Współczynniki wykorzystania mocy Cp
Współczynnik szybkobieżności
Współczynnik aerodynamiczny
Formularz kontaktowy
Najczęściej zadawane pytania
Aktualności
Literatura elektrownie wiatrowe
Chcąc określić moc mechaniczną wytworzoną przez turbinę należy znać moc wiatru dla danej omiatanej przez łopaty turbiny powierzchni, gęstość powietrza, prędkość wiatru oraz współczynnik mocy wykorzystania strumienia wiatru cp. Określenie współczynnika cp ma zasadniczy wpływ na wyznaczenie wytworzonej mocy mechanicznej przez turbinę, z tego względu, że energię kinetyczną strumienia wiatru nie można przetworzyć na innego rodzaju energię ze stuprocentową sprawnością. Poniżej zostaną przedstawione cztery sposoby określenia wartości cp:
Wartość cp zależy od prędkości wiatru przed przetwornikiem i za nim. Oprócz dwóch prędkości V1 i V2 występuje też prędkość V'. Wielkość V1 jest to prędkość strumienia powietrza dopływającego do wirnika, natomiast V2 określa prędkość powietrza za wirnikiem. Wartość V' (prędkość powietrza przepływającego przez wirnik) wyznaczana jest jako średnia arytmetyczna prędkości V1 i V2 ponieważ nie jest nam znana:
Współczynnik mocy cp wyznaczyć można z tzw. ograniczenia Betza, dla którego wzór ma postać:
Stosując wzór (powyższy) przedstawiony został rysunek (poniżej) pokazujący zależność współczynnika cp od stosunku prędkości V2/V1. Na podstawie rysunku zauważalne jest teoretycznie największe wykorzystanie strumienia wiatru prze turbinę wiatrową cp=0,5926 dla stosunku prędkości V2/V1=1/3, co odpowiada sytuacji, dla której prędkość V'=(2/3)V1 oraz V2=(1/3)V1. Współczynnik mocy cp rzeczywistych przetworników osiąga wartości mniejsze od obliczonych powyżej ze względu na występowanie różnego typu strat aerodynamicznych, które zależą od konstrukcji wirnika, a w tym od liczby i kształtu łopat, masy, sztywności itp.[23].
W literaturze podawane są różne zakresy rzeczywistej wartości (0,35 do 0,4 [2] i 0,3 do 0,38 [40]).
Rysunek - Współczynnik mocy cp jako funkcja stosunku prędkości wiatru V2 do V1 (ograniczenia Betza) oraz kąta nachylenia łopat
