Wikisage is op 1 na de grootste internet-encyclopedie in het Nederlands. Iedereen kan de hier verzamelde kennis gratis gebruiken, zonder storende advertenties. De Koninklijke Bibliotheek van Nederland heeft Wikisage in 2018 aangemerkt als digitaal erfgoed.
- Wilt u meehelpen om Wikisage te laten groeien? Maak dan een account aan. U bent van harte welkom. Zie: Portaal:Gebruikers.
- Bent u blij met Wikisage, of wilt u juist meer? Dan stellen we een bescheiden donatie om de kosten te bestrijden zeer op prijs. Zie: Portaal:Donaties.
Windturbinevermogen: verschil tussen versies
Geen bewerkingssamenvatting |
Geen bewerkingssamenvatting |
||
| Regel 7: | Regel 7: | ||
en voor grotere snelheden v>''v''<sub>g</sub> is | en voor grotere snelheden v>''v''<sub>g</sub> is | ||
:''P'' = ''P''<sub>g</sub> = (ρ/2) C<sub>p</sub> ''A''(''v''<sub>g</sub><sup>3</sup>-''v''<sub>b</sub><sup>3</sup>) | :''P'' = ''P''<sub>g</sub> = (ρ/2) C<sub>p</sub> ''A''(''v''<sub>g</sub><sup>3</sup>-''v''<sub>b</sub><sup>3</sup>) | ||
het nominaal generatorvermogen. Hierin is | het nominaal generatorvermogen. Hierin is ρ=1,2 kg/m³ de massadichtheid van lucht. ''A'' is het windvangend oppervlak van de turbine. C<sub>p</sub> is het deel van de windenergiestroom door een oppervlak ''A'' ver vóór de turbine dat door de turbine nuttig gebruikt wordt; zie [[Windturbine-aerodynamica]]. Bij storm leveren oudere turbines geen vermogen, maar dat heeft op onderstaande opbrengstberekening een verwaarloosbaar effect omdat het maar weinig uren per jaar stormt. | ||
De kans F dat de windsnelheid groter is dan een waarde ''v'' volgt bij benadering een Rayleigh-verdeling | De kans F dat de windsnelheid groter is dan een waarde ''v'' volgt bij benadering een Rayleigh-verdeling | ||
Versie van 27 dec 2015 14:45
Windturbinevermogen heeft een aantal betekenissen. Het nominale vermogen is wat op het naamplaatje staat, bijvoorbeeld 2 MW. Interessanter is wat de turbine werkelijk levert afhankelijk van de windsnelheid, en hoe dat geregeld wordt. Belangrijk is vooral het vermogen gemiddeld over een jaar, bijvoorbeeld 4 GWh/a, en hoe dat afhangt van de gemiddelde windsnelheid ter plaatse.
Theorie
Stel dat de turbine begint te draaien bij windsnelheid vb en dat het vermogen begrensd wordt bij windsnelheid vg (Engels: rated windspeed) om overbelasting te voorkomen. Bij windsnelheden tussen deze waarden vb<v<vg is het vermogen
- P = (ρ/2) Cp A(v3-vb3)
en voor grotere snelheden v>vg is
- P = Pg = (ρ/2) Cp A(vg3-vb3)
het nominaal generatorvermogen. Hierin is ρ=1,2 kg/m³ de massadichtheid van lucht. A is het windvangend oppervlak van de turbine. Cp is het deel van de windenergiestroom door een oppervlak A ver vóór de turbine dat door de turbine nuttig gebruikt wordt; zie Windturbine-aerodynamica. Bij storm leveren oudere turbines geen vermogen, maar dat heeft op onderstaande opbrengstberekening een verwaarloosbaar effect omdat het maar weinig uren per jaar stormt.
De kans F dat de windsnelheid groter is dan een waarde v volgt bij benadering een Rayleigh-verdeling
- F = exp(-πv2/4u2)
met gemiddelde windsnelheid u = -∫udF. Het gemiddelde van de windenergiestroomdichtheid is
- q = -∫(ρ/2) v3dF = (3/π) ρu3
dat is 250 watt/m² voor u=6 m/s. Het gemiddelde turbinevermogen is Q = -∫PdF = ∫FdP. Integratie levert
.jpg)
- Q = qCpηA
waarin η = [B(vg/u)-B(vb/u)] en B(x) gedefinieerd is door
- B(x) = erf(x√π /2)-x exp(-πx2/4)
met de errorfunctie erf.
De opbrengst Q wordt dus beperkt door twee factoren, Cp en het rendement η. Cp is minder dan de Betz-limiet 0,59 tgv. aerodynamische verliezen. Verliezen in generator, transmissie en omvormer (zie Regeling) worden via vb in \eta verrekend.
De capaciteitsfactor is Q/Pg.
In bewerking