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Wie viel Energie produziert eine Windmühle?


Windkraftanlagen können ihre Blätter an Hängen, im Meer, neben Fabriken und über Häusern drehen. Die Idee, die Natur Ihr Zuhause kostenlos mit Strom versorgen zu lassen, mag scheinen ansprechend , aber es ist wichtig zu lernen, wie man die Leistung einer Windkraftanlage berechnet, bevor man eine kauft - und besonders wichtig, den Unterschied zwischen der Nennleistung der Maschine und der tatsächlichen Leistung zu verstehen, die man von ihr erwarten kann. < /span>Schauen Sie sich die Windkarten des National Renewable Energy Laboratory an, um zu sehen, ob Windgeschwindigkeit und Verfügbarkeit in Ihrer Gegend Windenergie zu einer guten Wahl für Ihr Zuhause machen.

Windgeschwindigkeit

Die meisten Windkraftanlagen bestehen aus Rotorblättern, die Flugzeugpropellern ähneln. Wenn Luft durch sie geblasen wird, bringen sie den Rotor dazu, eine Welle zu drehen, die einen elektrischen Generator antreibt.< span> Die meisten Turbinen schalten sich automatisch ab, wenn die Windgeschwindigkeit etwa 88,5 km/h (55 Meilen pro Stunde) erreicht, um mechanische Schäden zu vermeiden. Dies reduziert die Stromerzeugung bei starkem Wind und Menschen brauchen kontinuierlichen Strom aus dem Wind. Sie produzieren auch keinen Strom, wenn der Wind zu langsam weht. Wenn die Windgeschwindigkeit um die Hälfte abnimmt, nimmt die Energieproduktion ab um den Faktor acht. Die Zeit, in der die Windverhältnisse in einer bestimmten Region optimal sind, bestimmt die Verfügbarkeit der Windkraftanlage. Anlagen an höher gelegenen Standorten erhalten mehr Wind, was sich in einem größeren übersetzt Ausgabe.

Effizienzbewertung

Moderne Windkraftanlagen verwenden eine Vielzahl von Konstruktionen, die dazu dienen sollen, den Wind effizienter einzufangen. Effizienz ist ein wichtiger Wert, den man bei der Bewertung einer Windkraftanlage kennen sollte.   In einer idealen Welt würde eine Turbine 100 Prozent des Windes durch ihre Flügel in Energie umwandeln. Aufgrund von Faktoren wie Reibung haben diese Maschinen nur einen Wirkungsgrad von 30 bis 50 Prozent der Nennleistung. Die Ausgangsleistung errechnet sich wie folgt:

Zur Verfügung gestellt von Wissenschaftlich
\text{power}=\frac{\text{Luftdichte}\times \text{überstrichene Fläche der Rotorblätter}\times \text{Windgeschwindigkeit}^3}{2} 2 Luftdichtigkeit ×  bedeckte Fläche von Blättern  × < /font>Windgeschwindigkeit3

Die Fläche wird in Quadratmetern angegeben, die Luftdichte in Kilogramm pro Quadratmeter und die Windgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde.

Kritische Auszeichnungen

Nur weil eine Windkraftanlage eine Leistung von 1,5 Megawatt hat, heißt das noch lange nicht, dass sie in der Praxis so viel Strom produziert. Windkraftanlagen produzieren in der Regel deutlich weniger als die Nennleistung, Das ist die maximale Menge an Strom, die sie produzieren könnten, wenn sie die ganze Zeit laufen würden. Zum Beispiel kann eine 1,5-Megawatt-Windkraftanlage mit einem Wirkungsgrad von 33 Prozent nur ein halbes Megawatt produzieren in einem Jahr - weniger, wenn der Wind nicht zuverlässig weht. Industrielle Turbinen haben normalerweise eine Leistung von 2 bis 3 Megawatt. Die Menge an Energie tatsächlich wird jedoch durch die Effizienz und die Verfügbarkeit von Wind reduziert - der Prozentsatz der Zeit, in der eine Einheit genug Wind hat, um sich zu bewegen.

Einkaufstipps für Windkraftanlagen

Wenn Sie die Kapazitäts- und Effizienzfaktoren einer Einheit kennen, können Sie die geschätzte Jahresleistung anhand der folgenden Formel berechnen:

365\frac{\text{Tage}}{\text{Jahr}}\times 24\frac{\text{Stunden}}{\text{Tage}}\times \text{maximale Kapazität} \times \text{Kapazitätsfaktor}=\text{Kilowattstunde pro Jahr}× 24 Tage Stunde ×maximale Kapazität× Kapazitätsfaktor < /font>=< / span>Kilowattstunden pro Jahr< /span>

Zum Beispiel würde eine Turbine mit einer Nennleistung von 1,5 Megawatt und einem Wirkungsgrad von 25 Prozent folgende Leistung erbringen:

365\times 24\times 1500\times 0.25 = 3.285.000\text{ Kilowattstunde pro Jahr}3 65× 24< /font> span>×< /span> 15< span class= "mord">00×0.25= 3, 28 5,0 0  0  < span class="mord"> Kilowattstunden pro Jahr

Bei dieser Berechnung wird davon ausgegangen, dass Wind das ganze Jahr über rund um die Uhr verfügbar ist. In der Praxis passiert dies nicht. Sie können die verwenden NREL-Windkarten, um Ihre Zeitangaben für eine genauere standortspezifische Zahl anzupassen.






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