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विंड पावर डेंसिटी (पवन शक्ति घनत्व)

बहाव के लंबवत हर वर्ग मीटर क्षेत्र पर हवा में उपलब्ध औसत शक्ति, W/m² में; पवन संसाधन की गुणवत्ता का मानक पैमाना।

विंड पावर डेंसिटी (WPD) किसी ऊर्ध्वाधर सतह से गुज़रने वाली गतिज ऊर्जा को मापती है, किसी भी टरबाइन दक्षता को लगाने से पहले:

WPD = ½ ρ ⟨v³⟩   (W/m²)

मायने रखता है गति के घन का औसत, ⟨v³⟩, न कि औसत गति का घन। रेले वाइबुल वितरण (k = 2) में घन का औसत, औसत के घन का करीब 1.91 गुना होता है। इसलिए समुद्र तल के घनत्व पर 7 m/s औसत वाली जगह की WPD करीब 0.5 × 1.225 × 343 × 1.91 ≈ 400 W/m² होती है, 210 W/m² नहीं।

100 m ऊँचाई पर संसाधन की सांकेतिक श्रेणियाँ:

  • 200 W/m² से कम: यूटिलिटी पवन के लिए सीमांत
  • 300–500 W/m²: अच्छी तटवर्ती जगहें
  • 500–800 W/m²: बेहतरीन, जैसे अमेरिका के ग्रेट प्लेन्स, पैटागोनिया और स्कॉटलैंड के तट
  • 800 W/m² से ज़्यादा: असाधारण अपतटीय और पहाड़ी चोटी वाली जगहें, उत्तरी सागर और दक्षिणी महासागर

हवा का घनत्व ρ सीधे WPD को प्रभावित करता है: ऊँचाई के हर 1,000 m पर यह करीब 10% गिरता है और हर 10°C पर करीब 3–4% बदलता है, इसलिए समान हवा की गति पर ठंडी तटीय जगह गर्म पठार से बेहतर रहती है। बेट्ज़ सीमा के अनुसार अधिकतम 59% ही पकड़ा जा सकता है, और असली टरबाइन करीब 40–47% बदल पाते हैं। Global Wind Atlas दुनिया भर में 10, 50, 100, 150 और 200 m ऊँचाई पर WPD का नक्शा देता है; साइट का पवन क्षमता नक्शा भी देखें।

संबंधित शब्द

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  • वाइबुल वितरण (Weibull distribution)

    दो पैरामीटर वाला प्रायिकता वितरण, जो बताता है कि किसी जगह पर हर हवा की रफ़्तार कितनी बार आती है; इसे स्केल फ़ैक्टर c और शेप फ़ैक्टर k से परिभाषित किया जाता है।

  • बेट्ज़ सीमा (Betz limit)

    हवा की गतिज ऊर्जा का वह अधिकतम सैद्धांतिक हिस्सा जो कोई खुला रोटर निकाल सकता है: 16/27, यानी लगभग 59.3%।

  • स्वेप्ट एरिया (घूर्णन क्षेत्र)

    टरबाइन के घूमते ब्लेड से बनने वाले वृत्त का क्षेत्रफल; पवन टरबाइन का उत्पादन सीधे इसके अनुपात में होता है, और यह रोटर व्यास के वर्ग के साथ बढ़ता है।

  • विंड शियर

    सतह से ऊँचाई के साथ हवा की गति (और कभी-कभी दिशा) में बदलाव, जो सतह के खुरदुरेपन और वायुमंडलीय स्थिरता से तय होता है।

  • हब ऊंचाई (Hub height)

    पवन टरबाइन के रोटर के केंद्र की जमीन या समुद्र तल से ऊंचाई। ऊंचे हब तेज और स्थिर हवा तक पहुंचते हैं, और कैपेसिटी फैक्टर बढ़ने की यह एक बड़ी वजह है।