. Межа Бетца обчислюється точною дробою 16/27, не округленням 0,593. Форма вимагає додатне Cp≤16/27; v=0 допустиме й дає нульову потужність.

Приклад

D=3 м,v=7 м/с,ρ=1,225 кг/м³,Cp=0,4 дають≈0,594 кВт ротора,≈1,485 кВт потоку й≈0,8800 кВт за Бетцом.24 сталих години дають≈14,256 кВт·год механічної енергії.

Поля й одиниці

  • Діаметр вітроколеса — м
  • Швидкість вітру — м/с
  • Коефіцієнт використання — 1
  • Густина повітря — кг/м³

Як користуватися

  • — Введіть вітер біля ротора й відповідну густину; висота вежі сама не є входом.
  • — Не використовуйте середню швидкість як готовий прогноз енергії за змінного вітру.
  • — Коефіцієнт використання встановленої потужності=фактична енергія/(номінальна потужність×час); форма його не визначає.

Методика та обмеження

Методика розрахунку
Формула і логіка
Джерело даних або норми
DOE: точна межа 16/27 і зміст Cp
Обмеження
Ідеальна аеродинамічна модель окремого ротора. Cp автоматично не включає втрати генератора, обмеження потужності, зупинки й керування. Для енергії потрібні розподіл швидкостей у часі та крива потужності: середнє v³ не є кубом середнього v.

FAQ

Як впливають швидкість і діаметр?

За сталих Cp та густини подвоєння швидкості збільшує миттєву потужність у 8 разів, а подвоєння діаметра — у 4 рази. Це не універсальний висновок про економічність майданчика або висоту вежі.

Що таке межа Бетца?

Теоретичний максимум частки енергії потоку, яку можна зняти: 16/27 ≈ 0,593. Забрати всю енергію неможливо — тоді повітря зупинилося б за колесом і новий потік не пройшов би.

Чому не можна брати швидкість поривів?

Ідеальна аеродинамічна модель окремого ротора. Cp автоматично не включає втрати генератора, обмеження потужності, зупинки й керування. Для енергії потрібні розподіл швидкостей у часі та крива потужності: середнє v³ не є кубом середнього v. Коефіцієнт використання встановленої потужності=фактична енергія/(номінальна потужність×час); форма його не визначає.

Чому висота осі має значення?

Введіть вітер біля ротора й відповідну густину; висота вежі сама не є входом.