
一篇关于风能效率的简短文章,将帮助你理解利用风能发电的复杂性,并参考最大输出可能。
从过去主要用于磨玉米的传统风车,到最近引进的以发电为唯一目的的最先进的风力涡轮机,我们显然走过了一段漫长的道路。在所有的混乱中使用化石燃料和他们造成的污染,风能作为一种合适的替代能源今天。事实上,很多人都认为风能有能力在未来取代化石燃料发电。
在生产力方面有多高效率?
德国物理学家Albert Betz于1919年,透露风力涡轮机的最大可能产量为59%。在被称为BETZ的法律中,他指出,可以从液压风发动机或风力涡轮机衍生的最大能量为16/27即风的总动能的59%。然而,任何一个有30%效率的风电场都被认为是高效的。您可能还遇到了最多的消息来源 - 其中大多数恰好是风力涡轮机公司,这在哪个状态下,现代风力涡轮机具有70-80%的电力能力。
事实上,理想情况下,甚至现代风力涡轮机甚至只能产生20-40%的电力 - 取决于最大的几个潜在因素。效率仅为30%的电源作为未来电源的电源毫无疑问,许多人毫无疑问。为了了解整个物质的复杂性,我们需要通过风能如何转换为电力的风力发电。
风力涡轮机的效率
基本上,风力涡轮机是一种将风力的动能转化为机械能的装置,机械能最终通过与之相连的发电机转化为电能。利用风力涡轮机将风力的动能全部转化为机械能是否可行?用一个词来说,答案是“不”。与所有其他能源一样,甚至风能也有一定的局限性。为了将100%的动能转化为机械能,风力涡轮机必须利用它所受的所有风力。如果该领域的中坚力量是可信的,这些风力涡轮机只能转换50%的风的动能并将其转化为机械能,而其余的50%逃离涡轮机。换句话说,只有一半的风能被风力涡轮机利用,而其余的一半通过旋转涡轮机的形式的风。
为了在效率表上获得100%的完美分数,风力涡轮机将必须利用风力的全部动能。然而,利用所有的动能将导致零速度或没有风的另一边的涡轮机。与此同时,我们需要考虑这样一个事实,即这些风力涡轮机的工作速度是在输出最大的特定速度下。假设风力涡轮机被设计为在20英里每小时的速度下提供最好的可能的输出,产生的最高数量的能量将是20英里每小时,而当速度更低时,数量将会更少。考虑到风速不是恒定的,很难预测风力发电机在一年中会产生一定的电量。同时,发电机的效率不是100%,再加上电流的转换损耗,也会使总输出下降一个小幅度。
关于70-80%发电的索赔呢。好吧,这些机器确实具有产生如此多的力量的能力,但正如我们所说,在此处都有几个潜在的因素来到这里。例如,风速恒定的机会是不可能的,这意味着涡轮机将不能每天产生相同的功率。专家索赔的30%是理论最大输出,也称为负载因子。为了比较的目的,常规电站的理论最大输出或负载系数平均约为50%。即使在风力发电的情况下也是较低的,即环境友好和可再生能源的事实也使其成为所需的提升。
除了所有这些关于风力发电效率的事实在生产力方面,人们还必须考虑它在成本方面的效率。将风能作为未来最好的能源的整个概念,依赖于最大限度的输出,同时检查产生的费用。如果您评估基础设施开发的初始成本和回报时间,可以有把握地说风力是成本效益长期。但是,我们还需要考虑到我们尚未解决有效利用这种能源的一些问题,因此安全的选择将在研究和开发中泵送更多的资金,以确保我们得到最好的交易 - 即使它意味着等待更多时间。