• Russian (CIS)
  • Ukrainian (UA)
Ветрогенераторы. Как это работает.

vetro0В первую очередь проанализируем энергию,  которую несет в себе ветер. Приведем формулу расчета энергии ветра:

P = 0,6 х S x V3

P - это мощность, Вт. S - площадь (м2) на которую перпендикулярно дует ветер. V - скорость ветра, в м/с.

Т.е. мощность, энергия, что несет в себе ветер прямо пропорционально обдуваемой им площади и кубу его скорости. Например, ветер дующий на 1 м2 со скоростью 2 м/с «несет» в себе энергию 4,8 Ватт. Если скорость ветра увеличится до 8 м/с, то мощность возрастет до 307 Ватт. И больше Вы от ветра не получите в принципе, даже теоретически.

Другой важнейшей характеристикой ветряка является т.н. КИЭВ - коэффициент использования энергии ветра. У самых лучших образцов ветряков он составляет всего 40-45%! Кстати, о мощности ветряка. Вы можете не поверить, и это действительно парадоксально выглядит, но единственно, от чего зависит мощность ветряка (кроме скорости ветра) - это его площадь. Иногда ее называют «площадь ометания». Можно привести много формул математических доказательств и практических подтверждений, но мощность ветряка с одной лопастью (которая ометает - описывает круг диаметром D), и ветряка с 6-ю лопастями такого диаметра - одинакова! Вот хотите - верьте, хотите нет, но это - так!

Дело в том, что ветер воспринимает лопасти не как отдельные «дощечки» и давит на каждую по очереди, а как круг, диск. Поэтому важна только площадь, а не количество лопастей. Ветер, раскручивая лопасти ветряка, придает ей скорость. Кроме угловой скорости вращения, лопасть еще имеет и линейную скорость. А следовательно, поскольку крутится не в вакууме, начинает встречать сопротивление воздуха, которое растет пропорционально кубу скорости. Тем более, что лопасть представляет собой не плоскую дощечку, а определенный аэродинамический профиль, имеющий и конкретную толщину, и угол поворота. И этот профиль при вращении «натыкается» на воздух «межлопастного» пространства. И получается, что чем большую мощность потока мы собираемся собрать, увеличивая число лопастей, тем большее сопротивление воздуха они испытывают во время вращения. Как результат - то, что написано выше - мощность ветряка зависит от площади ометания, а не от числа лопастей.

Теперь о быстроходности. Быстроходность ветряка - величина, показывающая, насколько линейная скорость лопасти больше скорости ветра. Если вы узнаете, например, что у ветряка быстроходность 7, то это значит, что кончик его лопасти имеет линейную скорость в 7 раз больше скорости ветра. И при ветре в 10 м/с, кончик лопасти летит по воздуху со скоростью 70 м/с, т.е. 250 км/ч! Так что не рекомендуем пытаться останавливать лопасть руками. Их просто срежет как бритвой.

 


 
© 2012 GRAVICAPPA. Все права защищены. Создание сайта: JetBrain