風能公式

由於風力機需要根據一個確定的風速來設計風力機的額定功率,這個風速稱為額定風速。在這種風速下,風力機功率達到最大。風力工程中,把風力機開始運行作功時的這個風速稱為起動風速或切入風速。大到某一極限風速時,風力機就有損壞的危險,必須停止運行,這一風速稱為停機風速或切出風速。因此,在統計風速資料計算風能潛力時,必須考慮這兩種因素。通常將從切入風速到切出風速之間的風力稱"有效風力"。這個範圍內的風能稱為"有效風能"。因此還必須引入有效風能密度這一概念,它是有效風力範圍內的風能平均密度。

簡介

風能的利用主要是將它的動能轉化為其他形式的能,因此計算風能的大小也就是計算氣流所具有的動能。在單位時間內流過垂直於風速截面積S(m )的風能,即風功率:

W=1/2ρv S

式中,W為風能,單位為kg·m ·s ,即為W,ρ為空氣密度,單位kg/m ;v為風速,單位m/s。上述公式是常用的風功率公式。而風力工程上,則又習慣稱為風能公式。

可以看出風能大小與氣流通過的面積、空氣密度和氣流速度的立方成正比。因此,在風能計算中,最重要的因素是風速,風速取值準確與否對風能的估計有決定性作用。如風速大1倍,風能可大8倍。

風能密度公式

為了衡量一個地方風能的大小,評價一個地區的風能潛力,風能密度是最方便和有價值的量。風能密度是氣流在單位時間內垂直通過單位截面積的風能。將上式除以相應的面積S,當S=1,便得到風功率密度公式,也稱風能密度公式:

w=1/2ρv

由於風速是一個隨機性很大的量,必須通過一定時間的觀測來了解它的平均狀況。因此在一段時間長度內的平均風能密度,可以將上式對時間積分後平均。

當已知在T時間長度內風速。的機率分布P(v)後,平均風能密度便可計算出來。

風速分布P(v)在研究了風速的統計特性後,可以用一定的機率分布形式來擬合,這樣就大大簡化了計算的手續。

套用

由於風力機需要根據一個確定的風速來設計風力機的額定功率,這個風速稱為額定風速。在這種風速下,風力機功率達到最大。風力工程中,把風力機開始運行作功時的這個風速稱為起動風速或切入風速。大到某一極限風速時,風力機就有損壞的危險,必須停止運行,這一風速稱為停機風速或切出風速。因此,在統計風速資料計算風能潛力時,必須考慮這兩種因素。通常將從切入風速到切出風速之間的風力稱"有效風力"。這個範圍內的風能稱為"有效風能"。因此還必須引入有效風能密度這一概念,它是有效風力範圍內的風能平均密度。

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