Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Основы ветроэнергетики

Мощность и энергия, вырабатываемая ветроустановкой

Мощность ветроустановки определяется выражением

(3.62)

Поскольку площадь, обметаеться ветроколесом площадь имеет форму круга, то

Учитывая, что энергия от ветроколеса передается через редуктор, необходимо учесть КПД редуктора ( ), и КПД генератора, или точнее КПД преобразования елекиричнои энергии ( ), тогда, выражая мощность ВЭУ в киловаттах, уравнение (3.41) запишется в виде

(3.63)

Зная зависимость от скорости ветра, можно построить характеристику мощности ветра в зависимости от скорости, или снять ее при длительных натурных испытаний, или путем продувки модели в аэродинамической трубе. Во всяком случае, любая фирма в рекламных материалах дает характеристику мощности (в зарубежной литературе она называется «кривая мощности»).

Для того, чтобы определить энергию, вырабатываемую ветроустановкой необходимо знать распределение скорости ветра по диапазонам и характеристику мощности ветроустановки. Существуют два способа определения энергии:

а) с помощью стандартной функции распределения скорости ветра - обычно в качестве такой функции используются или двух параметрическая функция Вейбулла, или ее упрощения в виде однопараметрической функции распределения Рэлея;

б) второй способ основан на определении функции распределения скорости ветра по диапазонам на базе реальных измерений скорости ветра. При этом в принятых диапазонах скорость ветра и, следовательно, мощность принимается постоянной. Сущность процесса поясняеться на рис. 3.17 и 3.18.

Повторяемость скоростей ветра t1 (а) и распределение годовой удельной энергии ветра Wпит (6)  v1 - скорость ветра которая наиболее часто наблюдается;  v2 - средняя скорость ветра;  v3 - скорость, что обеспечивает наибольший вклад в годовую выработку энергии

Рисунок 3.17 - Повторяемость скоростей ветра t 1 (а) и распределение годовой удельной энергии ветра Wпит (6) v 1 - скорость ветра которая наиболее часто наблюдается; v 2 - средняя скорость ветра; v 3 - скорость, что обеспечивает наибольший вклад в годовую выработку энергии

Так если имеется повторяемость скорости ветра, то каждому значению скорости и повторяемости соответствует удельное значение энергии, определяется по формуле:

(3.59)

где - число часов в году.

Таким образом строится кривая удельного значения ветра. Как видим кривая имеет максимум, при скорости , не совпадает со средней скоростью.

Теоретическое распределение удельной мощности ветра (1), удельной мощности на валу ветроколеса (2) и фактическое распределение мощности ВЭУ (3, 4)

Рисунок 3.18 - теоретическое распределение удельной мощности ветра (1), удельной мощности на валу ветроколеса (2) и фактическое распределение мощности ВЭУ (3, 4)

На рис. 3.18 объясняется, как от энергии ветра происходит переход к настоящему выработки на ВЭУ. Переход от кривой 1 мощности (энергия ветра) к кривой 2 (мощность ветроколеса) определяется коэффициентом использования энергии ветра (3.42). Переход к фактическому распределению удельной мощности происходит при ограничении мощности в зоне больших ветров (прямая 4 и ), отключение ветроустановки в зоне ветров, превышающих максимальный рабочий значение скорости ( ), и остановка ВЭУ в зоне малых ветров ( ). Время - это время работы ветроустановки в диапазоне скоростей от стартовой до номинальной.

В таблице 3.1. приведены выполнены разработчиками ветротурбины данные расчета выработки электроэнергии ВЭУ REpower 45/600, мощностью 600 кВт, что stall-регулирование мощности. Распределение скорости ветра по диапазонам взято на основании измерений для среднегодовой скорости ветра 7 м / с. Характеристика мощности взята по данным испытаний этой ВЭУ в течение года. Как видим для принятых условий расчетная годовая выработка электроэнергии составила 1822 тыс. КВт • ч, что соответствует достаточно высокому коэффициенту использования установленной мощности равном 30,4%. Это лишний раз свидетельствует о том, что при среднегодовой скорости ветра 7 м / с эффективность ветроустановки не подлежит сомнению.

Таблица 3.1.

Расчет производства электроэнергии ветроустановкой типа REpower 48/600 при среднегодовой скорости ветра 7 м / с

Скорость ветра, м / с

Вероятность скорости ветра,%

Количество часов в году, ч.

Мощность ВЭУ, кВт

Производство электроэнергии, кВт • ч

1

2,25

197,1

0

0

2

5,3

464,28

0

0

3

6,9

604,44

0

0

4

8,7

762,12

20,8

15852

5

10,5

919,8

52,1

47921

6

11,8

1033,68

88,5

91480

7

12,2

1068,72

151,2

161590

8

10,9

954,84

239,8

228970

9

8.5

748,6

317,6

236484

10

7,0

613,2

417,1

255765

11

5,2

455,52

490,0

223204

12

3,7

324,12

556

180210

13

2,7

236,52

597

141202

14

1,7

148,92

624

92926

15

1,2

105,12

641

67381

16

0,7

61,32

627

38447

17

0,4

35,04

620

21724

1 $

0,2

17,5

616

10792

19

0,1

8,76

614

5378

20

0,05

4,4

606

2654

вместе

100

8760

1822010

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее