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.
Densitatea de putere a vântului (WPD) măsoară fluxul de energie cinetică printr-o suprafață verticală, înainte de a aplica randamentul vreunei turbine:
Contează media cuburilor vitezei, ⟨v³⟩, nu cubul vitezei medii. Cu o distribuție Weibull de tip Rayleigh (k = 2), media cuburilor este de circa 1,91 ori cubul mediei. Un loc cu media de 7 m/s, la densitatea aerului de la nivelul mării, are deci o WPD de circa 0,5 × 1,225 × 343 × 1,91 ≈ 400 W/m², nu 210 W/m².
Clase orientative de resursă la 100 m înălțime:
- Sub 200 W/m²: la limită pentru eolianul la scară mare
- 300–500 W/m²: locuri bune pe uscat
- 500–800 W/m²: excelente, ca Marile Câmpii din SUA, Patagonia și coastele Scoției
- Peste 800 W/m²: locuri excepționale offshore și pe creste, Marea Nordului și Oceanul Sudic
Densitatea aerului ρ influențează direct WPD: scade cu circa 10% la fiecare 1.000 m altitudine și variază cu circa 3–4% la fiecare 10°C, așa că un loc rece de pe coastă depășește un platou fierbinte cu aceleași viteze ale vântului. Se poate capta cel mult până la limita Betz de 59%, iar turbinele reale convertesc aproximativ 40–47%. Global Wind Atlas cartografiază WPD în toată lumea la înălțimi de 10, 50, 100, 150 și 200 m; vezi și harta potențialului eolian de pe site.
Termeni înrudiți
Toți termenii →- Distribuția Weibull
Distribuție de probabilitate cu doi parametri, folosită pentru a descrie cât de des apare fiecare viteză a vântului într-un loc, definită de un factor de scară c și un factor de formă k.
- Limita Betz
Fracțiunea maximă teoretică din energia cinetică a vântului pe care o poate extrage un rotor deschis: 16/27, adică circa 59,3%.
- 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.
- Forfecarea vântului (wind shear)
Variația vitezei (și uneori a direcției) vântului cu înălțimea deasupra solului, determinată de rugozitatea suprafeței și de stabilitatea atmosferică.
- 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.