Aria baleiată a rotorului
Aria cercului descris de palele aflate în rotație; puterea unei turbine eoliene e direct proporțională cu ea, iar ea crește cu pătratul diametrului rotorului.
Aria baleiată este cel mai important parametru de mărime al unei turbine eoliene, pentru că puterea disponibilă în vânt e proporțională cu ea:
Dacă dublezi diametrul rotorului, aria baleiată se împătrește, deci și energia captată la o anumită viteză a vântului. Această creștere pătratică explică de ce rotoarele au crescut atât de repede:
- Turbină din anii 1990, rotor de 40 m: circa 1.260 m²
- Turbină tipică pe uscat de la mijlocul anilor 2020, rotor de 150–170 m: 17.700–22.700 m²
- Turbină offshore mare, rotor de 220–260 m: 38.000–53.000 m², mai mult de șapte terenuri de fotbal
Raportul dintre puterea nominală și aria baleiată se numește putere specifică (W/m²). Turbinele pe uscat pentru vânt slab au 200–300 W/m²; cele pentru vânt puternic și offshore, 300–450 W/m². O putere specifică mai mică înseamnă o viteză nominală a vântului mai mică și un factor de capacitate mai mare.
Masa palelor crește mai repede decât aria baleiată (aproximativ cu D la puterea 2,3–2,6 la designurile moderne, față de legea teoretică a cubului), de aceea longeroanele din fibră de carbon, palele segmentate și logistica transportului devin factori limitativi peste 120 m lungime de pală. Același concept se aplică turbinelor pe curenți de maree, unde densitatea apei, de circa 1.025 kg/m³, face viabile rotoare mult mai mici.
Termeni înrudiți
Toți termenii →- Limita Betz
Fracțiunea maximă teoretică din energia cinetică a vântului pe care o poate extrage un rotor deschis: 16/27, adică circa 59,3%.
- Curba de putere
Relația dintre viteza vântului la înălțimea butucului și puterea electrică a unei turbine, folosită împreună cu distribuția vitezelor vântului pentru a estima producția anuală de energie.
- Viteza nominală a vântului
Cea mai mică viteză a vântului la care o turbină atinge puterea nominală, de regulă 10–13 m/s la turbinele moderne de mare putere.
- Înălțimea butucului
Înălțimea centrului rotorului unei turbine eoliene deasupra solului sau a nivelului mării; butucii mai înalți ajung la vânturi mai puternice și mai constante și sunt un motor principal al creșterii factorilor de capacitate.
- Densitatea de putere a vântului
Puterea medie disponibilă în vânt pe metru pătrat de suprafață perpendiculară pe curgere, în W/m², măsura standard a calității resursei eoliene.